资源型城市环城矿山排土场生态综合治理模式研究

钟铁等

摘 要：针对资源型城市环城矿山排土场存在严重生态破坏、扬尘污染、水土流失等问题，以安徽省马鞍山市姑山铁矿钟山排土场为例，研究形成了生态环境综合治理钟山排土场模式，该模式由生态用材林（防风林）区、水土保持林区、生态农业区和生态经济林区等构成。经过治理，钟山排土场的水土流失严重等问题得到了彻底解决，并取得了显著的生态、社会和经济效益，该模式可为长江流域环城矿山排土场等废弃地的生态环境综合治理提供参考借鉴。

关键词：资源型城市；矿山；排土场；生态环境；综合整治

中图分类号 S157.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）05-85-03

Abstract：In view of the serious problems in mine waste dump around resource-based city in Yangtze River Basin，such as serious ecological damage，dust pollution，soil erosion etc，and taking Zhongshan waste dump under Maanshan Gushan iron mine，as a case，the comprehensive treatment mode for ecological environment has been investigated and formed. This mode consists of the ecological timber（wind breaks）area，forest area of soil and water conservation，ecological agriculture area and other economic forest area. After treatment，the issues including the soil erosion and other damage in Zhongshan waste dump have been completely solved with significant ecological，social and economic benefits. This mode provides a reference for the scheme of ecological environment of the mine waste dump around the city in the Yangtze River Basin.

Key words：Resource-based city；Mine；Waste dump；Ecological environment；Comprehensive treatment

资源型城市环城矿山，尤其是环城露天矿山大量固体废弃物被排弃在排土场，容易引起严重的水土流失，导致周围大气和水体被污染，并严重破坏矿山周围的自然景观，威胁周围居民的生活与身体健康。与此同时，矿山企业，特别是国有老矿山企业的矿山废弃地的综合治理，普遍存在前期投入大，生态效益、社会效益显著，而经济效益低下的问题，治理维护费用的投入给企业造成较大的经济负担，不利于治理的可持续发展。针对以上问题，笔者对安徽省马鞍山市姑山铁矿的钟山排土场的水土流失综合治理模式进行了研究及示范，通过示范治理控制水土流失，彻底解决了排土场生态环境破坏对居民生活、身体健康带来的威胁和危害，同时通过农、林、副产品收入，提高了生态环境综合治理的经济效益，改变了综合治理“投入大、产出小”的局面，减轻了国有老矿山企业的经济负担，为长江流域乃至全国类似资源型城市环城矿山废弃地的生态环境综合治理提供参考借鉴。

1 研究区概况

1.1 研究区简介 姑山铁矿位于长江下游南岸的安徽省马鞍山市，矿山采用露天开采，开采规模为150万t/a。钟山排土场主要排弃姑山铁矿露天开采剥离的岩土，已于2008年停止排土，排土场南北长约550m，东西宽约350m，共形成5个排土平台，标高分别为20m（1平台）、30m（2平台）、40m（3平台）、50m（4平台）及60m（5平台）。排土场总占地面积约22.8hm2，其中4平台是面积最大的平台，面积约5hm2。钟山排土场区域多年平均降雨量1 053mm，最大年降雨量1 895.5mm，最大1d降雨量316.1mm。梅雨期最长达43d，梅雨量最多达530.9mm，约占全年降雨量的45%。降水季节性强，5～9月份降雨量约占全年的60%以上。所在地区年平均风速2.46m/s，最大风速39.9m/s，年主导风向及频率分别是ENE和10.75%，年次导风向及频率分别是E和8.98%。

1.2 治理问题的提出 钟山排土场位于马鞍山市规划城区，其东侧紧靠宁芜高速公路（G4211），毗邻青山河，北部、西部和南部3面紧邻居民区，西侧有当涂至查湾县级公路沿排土场而过。目前排土场主要存在以下问题：（1）排土场平台土壤贫瘠，土体石砾含量高、压实严重，渗透系数低，遇到大雨，容易形成较大汇水，造成严重水土流失；（2）排土场弃土质地松散，遇到大风天气极易形成扬尘，遇暴雨极易形成严重的水土流失，诱发滑坡等地质灾害；（3）排土场紧邻马芜高速公路及青山河，严重破坏了青山河两岸的自然景观，造成了高速公路的视觉污染。

2 生态环境综合治理模式研究

2.1 综合治理目标 通过治理，彻底解决钟山排土场生态破坏、扬尘及水土流失严重等问题，同时通过农、林、副产品的收入提供较好的经济效益，实现生态环境综合治理的可持续发展。

2.2 土地适宜性评价 钟山排土场已于2008年停止生产，笔者首先根据钟山排土场气候、地形地貌、土壤性质等实际情况，并参考马钢姑山铁矿土地利用规划和钟山排土场附近居民的意愿，对钟山排土场土地适宜性进行了评价，初步确定了排土场土地的拟利用方向。

2.3 综合治理模式研究 根据排土场生态环境综合治理目标，参考马鞍山市土地利用总体规划[1]及姑山铁矿相关规划等，并征求排土场附近居民的意见，将钟山排土场划分为4个功能区进行综合治理。

2.3.1 生态农业区（4平台） 该功能区主要位于排土场4平台，该平台位于排土场的中间位置，为排土场面积最大的平台，面积达5hm2。该功能区的综合治理目标为控制汇水，并通过农副产品收入提供一定的经济效益，实现生态环境综合治理的可持续发展。（1）设计在钟山排土场4平台修建排灌系统及集水池，收集平台汇水，一方面可以为综合治理提供水源，另一方面可以将4平台集水池建设为渔塘，在外围饲养鹅、鸭等家禽；（2）设计将排土场4平台其余土地建设为农田，种植花生等经济作物。

2.3.2 生态用材林、防风林区（1～3平台迎风坡及5平台） 该功能区包括钟山排土场1～3平台迎风坡及5平台，该功能区的主要综合治理目标为控制汇水、防风固土、并适当考虑环境绿化。在平台内侧修建排水渠系，排除汇水；在平台营造生态用材林及防风林，一方面可以防治风害，为4平台生态农业区的建设提供保护，另一方面可以通过林木蓄积产生一定的经济效益；在高速公路旁栽植雪松、棕榈、紫叶李等观赏树种，营造一条亮丽的风景线，消除视觉污染。

2.3.3 生态经济林区（1～3平台背风坡） 该功能区包括钟山排土场1～3平台背风坡，该功能区的综合治理目标为控制汇水，防治水土流失，同时考虑经济效益和社会效益。在平台内侧修建排水渠系，排除汇水；在平台营造经济林，种植油桃等，通过经济林产品收入提供一定的经济效益；由于1～3平台背风坡紧邻居民区，设计同时在林间开辟道路，修建一些休闲娱乐设施，提高社会效益。

2.3.4 水土保持林区（排土场边坡） 钟山排土场边坡坡度较大，且流沙和石渣混排，质地松散，是水土流失和粉尘污染的主要源头，该功能区治理方向为建设水土保持林，水土保持林采用乔灌草综合配置。

3 示范区建设及运行

3.1 生态农业区建设及运行 根据设计，将钟山排土场4平台建设为生态农业区，分为经济作物种植区，鱼塘及家禽饲养区2部分。截至2013年底，姑山铁矿在4平台开挖鱼塘（集水池）2口，在外围建立围网饲养鸭、鹅等家禽，鱼塘和家禽饲养区面积约0.5hm2，其中水面面积0.3hm2。利用姑山铁矿剥离的第四系粘土作为客土[2-3]，覆盖厚度80cm，建造了约4hm2农田，钟山排土场排弃的混合岩土及客土已经过检测，符合土壤环境质量标准二级标准值。集水池（鱼塘）现处于蓄水阶段，并已在鱼塘外围饲养了少量的鹅和鸭等家禽，主要供应姑山铁矿食堂；在建造的农田上种植了芝麻、花生等经济作物，2013年芝麻产量约70kg/667m2，花生产量约300kg/667m2，基本达到附近农田的平均产量，经济效益显著。

3.2 生态用材林、防风林区建设及运行 根据设计，在钟山排土场1～3平台迎风坡及5平台建设生态用材林、防风林区。选用杨树作为生态用材林、防风林的主要树种[4]，采用穴状整地回填客土的方式进行土地整治，杨树栽植株行距2m×2m，林下撒播草籽。在宁芜高速公路（G4211）旁栽植雪松、棕榈、紫叶李等绿化树种。经过多年的建设，已经完成了生态用材林、防风林区的建设，营造了一条长约1 000m的生态用材林、防风林带，既起到防风及水土流失，为生态农业区提供了天然屏障的作用，又通过林木蓄积增加了经济效益，更改善了宁芜高速公路（G4211）的自然景观，消除了视觉污染。

3.3 生态经济林区建设 根据设计，姑山铁矿在钟山排土场背风坡的各个平台建设生态经济林区，选择油桃、葡萄及梨作为生态经济林的主要树种，建设形成了油桃园、梨园、葡萄园等。油桃及梨树栽植株行距为2.5m×3m，葡萄株行距为1.5m×2m，同时在生态经济林地面种植了紫花苜蓿，以改良土壤。由于生态经济林区紧邻居民区，为了给居民提供休闲场所，同时为发展观光农业奠定基础，进一步提高经济效益，在生态经济林区修建人行道路。截至2013年底，生态经济林区共修建休闲观光道路1 400m，栽植油桃约200株，梨树约700株，葡萄约300株，2013年共出产油桃约2 950kg，葡萄约1 900kg，梨15 000kg，所产水果全部供应马鞍山及附近市场，经济效益显著。

3.4 水土保持林区 根据设计，2009年起姑山铁矿对钟山排土场斜坡逐步进行了治理，水土保持林区采用乔灌草综合配置，选择构树、杨树作为水土保持林的主要乔木树种，紫穗槐作为灌木树种，综合考虑覆盖地表速度、根系深度和冷暖季交替的问题，草种选择百喜草、黑麦草、紫花苜蓿、狗牙根混合草籽[4]。截至2013年底，已完成了水土保持林区的建设，构树、杨树的成活率达95%以上，长势良好，3年生的杨树胸径已达近20cm，钟山排土场斜坡部分的扬尘污染及水土流失得到根本治理。

4 结论

通过研究，构建了包括生态农业区、生态用材林及防风林区，生态经济林区及水土保持林区等功能区的生态环境综合治理钟山排土场模式，通过治理，不仅控制了水土流失，同时还通过农、林、副产品的收入提供了较好的经济效益，实现了生态环境综合治理的可持续发展。钟山排土场模式可以为长江流域乃至国内资源型城市类似矿山排土场的生态环境综合治理提供借鉴的经验。

参考文献

[1]安徽省马鞍山市工矿废弃地复垦利用专项规划（2012-2015年）[Z].马鞍山市人民政府，2012.

[2]李香梅，赵艳，蔡桂香，等.冶金矿山排土场土壤改良及植被恢复技术[J].现代矿业，2011（7）：124-126.

[3]谭辉，钟铁，白怀良，等.马钢姑山铁矿排土场复垦物种选择与土壤的关系[J].科技资讯，2009（26）：150-152.

[4]王飞，钟铁，李书钦，等.排土场生态复垦植被优选试验研究[J].现代矿业，2010（7）：70-73. （责编：张宏民）