礦區(qū)土地復(fù)墾景觀格局變化和生態(tài)效應(yīng)探索

□任艷珍

（山西金甌土地礦產(chǎn)咨詢服務(wù)有限公司 山西 太原 030000）

我國(guó)國(guó)土面積廣闊，蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源。社會(huì)發(fā)展加速，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求逐漸增多，開(kāi)采資源致使礦區(qū)周邊的土地受到不同程度的損毀。為有效遏制因礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)造成的土地?fù)p毀和水土流失，需要通過(guò)土地復(fù)墾和生態(tài)重建來(lái)進(jìn)行改善，促進(jìn)生產(chǎn)、資源和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。對(duì)損毀的土地進(jìn)行復(fù)墾，盡快恢復(fù)和重建項(xiàng)目區(qū)生態(tài)環(huán)境，保障項(xiàng)目區(qū)及周邊地區(qū)水土資源得到持續(xù)利用。

礦區(qū)指集中開(kāi)采煤炭資源的區(qū)域，煤炭資源的開(kāi)采為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有力支持，但開(kāi)采過(guò)程會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，致使資源開(kāi)采與環(huán)境之間的矛盾加劇，此類問(wèn)題會(huì)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)不利影響。

基于生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目造成土地?fù)p毀后“誰(shuí)損毀、誰(shuí)復(fù)墾”的原則，應(yīng)落實(shí)珍惜、合理利用土地和切實(shí)保護(hù)耕地的基本國(guó)策，規(guī)范土地復(fù)墾活動(dòng)，加強(qiáng)土地復(fù)墾管理，提高土地利用生態(tài)效益，采取土地復(fù)墾的措施化解二者的矛盾，并在生態(tài)重建中投入更多精力。

1 礦區(qū)土地景觀格局與生態(tài)效應(yīng)的特點(diǎn)

1.1 景觀格局特點(diǎn)

景觀格局是指在空間內(nèi)大小和形狀各異的景觀斑塊的排列狀態(tài)。景觀格局并不是一成不變的，會(huì)受到生產(chǎn)和人類活動(dòng)的直接影響，尤其是其空間分布特點(diǎn)以及排列狀態(tài)均會(huì)受到外界因素的影響，表現(xiàn)為鑲嵌性、動(dòng)態(tài)性以及空間異質(zhì)性。其中，鑲嵌性是由斑塊、廊道和基質(zhì)共同組合而成的景觀格局，斑塊被作為景觀的基礎(chǔ)要素，廊道則是條形或者帶狀分布的景觀，基質(zhì)則是景觀格局中分布面積較大的部分，一般指景觀背景；動(dòng)態(tài)性指的是在人類活動(dòng)的基礎(chǔ)上，遭受外部擾動(dòng)影響出現(xiàn)的格局變化；空間異質(zhì)性則是空間內(nèi)部斑塊和結(jié)構(gòu)分布不一的表現(xiàn)。

1.2 生態(tài)效應(yīng)特點(diǎn)

土地景觀格局的生態(tài)效應(yīng)會(huì)受到景觀格局中斑塊分布、大小以及數(shù)量等的影響，指空間結(jié)構(gòu)對(duì)物種所產(chǎn)生的影響。生態(tài)效應(yīng)主要可以從兩個(gè)方面進(jìn)行分析。一方面，從物種與面積的關(guān)系層面進(jìn)行分析，具體是指景觀格局中一些大小和形狀各異的斑塊對(duì)區(qū)域內(nèi)生物和生態(tài)演變所造成的影響。例如生態(tài)中的物種多樣性與斑塊大小存在直接聯(lián)系，即在斑塊面積增大的情況下，物種多樣性會(huì)隨之增多。另一方面，從邊緣效應(yīng)的角度進(jìn)行分析，在景觀斑塊邊緣受到外界因素影響的情況下，其邊緣位置的生態(tài)特性與斑塊中間位置的生態(tài)特性呈現(xiàn)差異化，這種差異通常體現(xiàn)在自然條件和物種組成等方面[1]。

2 礦區(qū)開(kāi)采對(duì)土地生態(tài)效應(yīng)的影響

社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源的開(kāi)采力度隨之加大。雖然礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)有效提高了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平，但在開(kāi)采過(guò)程中會(huì)對(duì)礦區(qū)周邊的土地資源造成塌陷、挖損以及壓占等問(wèn)題，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利影響。礦區(qū)開(kāi)采對(duì)土地生態(tài)效應(yīng)的影響如下。

2.1 對(duì)土地生態(tài)環(huán)境的影響

2.1.1 影響土壤結(jié)構(gòu)

在開(kāi)采過(guò)程中，開(kāi)采作業(yè)會(huì)導(dǎo)致地表變形、沉陷和出現(xiàn)裂縫等，改變項(xiàng)目區(qū)原有的地表形態(tài)，在一定程度上增加水土流失，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分含量減少，土壤結(jié)構(gòu)板結(jié)，土壤平均直徑減小、分形維數(shù)增大，土壤總孔隙度減少，土壤密度增大，使土壤通透性降低，含水量減小，土壤肥力下降。此外，礦區(qū)開(kāi)采導(dǎo)致耕作層厚度減小，使土壤質(zhì)量受到影響。

2.1.2 影響土地資源

淺層的礦產(chǎn)資源通常采取露天開(kāi)采的措施，而露天開(kāi)采必定會(huì)破壞土地的上層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)的土地結(jié)構(gòu)和植被被大量破壞。開(kāi)采完成后，會(huì)在地面留下坑洼，使土地下層結(jié)構(gòu)裸露在外，對(duì)土地資源造成不可逆的影響。

2.1.3 造成土地污染

礦區(qū)開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的“三廢”含有大量污染物，主要包括氧化物、有機(jī)污染物、酸堿污染物、氮氧化物、二氧化硫等，上述污染物經(jīng)過(guò)相互作用會(huì)產(chǎn)生酸雨，引發(fā)土壤酸化問(wèn)題。各類廢渣的隨意堆積也會(huì)對(duì)土地資源造成極大的影響，給周邊民眾的健康生產(chǎn)與生活帶來(lái)極大威脅。

2.2 對(duì)土地生態(tài)要素的影響

礦區(qū)開(kāi)采會(huì)對(duì)礦區(qū)土地生態(tài)造成一定影響，主要體現(xiàn)在生態(tài)方面。礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)力度增大，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響也會(huì)逐漸加劇。礦區(qū)內(nèi)部的土地生態(tài)結(jié)構(gòu)存在一定差異，受資源開(kāi)采的影響也存在差異?？傊?，礦區(qū)開(kāi)采對(duì)土地生態(tài)環(huán)境的影響會(huì)限制社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，因此需要針對(duì)其對(duì)生態(tài)要素的影響進(jìn)行分析，以期能夠通過(guò)土地復(fù)墾改善土地生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。礦區(qū)開(kāi)采對(duì)土地生態(tài)要素的影響見(jiàn)圖1。

2.2.1 影響水環(huán)境健康

礦區(qū)開(kāi)采會(huì)給地表水和地下水系帶來(lái)一定污染，污染源主要包括礦井中排放的煤泥水以及一些固體懸浮物。隨意排放清洗煤炭的水會(huì)對(duì)地表水質(zhì)造成極大影響。在露天開(kāi)采或者地下開(kāi)采的過(guò)程中，會(huì)對(duì)土層結(jié)構(gòu)造成影響，致使地下水體大量流失，使原本的富水區(qū)變?yōu)槿彼畢^(qū)，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生活帶來(lái)不利影響。

2.2.2 影響土地環(huán)境

礦產(chǎn)資源生產(chǎn)對(duì)土地環(huán)境的影響呈現(xiàn)出持續(xù)性特征，且在生產(chǎn)完成之后會(huì)對(duì)土地環(huán)境造成持續(xù)影響。這主要是因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程中對(duì)土層結(jié)構(gòu)、土地覆被以及土地生態(tài)特性等造成影響。主要表現(xiàn)為露天開(kāi)采引發(fā)坑洼土地結(jié)構(gòu)，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)裸露；土層結(jié)構(gòu)被破壞，造成水土流失和沙化。開(kāi)采時(shí)還會(huì)使本該處于土地深層的礦物質(zhì)與重金屬物質(zhì)暴露在淺層結(jié)構(gòu)中，改變土地生態(tài)特性。

2.2.3 影響土地景觀格局

礦區(qū)土地景觀格局的演變會(huì)受到實(shí)際開(kāi)采工作的直接影響，具體表現(xiàn)為礦區(qū)開(kāi)采對(duì)景觀斑塊大小、形狀以及景觀空間結(jié)構(gòu)的影響。此類問(wèn)題的成因在于礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)占用大量土地資源，致使原本面積較大的土地資源被分割為多個(gè)小斑塊，且開(kāi)采過(guò)后也會(huì)在礦區(qū)形成復(fù)墾難度較大的坑洼地帶，導(dǎo)致土地景觀格局中的斑塊密度以及大小等發(fā)生根本性改變，同時(shí)會(huì)使廊道結(jié)構(gòu)被切割，最終影響生物物種的生長(zhǎng)環(huán)境，造成區(qū)域物種多樣性減少[2]。

3 礦區(qū)土地復(fù)墾景觀格局變化及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

礦區(qū)土地復(fù)墾主要是靈活應(yīng)用工程技術(shù)和生物化學(xué)措施等對(duì)損毀的土地進(jìn)行修復(fù)。在土地復(fù)墾過(guò)程中，對(duì)已損毀土地的情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，對(duì)擬損毀土地的情況進(jìn)行合理預(yù)測(cè)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦?、坡度、土層厚度等條件對(duì)土地復(fù)墾方向進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)，以此為基礎(chǔ)，采取復(fù)墾工程及生物措施。例如對(duì)某礦的土地復(fù)墾，可以通過(guò)表土剝離與回覆、裂縫填充、坡改梯、土地翻耕、田坎修筑等工程技術(shù)，結(jié)合生物化學(xué)措施進(jìn)行復(fù)墾[3]。

土地復(fù)墾的景觀格局變化主要體現(xiàn)在土地的功能和組成方面，不僅會(huì)影響土地資源的利用，還會(huì)使其自身的功能發(fā)生改變，被認(rèn)為是引發(fā)土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵性因素。由景觀格局變化所引發(fā)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題主要包括土地質(zhì)量下降、水土流失、土地沙漠化以及影響物種生存環(huán)境等方面。在礦區(qū)開(kāi)發(fā)力度加大的情況下，土地復(fù)墾景觀格局必定會(huì)隨之發(fā)生改變，對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生不可逆影響。

另外，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題會(huì)反作用于土地景觀格局的變化，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題時(shí)，人們會(huì)對(duì)生產(chǎn)工作作出調(diào)整，對(duì)土地利用和開(kāi)發(fā)方案進(jìn)行重新規(guī)劃，盡量降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的發(fā)生概率，而此時(shí)便會(huì)對(duì)土地景觀格局造成一定影響，這種影響往往較為積極。

通過(guò)上述分析可以看出，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與土地景觀格局存在相互作用的關(guān)系，在土地結(jié)構(gòu)調(diào)整以及土地復(fù)墾時(shí)，均需考慮對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的影響，實(shí)現(xiàn)共贏。

4 礦區(qū)土地復(fù)墾的生態(tài)作用

一方面，有助于維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡。礦區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)常受到資源開(kāi)采工作的影響，在生態(tài)系統(tǒng)失衡的情況下，不僅會(huì)引發(fā)土地資源利用問(wèn)題，還會(huì)使大量植被遭受破壞，影響物種生存環(huán)境，進(jìn)而威脅生態(tài)系統(tǒng)安全?；诖祟悊?wèn)題，應(yīng)結(jié)合礦區(qū)的土地資源狀況以及景觀格局的變化特征，采取有效的土地復(fù)墾措施，解決現(xiàn)有的土地資源問(wèn)題。常用手段是對(duì)坑洼區(qū)域進(jìn)行填充，對(duì)植被破壞嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行植被培育等。實(shí)踐證明，有效的復(fù)墾措施可以降低資源開(kāi)發(fā)對(duì)土地景觀格局的影響，進(jìn)一步減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的威脅，對(duì)于維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡具有積極作用。

另一方面，有助于增加生態(tài)服務(wù)價(jià)值。生態(tài)服務(wù)價(jià)值主要指人類在生態(tài)系統(tǒng)中獲得的利益。為了突出生態(tài)服務(wù)價(jià)值，需要保障生態(tài)環(huán)境健康。對(duì)于一些開(kāi)發(fā)力度較大的礦區(qū)來(lái)說(shuō)，其周邊生態(tài)環(huán)境遭受了極大破壞，致使生態(tài)服務(wù)價(jià)值降低，并呈現(xiàn)出持續(xù)降低的態(tài)勢(shì)。基于此，應(yīng)加大對(duì)土地復(fù)墾的投入力度，通過(guò)有效的復(fù)墾措施改善區(qū)域的環(huán)境現(xiàn)狀，增強(qiáng)區(qū)域內(nèi)的生態(tài)調(diào)節(jié)能力，為人們創(chuàng)造更好的生態(tài)服務(wù)價(jià)值。

5 結(jié)束語(yǔ)

礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)力度不斷增大，對(duì)區(qū)域土地資源以及生態(tài)環(huán)境的影響隨之加劇。為了實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，需要積極開(kāi)展土地復(fù)墾工作，結(jié)合土地景觀格局的演變和生態(tài)效益，做好生態(tài)重建工作，從根本上降低礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)對(duì)土地資源以及生態(tài)環(huán)境的影響。