郭逸仙
(福建省197 地質大隊 福建泉州 362011)
采石場在完成或終止采石功能后,其遭受破壞,未經治理而無法使用的土地稱為采石廢棄地[1]。改革開放以來,我國城鎮基礎設施建設和工業化進程不斷加快,公路、鐵路以及房地產開發等基建工程進入了飛速發展期,也帶動了采石行業的發展。一些具有石材資源的城郊地區憑借交通和公共設施配套齊全等優勢,往往成為建設采石場的首選,因此城郊地區的采石廢棄地問題也較為普遍和突出。過去長期高強度、粗放式的開采模式下,城郊地區的采石廢棄地對當地產生了不同程度的景觀破壞、生物多樣性減少及水土流失等生態環境問題。隨著城市半徑的發展外擴,這些問題都將成為城市可持續發展的阻礙,城郊采石廢棄地的生態修復任務也越來越緊迫。2019 年底,自然資源部出臺了《關于探索利用市場化方式推進礦山生態修復的意見》,通過政策激勵,引導各方資金力量,鼓勵礦山土地綜合修復利用、實行差別化土地供應、盤活礦山存量建設用地、合理利用廢棄礦山土石料,積極探索利用市場化方式[2],為采石廢棄地的生態修復和合理再利用注入了助推劑。
南安豐州礦集區位于泉州市城郊地區,其飾面石材開采歷史可追溯到唐宋時期,是泉州建筑石料重要供給地之一。由于歷史原因,區內重要交通線路和晉江流域沿線的可視范圍內,以及自然風景區周邊分布了大量采石廢棄地。這些采石廢棄地對當地生態、經濟和社會的可持續發展造成了負面影響。因此,探尋一種適合當地采石廢棄地的生態修復和再利用對策是十分迫切的。
南安豐州礦集區位于晉江流域中下游,距離泉州市主城區不到3 km。該區地處歐亞大陸板塊南緣及太平洋板塊向歐亞大陸板塊的俯沖帶,巖漿活動頻繁,區內火山巖、侵入巖出露廣泛,成礦條件好[3]。區內石材開發利用歷史悠久,以盛產優質的花崗巖礦聞名,其中當地的“礱石”被稱為“泉州白”。改革開放以來,當地石材企業和采石場數量急劇增加,逐漸形成了相對集中的石材開發基地。根據當地花崗巖礦床覆蓋層較薄的特點,區內石材礦山普遍采用露天凹陷的開采方式。淺表層巖體風化強、裂隙多,荒料率低,主要以爆破開采碎石為主;而深層巖體裂隙減少,荒料塊度大,主要采用機械破碎、切割[4]。
近年來,隨著當地政府對生態環境保護的迫切要求,該區內石材礦山已全部關閉退出。但長期重開發、輕治理的開發模式,使該區內生態環境積累了沉重的歷史欠賬。區內形成了大量以巖壁、斜坡、臺(階)地、凹陷采坑及渣場等為主要地貌且相對集中連片的采石廢棄地。根據《南安市人民政府關于對歷史遺留廢棄礦山進行認定的公告》(2022 年3 月14 日)資料顯示,區內遺留的荒廢礦山、石窟共128 處,集中分布在區內鋪頂、素雅(橫路山)、后田、旭山、桃源(大鐘山)及玉湖一帶,累計影響面積約2.6 km2,區內采石廢棄地分布情況詳見圖1。

圖1 豐州礦集區采石廢棄地衛星影像圖
(1)破壞自然景觀。區內采石跡地、高陡巖墻與周邊自然景觀形成鮮明的對比。特別是位于重要交通干線沿線、居民區、晉江流域及風景名勝等敏感區周邊及可視范圍內的采石廢棄地,不僅給當地造成了視覺污染,也對泉州主城區的景觀形象造成不良的影響。
(2)生態環境嚴重退化。采礦活動剝離了地表巖土體,原有土壤結構被破壞殆盡,生態系統結構受損。區內面臨水土流失和生物多樣性急劇下降的嚴峻挑戰。
(3)存在地質災害隱患。該區采石場遺留的大量高陡邊坡、巖壁巖墻及尾礦渣等。在該區多臺風、暴雨頻繁的氣象條件下,易誘發崩塌、滑坡等地質災害問題;此外區內的凹陷深坑也給周邊居民造成一定安全隱患。
(4)造成土地資源浪費。區內采石場的開挖,石料、石渣、棄土等的堆存,損毀或侵占了大量土地,其中也包括一些農用地和林地。這些土地治理難度大,且難以無法恢復原用途。
總的來說,豐州礦集區內采石廢棄地具有規模小、數量多、分布廣及靠近城鎮等特點,且大多未經過治理,處于廢棄狀態,對當地自然景觀、生態環境及土地資源造成了不同程度的影響。這既不利于當地的城鎮化建設進程,也影響著泉州主城區的社會、經濟和生態的可持續發展。該區的生態修復治理已成為當地政府推進生態文明建設的一項重要工作。
采石廢棄地生態修復工作的思路和內容主要有3 個方面[5]:①消除安全隱患,即通過采取必要的工程措施使采石場內邊坡安全穩固,這也是修復工作的首要考慮因素;②疏通和整理水系,即完善防、排水系統,理順采石場水系,防治水土流失;③恢復礦山生態系統,即通過建立土壤-植物為基礎的生態系統,促進采石場的生態系統得到立體修復,按照地形地貌特點和修復側重點,又可分為巖壁復綠和采石跡地復綠。
采石過程往往使當地的巖土體結構與地形地貌特征發生了巨大改變,因此對采石場進行修復時首要考慮巖石斜坡、采石坑及廢石堆的物理安全穩定性。宜按照“安全為重、因地制宜、生態優先”的原則,對區內地形地貌進行綜合整治。對于坡面節理裂隙發育、巖土結構不穩定的邊坡,宜采用分臺階削坡減載、噴混凝土及錨桿加固等工程手段整治;對于坡度較緩、巖土體結構相對穩定的邊坡,宜采用清理危巖、浮石及架設安全防護網等措施進行整治;對于廢石礦渣可進行清運、回填或分臺階處理;對于凹陷采坑,如后期不再利用的,可充分利用采石場原有廢棄的土石或場地整治產生的石料進行回填。對于體積龐大的單個采礦深坑,回填方量巨大的,可先修建安全警示牌和安全護欄,后期再考慮綜合利用,如作為城鄉建筑垃圾填埋場、漁業養殖等。通過前期場地的工程整治,基本消除區內主要的地質災害隱患,為后續的修復工作創造穩定安全的條件。
區內地表土壤遭受破壞或缺失,而使得水土保持能力基本喪失。該區地處閩東南地區,季風氣候顯著,每年臺風、暴雨頻繁。如果不梳理好區內采石場水系,容易產生內澇、積水、水土流失等問題,甚至引發山體失穩、誘發滑坡崩塌等地質災害,直接影響采石場的生態修復效率。因此需結合當地的地形地貌、氣象和水文地質條件,做好排水和防護措施,包括截(排)水溝、匯水溝、蓄水池、擋土壩、急流槽和沉砂消能設施等,并定期進行維護,確保礦山水系通暢。
巖壁復綠是采石廢棄地生態修復的重點也是難點。巖壁往往具有陡立、高差大、難以攀附等特點,在固土、保水、保肥等方面能力較差,這也導致巖壁復綠工程中出現穩定性差和植被存活率低等問題。目前,國內外不少專家學者針對巖壁不同的巖性、高度、坡度、表面粗糙程度和施工條件等提出了治理對策,取得了不錯的應用成效。根據區內巖壁特點和以往治理的經驗提出以下建議:當巖壁坡度小于45°時,宜采取客土噴播、生態植被毯或掛網植草的復綠手段;當巖壁坡度在45°~70°時,宜采用噴混植生和生態袋綠化的復綠技術;當坡度大于70°時,宜采取魚鱗坑法、飄臺植生槽法或階梯整形覆土復綠法等,同時結合藤類植物上爬下掛進行治理。如果一些石壁缺失治理難度較大,也可通過石刻雕塑、彩繪等藝術手法進行遮擋。
采石跡地的生態恢復實質是人為加快區內生態演替的過程。經過開挖、破壞后的采石場廢棄地受限于自身極端的土壤條件和小氣候,其自我植被恢復能力幾乎喪失[6],因此采石場跡地復綠的主要工作是重新構建土壤-植被的生態系統:
(1)要重新構建一個具有較高生產力的土壤生態系統[7]。針對區內普遍缺乏覆土的情況,在場地平整和消除地災隱患的基礎上,可采用客土移植和土壤改良的方法進行土地復墾。其中客土移植即在不破壞異地土壤的前提下,取適量土壤移植至礦山受損部位[8];而土壤改良則是采取物理、化學和生物等技術手段,恢復有利于植被生長的表土層和生根層,培養良好的土壤基質層。
(2)要構建穩定的植物群落系統。在植物的選取上,要遵循植物群落的定居和演替規律,在了解當地氣象、灌溉、土壤環境等條件的基礎上,優先選取鄉土植物,慎重引種外來植物[9],從系統角度考慮修復區與鄰近地區植物競爭關系。在種植初期應選擇能耐貧瘠、干旱、適應性強的先鋒植物與速生的本地植物進行搭配;中后期則要考慮植物群落多樣性和結構穩定性,形成喬、灌、草、藤相結合的立體生態系統,使得重建的生態系統能夠長期維系,可持續發展。以豐州礦集區為例,區內喬木樹種可選擇臺灣相思樹、黑松、香樟、馬尾松和刺槐等;灌木種類可選擇如三角梅、豬屎豆及檸條等;草本種類如五節芒、狗牙根、寬葉雀稗和木豆等;藤本植物可選擇爬山虎、炮仗花及常春藤等。
采石廢棄地是一種特殊的土地資源[10]。針對采石廢棄地的生態修復,不應停留在簡單的回填土和植樹復綠上,而是要挖掘其潛在利用價值。豐州鎮緊鄰泉州市城區,具有人文歷史悠久、交通便利、資源豐富的區位特點。在當地國土空間規劃、產業發展布局等基礎上,踐行新發展理念,轉化綠水青山的生態價值,推行市場化運作將采石廢棄地重新再利用,不僅可以鼓勵社會資本積極主動參與,解決礦山治理資金缺口的問題,還可以重塑當地的生態環境品質,實現生態產品價值和經濟社會效益的有機統一。
良好生態環境是經濟社會可持續發展的重要基礎,采石廢棄地的利用應遵循 “改善生態環境就是發展生產力” 的原則。區內一些遠離城鎮居民區、交通不便、周邊生態環境敏感性較高的采石廢棄地,宜采取造林綠化、涵養水源和水土保持為主的修復利用對策。如區內位于大鐘山深處的廢棄采石場,緊鄰自然保護區及桃源仙境景區,人煙罕至,周邊分布有桃源水庫、大林水庫和仙人井水庫,周邊原始生態環境較好。可在消除地災隱患的基礎上,重點解決原礦區內的植物生長機制、肥力等因素,做好水源地水生態環境的保護,加強人工管護,構建林種樹種多樣、功能全面的森林生態體系,增強流域水土保持能力,提升水源涵養能力和碳匯能力。此外,區內一些相對孤立分散、開采破壞范圍較小、水土流失程度較輕的采石廢棄地,也建議恢復為林地,以自然恢復為基礎,輔以適當的人工干預措施,逐步通過自然生態演替來實現與周邊生態環境的融和。
當前我國正處于新型城鎮化和城鄉一體化快速發展階段,將采石廢棄地修復發展為生態農業也是有利于當地可持續發展的優先選擇。在當地土利用規劃的基礎上,可將具有一定耕種、灌溉條件的采石廢棄地發展成生態農業。如區內位于素雅村、鋪頂村附近的采石廢棄地,鄰近村落和農田,其地勢相對平坦或坡度較緩,場地內有較豐富的土源基礎,可在生態修復的基礎上,結合地形和土壤特點,開展造地造田、土壤改良、種草養畜,利用礦坑蓄水造湖等工程,提高生物和農業資源的循環利用率;還可以與當地農業結合,發展集果蔬種植、采摘體驗、休閑觀光、地學科普、文化傳承等功能的綠色生態農業產業園。既可以增加有效耕地面積,又可以解決當地農民就業問題,產生明顯的生態效益與經濟效益。
近年來,發展生態旅游成為廢棄礦山生態修復和開發利用的一個主流方向。對于一些生態敏感性一般、修復投入較大的,特別是具備一定的人文地理資源基礎的采石廢棄地,可以將自身特有的自然、人文、地理和采石遺跡有機結合,開發特色生態旅游資源潛力。如區內位于石礱一帶的采石廢棄地,交通便利,文化悠久,可挖掘豐州古鎮文化歷史——“閩南文化發源千年古地”、晉江流域文化及“礱石”開發史等,用藝術思維進行景觀修復和場景改造,打造礦山主題景觀公園、豐州古鎮文化廣場、石雕博物館等公共場所;或結合采石廢棄地的絕壁、深坑和水域,建設極限運動、探險和水上樂園等游樂設施。既可以提升城市形象,也可以帶動當地旅游發展,促進當地生態、社會和經濟協調發展。
采石廢棄地的生態利用,可與周邊發展、新農村建設和城市發展規劃相融合,對盤活土地資源和拓展土地空間都有重要意義。根據區域發展的需要,可將區內一些植被綠化和土地復墾成本高的、占地規模較大或集中連片的,尤其是周邊工業基礎較好、公共配套設備較完備的廢棄地再利用成為科普文教、商業會議、工業生產、垃圾填埋、倉儲物流等用地,或進行土地資源儲備。如位于后田、旭山一帶的連片的采石廢棄地,地表大面積的巖石裸露,單純復綠治理投入巨大。同時這些地區具有緊鄰泉州市區,周邊工廠眾多,供水、電力設施及物流等較為完善的優勢。在生態修復、土地資源整合的基礎上,與周邊產業聯動,結合當地的發展需求,如開發為綠色智造產業園、物流倉儲基地等;或是根據新農村和城鎮化建設的需要,進行房地產開發、新農村建設、衛生養老及陵園等公共設施建設。不僅可以提高當地土地資源利用率,還可以創造更多的就業機會,促進城市產業結構的均衡發展。
城郊地區的采石廢棄地遺留的土地資源浪費、景觀破壞及生態環境失衡等問題,不僅對當地居民生產、生活造成了負面影響,也關系到主城區的景觀形象和發展格局。對城郊地區的采石廢棄地的生態修復和再利用,應遵循生態系統內在機理,突出安全功能和生態功能,堅持生態優先、因地制宜、綠色發展的原則。在當地自然景觀、地理、人文、區位條件和環境功能要求等的基礎上科學制定對策,挖掘廢棄礦山的資源屬性,使其重新煥發生機,對當地城市的經濟、社會及生態的可持續發展有著積極意義。