采煤塌陷区复垦与再生利用研究：国内外研究进展与发展趋势

马立强

（1.山东工商学院工程学院，山东烟台264005；2.东北林业大学经济管理学院，哈尔滨 150040）

生态建设

采煤塌陷区复垦与再生利用研究：国内外研究进展与发展趋势

马立强1,2

（1.山东工商学院工程学院，山东烟台264005；2.东北林业大学经济管理学院，哈尔滨 150040）

针对我国采煤塌陷区的发展现状和治理的重要意义，对国内外采煤塌陷区复垦与再生利用的研究现状做了总结和梳理。由于国内外人口与土地关系的不同，在采煤塌陷区的治理思路方面存在诸多不同之处。从技术角度、利用模式以及区域规划等三个维度对国外采煤塌陷区的再生利用研究现状做了梳理；从再生利用指导思想、景观重建以及利用模式三个维度对我国采煤塌陷区的复垦与再生利用研究做了归纳总结。在此基础上，对我国采煤塌陷区复垦与再生利用研究的下一步动向做出了理论预测。

塌陷区；土地复垦；土地再生利用

我国的煤炭资源储量和开采量虽然都比较大，但是开采方式单一，地下井工开采约占整个煤炭产量的96%[1]。井工开采使地下采空区上部的岩层应力平衡遭到破坏，采上方依次出现冒落、断裂、弯曲等变形，地面出现裂缝、沉陷等破坏，形成一个比采空区更大的采煤沉陷地带[2]。由于单一的井工开采模式，导致我国煤矿区存在大量塌陷地，大面积农地被毁，水土流失严重，矿区的生态系统脆弱。采煤沉陷不仅破坏地形、地貌，同时也改变了矿区水文地质条件，生态环境、经济与社会条件的原有平衡被打破，生态环境劣变、土地生产力严重下降、经济效益降低，又加之煤炭开采征地导致的矿区农民土地数量的减少，矿区的人地矛盾较之非矿区更为紧张，导致矿区工农矛盾激化。因此，对采煤造成的塌陷区进行再生利用，成为矿区环境治理、确保耕地占补平衡的重要措施之一。

1 国外采煤塌陷区再生利用研究进展

国外没有我国存在的突出人地矛盾，而且井工开采比例较低，因此，国外煤矿区塌陷地再生利用的对象、再生技术和利用模式都有其自身的特点。自20世纪中叶开始，欧美一些国家就制定了有关采矿土地复垦方面的法律、法规，采取了一些措施以治理矿区废弃地和防止矿区经济衰退。到了20世纪60年代，随着世界经济交往的扩展，欧洲各国煤炭和钢铁产业因外来力量的冲击出现了衰落趋势，从而导致传统工业区经济的衰退，因此研究和治理老工业区的复兴进入了实质性阶段，在煤矿区景观再生和生态重建的研究中引入了景观规划和生态学的一些理论。

1.1 再生利用技术相关研究

英国的巴特威尔露天煤矿是西方国家中运用再生利用技术较早的煤矿区，创造了边采边回填，然后覆土造田的复垦模式；前苏联复垦学界认为废弃地复垦是对工矿业造成的废弃地有计划地采用综合技术措施以恢复、提高其生产力和经济价值，包括采矿、工程、生物和土壤改良等技术[3]。澳大利亚将矿区废弃地复垦工程的功能再生和废弃物对地下水影响，还注重水体污染的防止，依据塌陷区水系变化制定排水方式。美国土地复垦历史较长，1977年颁布了《矿山复垦法案》，对矿区复垦持续制定了规范，并成立“国家矿山土地复垦研究中心”以推动土地复垦研究和技术进步[4]。当前煤矿区土地复垦与再生利用技术的研究多为对于采煤沉陷的描述和预测，Quither（1986）、Selman（1986）、Ham（1987）、Damody等（1989）对采煤造成的土地破坏研究认为采煤沉陷的影响后果包括土壤侵蚀、土地生产力下降、地表排水系统破坏、积水等[5-6]。

生态学和景观学在国外矿山废弃地再生中的应用较早，1992年的国际复垦会议上就出现了“成功复垦的生态学评价”，而在1998年国际复垦会议上又进一步提出了“在复垦中实现美好景观”。在这一研究领域中，Richand J.Hobbs通过生态重建实验，提出复垦的关键是保存大斑块和交通便利性，在此基础上进行植被恢复[7]；Robert B.Aikinson提出将弗吉尼亚地区的湿地纳入到煤矿废弃地生态恢复中[8]；Dimitris Damigos和Dimitris Kaliampakos对矿区破坏土地复垦的环境经济效益的评价方法做了梳理，其结果对于复垦规划和采矿管理具有积极的影响[9]。

1.2 再生利用模式相关研究

国外的井工开采比例不高，采矿废弃地的再生利用偏重于生态环境恢复，主要是植树和种草，或作为湿地加以保护，通过再生利用，恢复和提高采矿活动扰动的环境治理，为矿区的生物和人提供生活场所和机会。德国是个典型的案例，其矿区废弃地再生利用模式的发展可以分为四个阶段[10]（见表1）。

可见，随着以经济效益为主的景观生态重建的深化，塌陷区再生利用的模式一直在不断演进，不再仅仅是将塌陷地恢复到可供利用的状态，而是对矿区环境的重建，并使新环境由于原先的环境，实现一种新的动态平衡，还应为在此生活的人们提供足够的就业机会。例如，德国汉巴赫煤矿区已经重建为一个休闲娱乐中心。目前，国外的煤矿塌陷区再生利用的模式已由开始的注重环境和生态进行保护型利用，向生产型和休闲型再生利用转变，形成了农林利用、水面利用、休闲利用、生态重建和保护利用等多类型的模式。

1.3 再生利用的区域规划相关研究

从中观区域尺度出发，综合分析煤矿区的生态和社会经济实际情况，引导矿区可持续发展，制定相应的框架性发展规划和景观生态重建等具体实施计划。在这方面，德国传统的煤矿工业区—鲁尔区的复兴受到了世界范围内的高度青睐[11]。上个世纪70年代德国政府、北莱茵州政府、鲁尔区政府和区内企业分别提出了诸多区域景观规划项目、区域未来创新发展、区域景观规划、Emscher国际景观公园设计方案、棕地（Brown land）再生利用规划等。此后30余年的时间里，鲁尔区的生态环境和景观发生了根本性的改善，农业结构和产业结构都得到改进，农村的基础设施实现了与城市相同的发展水平。2004年，德国的区域规划学者联合意大利、波兰、保加利亚、捷克和斯洛文尼亚等煤炭产出国的学者，针对各国煤矿区域和城市类型，一起提出了READY计划。该计划是一个区域发展规划，综合考虑煤炭资源开发、矿区土地利用、景观重建等因素，以实现煤矿区的产业转型、生态恢复和社会经济的稳定发展。

2 国内采煤塌陷区再生利用研究进展

我国在煤矿区废弃地复垦和生态重建领域取得了显著的成绩，采煤沉陷区再生利用的研究成果涵盖了工程角度的充填复垦（包括矸石、粉煤灰回填）、非充填复垦（包括疏排法、挖深垫浅等），生态重建角度的土壤肥化和种植结构调整等。

2.1 再生利用的指导思路的发展

1979年，原煤炭工业部组织实施了“煤矿塌陷地造地复田综合治理研究”，开始将采煤及其引起的环境影响纳入到塌陷区再生利用过程中，通过技术措施修复采煤形成的负面后果。随着研究的开展，逐渐开始将塌陷区治理作为一个系统的综合性问题，注重治理的土地和环境的恢复以及综合效益的提高，以矿区土地资源的可持续利用和生态环境的恢复作为工程复垦目标。1989年实施的《土地复垦规定》标志着我国矿区废弃地再生利用研究得到了长足发展。

2.2 景观环境因素在再生利用中的影响研究

龙花楼（1997）对煤矿区景观稳定性的破坏做了定性研究，认为生态重建应该遵循人与自然和谐发展的基本思路[12]。卞正富（1998）认为土地生产力恢复和生态系统重建应该成为塌陷区综合治理的两个基本目标，研究了煤矿区塌陷后大面积积水对农业生产和景观的冲击，提出了一套可行的生态重建方案[13]。石晓枫（2003）在梳理景观环境的影响评价方法的基础上，提出了根据离差系数评价人工建筑对环境的协调度评价的方法[14]。

2.3 采煤塌陷区利用模式相关研究

人地矛盾是我国社会经济发展需要考虑的关键问题之一。采煤塌陷区作为矿区一种典型的退化景观不但浪费了大量宝贵的土地资源，并带来了一系列生态环境和社会经济问题，对其利用模式的选择应使其发挥经济效益、生态效益和社会效益。当前除了传统的复垦为农林业和工商建设用地之外，最近兴起的以休闲产业为主导的塌陷地再生利用模式引起了广泛的关注和重视。以生态休闲产业引导塌陷区再生利用，不仅可以使这些废弃的土地资源得到重新利用，缓减矿区严重的人地矛盾和工农矛盾，避免煤炭资源枯竭给矿区带来的社会震荡，还可以促进矿区产业结构的转型与升级，降低矿区经济增长对煤炭资源依赖的单一性。

①观光农业利用模式。我国的采矿迹地复垦利用从注重单一的农林复垦利用，逐渐发展到综合性的农业利用模式。随着研究的深入，以观光农业为代表的农业综合利用逐渐成为采矿迹地利用的一个重要利用方向。徐海顺(2006)以徐州城北生态农业公园为例，提出将城郊矿区采矿迹地的生态恢复与观光农业发展相结合的思路[15]。冯两丽(2007)在矿区观光农业生态经济系统模式定位的基础上，对采矿迹地发展观光农业的可行性进行了分析，提出矿区观光农业经济系统重建的森林公园、生态教室、农业公园、观光农园、躬耕园、保健园、观光走廊等开发模式[16]。

②工业旅游和生态旅游开发模式。常江和Theo Koetter(2005)通过以德国鲁尔矿区为例，提出通过对采矿迹地的合理整治和景观重建，恢复采矿业对土地的损害，阐述了生态旅游开发对矿区土地再生利用的作用和意义[17]。王建兰(2002)针对金坛市旅游业与矿业开发之间的矛盾，提出了促进矿业和旅游业开发协调发展的建议。王景萍(2006)研究了平朔矿区的露天采场、大型排土场、选(洗)煤场等工业旅游资源和生态旅游资源[18]。曾磊(2009)以河北武安西石门矿区为例，分析了工业旅游的意义及可行性，提出了工业遗产的开发途径、思路和具体构想[19]。

③其他休闲旅游开发利用模式。王鑫(2010)针对徐州衰老矿区资源耗竭的现状，提出了兴建矿山公园和矿区资源资本化运作的意义和思路[20]。魏风华(2009)根据对苔山煤矿现状的考察，把矿山绿化与采矿迹地利用相结合，将闭矿的苔山煤矿开发为矿山公园用以发展红色旅游[21]。

3 采煤塌陷区复垦与再生利用的研究趋势

综上所述，煤矿塌陷区复垦与再生利用技术的已经比较成熟和完善。然而随着当前社会经济的进步、煤炭开采步伐的加快以及矿区生态环境恶化等，塌陷区的复垦和再生利用面临着新的挑战，为满足当前社会经济发展和生态环境的改善，现有理论与技术需要有进一步的深入发展。其中最需要思考的是：长期以来的土地复垦和生态重建往往过于重视农林复垦利用，而忽视第三产业以及第一、第二和第三产业的耦合对再生利用的影响，导致复垦和再生利用模式的单一化，经济效益往往也并不满意，使塌陷区的治理主体积极性不高。其中最需要思考的是：长期以来塌陷区利用仅仅是从废弃土地资源利用技术的角度出发，忽视了利用模式规划研究在塌陷区再生利用中的引导作用，忽视了塌陷区利用中自然、社会和环境因素的协调统一性。尽管在复垦规划中有对生产型利用和生态型利用的考虑，然而仅是将生态因素作为生产利用的一个前提，缺少对塌陷区利用进行综合的生态和社会经济影响因素的系统规划，有些地方因采煤沉陷复垦土地质量差、土地利用方式不符合当地农业生产习惯难以为农民所接受，土地利用率不高，甚至在复垦完成后再次被荒弃[22]。

由此可见，未来采煤塌陷区复垦与再生利用研究的趋势将是：在利用技术领域，如土壤质量调控、矸石山绿化、污染治理等方面会进一步发展；在利用模式规划领域，如塌陷区的农林复垦利用、生态农业利用、生态工业园区利用、生态休闲旅游区利用、湿地型运动休闲利用等方面获得突破，寻求经济效益、生态效益和社会效益的综合提高；在对各种利用模式的综合评价方面，应整合塌陷区生态环境和社会经济影响因素，对评价方法进行完善，构建基于环境和社会经济影响效果的评价体系。

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［责任编辑：路实］

Research on Reclamation and Recycling of Coal Mining Subsidence Area——Domestic and Foreign Research Progress and Development Trend

MALi-qiang1,2
(1.EngineeringCollege,ShandongCommerce Institute,Yantai Shandong264005,China; 2.College ofEconomics and Management ofNortheast ForestryUniversity,Harbin 150040,China)

Aiming at the current situation of the development of the coal mining subsidence area and the significance of the management,summing up and carding the current research at home and abroad of reclamation and recycling coal mining subsidence area.Because the relationship between population and land at home and abroad is different,there are many different places in management in the coal mining subsidence area.Combing foreign coal mining subsidence area of recycling research status from a technical perspective,the use of model and the regional planning;summarized research of the reclamation and recycling of coal mining subsidence area of our country from recycling guiding ideology,landscape reconstruction and the use of three dimension model.On this basis,made the theory predicts on reclamation and recyclingofcoal miningsubsidence area our country.

subsidence area;land reclamation;land recycling

F323.211

A

1673-5919（2013）01-0047-04

2012-12-18

山东省软科学研究计划项目（2012RKB01182）；山东省住房与城乡建设厅科技计划项目（2011YK063）

马立强（1974-），山东夏津人，讲师，博士后，从事矿区农林复垦方面的研究。