小送归铅锌矿矿区土地复垦和生态重建研究

张月峰，李 俊*，孙明书，张宝强，赵 发，马梦玲

(1.昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明 650051；2.云南永昌铅锌永德有色金属有限责任公司，云南临沧 677600；3.河北省区域地质矿产调查研究所，河北廊坊 065000)



小送归铅锌矿矿区土地复垦和生态重建研究

张月峰1，李 俊1*，孙明书1，张宝强1，赵 发2，马梦玲3

(1.昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明 650051；2.云南永昌铅锌永德有色金属有限责任公司，云南临沧 677600；3.河北省区域地质矿产调查研究所，河北廊坊 065000)

摘要以云南省永德县小送归铅锌矿为例，从矿山的土地复垦和生态重建出发，根据矿区的地质、土壤及气候条件制定出一套矿上土地复垦与生态重建的措施。结果表明，矿区生态环境的重建既可增加生态效益又可增加经济效益，矿区环境的恢复促进了矿区的可持续发展，具有巨大的潜在社会效益。

关键词土地复垦；生态重建；地质环境；社会效益

矿山在开采过程中对矿山生态环境的破坏是矿山生产所要面对的一个严峻问题。由于矿山的建设使得大量沃土良田被占用，而且随着开采深度的增加这种破坏表现越为明显[1]。因此矿山土地复垦是合理运用土地、提高土地利用率的有效方法；土地复垦既改善了矿区的生态环境又保证了周围村民的生命财产安全；矿山土地复垦也是实现矿山绿色和谐生产的一个重要环节[2]。国内针对矿山环境的恢复治理研究总体要落后于西方发达国家。我国最早的有关矿山环境方面的研究始于20世纪80年代中后期，但是由于近几十年经济发展对矿产资源需求的增加，不少企业将目光集中到对资源的掠取上，而忽略对矿山环境恶化的思考和研究[2-3]。近几年对矿山环境恢复治理的研究逐渐受到国家和研究学者的重视，党和国家也相继出台了相应的法律法规。其中土地复垦采取农业复垦和林业复垦是最普遍的[4]，效果也较为突出。基于此，笔者选取云南省永德县小送归铅锌矿为研究区，根据矿区的地质、土壤、气候条件制定出一套矿上土地复垦与生态重建的措施，旨在有效地减轻在矿山开

采过程中对周围环境的破坏，促进矿业经济的可持续发展，实现社会经济与环境保护的统一。

1土地损毁情况及复垦对象

矿区范围为30.850 1 hm2，矿山运行期损毁土地面积11.785 9 hm2，损毁土地类型有旱地、有林地、灌木林地、其他草地、裸地，损毁土地的方式为挖损、压占。损毁的耕地有3.595 4 hm2属于基本农田，矿山复垦区面积及复垦责任范围面积均为11.785 9 hm2。复垦区面积由矿山建设及生产损毁土地面积和永久性建设用地面积构成，复垦责任范围面积由复垦区中损毁土地面积和不再留续使用的永久性建设用地面积构成[5]。

2复垦区土地利用分析

根据收集的矿区土地利用现状图并结合该矿山复垦区分布情况对其对应的土地类型及面积进行统计，复垦区及复垦责任范围土地利用类型有旱地、有林地、灌木林地、其他草地及裸地(表1)。

表1　复垦责任范围土地利用现状面积统计

复垦区及责任范围内的旱地面积为3.595 5 hm2，土壤类型主要为红壤，土层厚度为1.5～5.0 m，耕作层厚度为0.4～0.5 m，土壤pH为5.5～6.2，有机质含量适中，约1.0%～1.2%。现状旱地主要种植玉米、小麦等旱作物，单位产量低。此次恢复拟将原废石场、原矿山道路占用基本农田部分复垦为高标准基本农田，并对废石场、矿山道路进行重新选址，避免占用基本农田；而项目塌陷影响范围不可避让的农田，待项目开采结束，稳沉期结束后，将其复垦为高标准基本农田。复垦区及责任范围内的有林地面积为4.325 2 hm2，占总面积的36.70%，土壤类型主要为红壤，地形坡度为25°～30°，土层厚度为1.5～3.0 m，腐殖层厚度为0.1～0.2 m，土壤pH为5.0～6.5，有机质含量约2.0%，树种主要有云南松、栗树、旱冬瓜等。复垦区及责任范围内的灌木林地面积为3.319 3 hm2，占总面积的28.16%，土壤类型主要为红壤，地形坡度为25°～35°，土层厚度为1.0～2.0 m，腐殖层厚度为0.1～0.2 m，土壤pH为5.0～6.5，有机质含量约2.0%，树种主要有火棘、小灌木等。复垦区及责任范围内的草地面积为0.446 0 hm2，占总面积的3.78%，全部为其他草地，土壤类型主要为红壤，地形坡度为20°～30°，土壤pH为5.0～6.5，有机质含量约1.6%，草种主要有黑麦草、狗牙根、白三叶等。

3生态环境影响分析

3.1土壤资源的影响矿山排出的固体废弃物主要是废土、废石。该矿山产生固体废弃物和尾矿属于Ⅰ类一般工业固体废物，通过完整的自流水力运输系统集中堆放，不会造成废土流失、污染环境[6]。矿山生产过程中，现有办公生活区、工业场地、排土场、矿山道路建设等活动严重损毁了原地貌和地表植被，形成人工边坡，将加剧复垦区水土流失。生产损毁土地引发的水土流失将导致复垦区土壤有机质和土壤养分流失，降低了土壤保肥、保水性及灌溉能力，增加了水土向地下流失的风险，造成地表土壤生产能力下降，影响植被生长。在复垦过程中，通过生物化学措施，土壤培肥，经过1～2年后，可使土壤达到或超过损毁前土壤肥力。

3.2水资源的影响矿区地形高差相对较大，矿区地形坡度较陡，地表流水通畅，对矿体补充水量极为有限，雨季大气降水多以山洪形式自然排泄，还有少量可以补给基岩风化裂隙带潜水，或沿采空区裂缝充入矿井，因大气降水具有明显季节性，故而其对矿床充水影响有限。矿区地处斜坡地带，设计最低开采标高均高于当地最低侵蚀基准面1 300 m，矿区内冲沟平时无水流，只有雨季雨后有少量洪量，且行洪时间较短，因此矿床开采对地表河流水体基本无影响；综合分析认为，未来矿山地下开采破坏含水层对地表水的影响较轻。根据实际情况，V1、V2矿体开采，含水层破坏范围仅限于上三叠统大水溏组下段中的厚层状灰岩、硅质灰岩岩性段。该岩性段夹层厚度一般为200～250 m；该岩性段成窄条带状分布，范围较小。同时，矿区及其附近无居民区，因此，矿山含水层破坏对居民用水无影响。矿山废水主要是生产、生活用水，采用石灰乳中和、沉淀池澄清等工艺进行处理，经取样监测相关指标达标后排放。区内矿石中不含放射性元素。矿井涌水有害成分含量不高，排放到地表对地表水体的影响小。

3.3生物资源的影响矿山在开采过程中清除地表植被、开挖土地造成矿区办公生活区、工业场地、废石场、矿区道路、辅助设施区等地表植被的完全损毁影响了矿区内的植被群落种类组成和数量分布，降低了矿区内植被覆盖度和生物多样性指数。因而在矿山生态环境恢复过程中需注意保护植被，减少植被损毁面积，并在开采结束后尽快进行土地复垦。矿山开采过程中将损毁地表植被，这必将对野生动物的生存与繁衍产生不利影响，导致其群落组成和数量发生变化。因此在开采结束后应尽快进行土地复垦，人工诱导自然恢复发生作用后，生态环境的改善将减缓这种负面影响。

4土地复垦措施

土地复垦工程主要包括土壤的重构工程、植被的重建工程以及后期的检测管理工程。快速恢复植被可有效控制水土流失并改善矿区生态环境，是实现土地复垦的关键环节，而植被的发育关键在于土壤改良和品种的筛选[7]。

4.1土壤培肥矿区覆盖土或平整后的土地肥力低下，且伴有土壤酸化的危害，存在一些植物生长的限制因子。因此，应着重消除“危害物质”并围绕水、肥、气、热四大肥力要素进行土壤改良和培肥。根据该矿山复垦区情况，研究区选用施肥法进行土壤培肥，施肥标准为7 500 kg/hm2。

4.2复垦区种植物种的选择选择适宜的种植物种是生态重建的关键，根据矿区的地理位置和当地的气候条件[5-6]，总结所种植物应具有以下特征：①适应复垦区气候，具有耐旱、喜阳等特性。②生长、繁殖能力强，最好具有固氮能力，提高土壤中氮元素含量，要求实现短期内大面积覆盖。③根系发达，萌芽能力强，能够有效固结土壤，防止水土流失。这在复垦工程的早期阶段尤其重要。④播种、栽植容易，成活率高。⑤所选草本植物要求具有越冬能力，以节约成本。

依据上述原则对当地植物种类进行调查，最终确定适宜复垦的乔木、灌木、草本及藤本植物。研究区选择当地适宜性较强的树木，乔木主要选择旱冬瓜，灌木主要选择火棘，草本选择白三叶。

4.2.1旱冬瓜。旱冬瓜属桦木科，矿区长势良好，为乡土树种，落叶乔木，生长迅速，适应性强，木质较好，枝条紫褐色，心材、边材界线不明显，有光泽，无特殊气味；纹理直，结构细至中等，材质轻软；木材不易开裂变形，干燥快，易加工，切面光滑，油漆及粘胶性能好[4]；叶为优质绿肥，皮含单宁可提取栲胶；是较好的家具、木模、农具、建筑、栲胶原料等用材；属于喜光树种，幼树稍耐庇荫；对土壤要求不严，中性或酸性土壤均能生长，喜疏松、湿润、肥沃的土壤，稍耐干旱、瘠薄；抗寒能力强，天然更新能力较强，可萌芽更新。旱冬瓜适生区年均气温12～18 ℃，年降雨量800 mm以上，相对湿度在70%以上。旱冬瓜广泛分布于全省各地，生于海拔500～3 600 m的湿润坡地或沟谷台地林中，西藏东南部、四川西南部、贵州亦有分布。对于人工造林来说，其可适用的造林范围广，宜于发展的地区较多。旱冬瓜为当地乡土树种，较适宜当地生长。

4.2.2火棘。火棘属蔷薇科，为常绿灌木；分布较广，产于秦岭以南，南至南岭，西至四川和云南，东达沿海地区；东部在海拔1 000 m以下有分布，西部在海拔2 800 m以下有分布；喜光，耐干旱瘠薄，常形成大面积石灰岩灌丛；花期3～5月，果期8～11月，果实含淀粉和糖，可食用或作饲料，还可酿酒；根皮含鞣质，可提制栲胶；药用治消化不良、肠炎等；栽培常作绿篱。火棘在云南省内分布较广，在海拔500～3 000 m范围内均有生长，为当地乡土树种，较适宜当地生长。

4.2.3白三叶。白三叶属豆科，耐寒性强，绿期很长；对土壤要求不严，可适应各种土壤类型，在偏酸性土壤上生长良好；喜温暖、向阳、排水良好的环境条件。

植被配置模式需适应当地的自然条件和立地条件，符合复垦要求，适合植物生理生态习性，要求管理简单易行、投资少、见效快，应遵循植被生长的自然演替规律，以保证植被的稳定和可持续发展。

5管护措施

根据各个复垦单元的特点，确定各自的复垦植物，针对这些复垦植物的特性，主要有以下的管护措施：培垄、定株、修枝、施肥、浇水、喷药、病虫害防治。管护期为种植当年及后1年(管护期2年)。针对废石场平台、部分原矿山道路以及部分塌陷影响范围区拟复垦为水浇地，所种植物为当地农作物，其管护措施为施肥、浇水、喷药等；而办公生活区、工业场地区、废石场边坡、剩余原矿山道路及余下塌陷影响范围区拟复垦为林地，其复垦植物以旱冬瓜、火棘、白三叶为主，主要管护措施包括施肥、浇水、喷药、防冻、防人为损害等。

6社会效益

土地复垦不仅对生态环境和项目建设具有重要意义，而且是保证矿区可持续发展的重要组成部分，有利于企业安全生产，实现当地经济、生态的可持续发展，保障社会、企业获得最大利益[8-9]。首先，矿区道路作为乡村道路使用，一方面可以提升当地农民的交通状况，另一方面也为复垦区提供良好的交通条件；其次，复垦后的土地调整了土地利用结构，发挥了生态系统的功能，合理利用了土地，提高了环境容量，促进了生态良性循环，维持了生态平衡；最后，随着复垦工程的实施可以聘用当地剩余劳动力，从而解决当地社会剩余劳动力问题，为社会安定做出贡献的同时也增加了当地居民的收入。另外，该矿山复垦前原土地利用类型为旱地、有林地、灌木林地、其他草地、裸地，复垦后土地利用类型为水浇地、有林地、灌木林地。复垦后耕地增加了0.981 0 hm2，且复垦后的旱地被改造为水浇地(4.476 5 hm2)，这样在一定程度上增加了矿区的耕地质量，提高土地利用率对矿区周边经济发展具有一定的积极作用。

6.1生态效益研究区土地复垦方式按照“边生产边复垦”思路实施，首先将不再继续利用的区域进行土地复垦，再根据开采进度情况将可复垦的区域及时进行土地复垦，土地复垦率为80.05%。复垦为水浇地的区域复垦时需进行土地平整，地表坡度变缓，一定程度上减少了复垦区域内的水土流失，起到了保水的作用。另外，土壤改良增加了土地的有效土层厚度和土壤有机质，从而改善了复垦区原有的土壤结构，增加了土壤水分入渗，减轻了土壤侵蚀，也能起到保水保土作用，一定程度上可改善复垦区农业生态系统[10]。复垦为林地的区域其地形坡度也得到一定程度的减缓，但复垦后的郁闭度由原来的0.15增加到0.25，且采用乔木、灌木、草本结合的方式进行复垦，说明复垦后的植被情况优于复垦前，植被的枯枝落叶可以一定程度上改善土壤结构，这样更有利于植物生长及微生物、动物栖息，一定程度上可改善复垦区的森林生态系统。

6.2经济效益复垦后耕地面积增加了0.981 0 hm2，根据调查，原来的耕地主要为旱地，种植作物主要以玉米、小麦为主，无灌溉设施，作物灌溉主要依靠天然降雨，玉米产量约为6 300 kg/hm2、小麦产量约为2 100 kg/hm2，复垦后的耕地为水浇地，复垦后水浇地的种植作物以玉米、小麦为例进行计算分析，4年后的玉米、小麦产量分别为6 950、2 550 kg/hm2，分析结果显示，复垦前耕地带来的年经济效益约为8.66万元，复垦后的年经济效益约为12.53万元，说明复垦后耕地的经济效益大于复垦前。

7结语

矿产资源的开发和利用往往伴有环境和生态的破坏，矿山企业应在关心经济利益的同时做到绿色开采，最大限度减小矿山开发对环境的影响。矿山土地复垦可以使矿区的生态环境得到改善，使破损的山地、土地绿树环绕，空气清新，甚至可以使矿区成为不可多得的生态旅游景点。土地复垦技术可保证矿区生态环境的协调发展，具有潜在的社会经济效益，因此其将会得到更为广泛地应用。矿山植被重建方案的设计需根据矿山的具体情况选择合适的植被进行生态恢复，既要考虑生态效益又要兼顾经济效益，争取达到多方效益的最大化。在矿区地质条件应许的条件下尽量将土地复垦为农业耕地，以取得显著的经济效应。

参考文献

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作者简介张月峰(1987-)，男，河北张家口人，硕士研究生，研究方向：地质灾害与环境地质。*通讯作者，副教授，博士，从事矿产地质和工程地质的研究。

收稿日期2016-04-08

中图分类号S 181

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)14-087-03

Land Reclamation and Ecological Reconstruction of Xiaosonggui Lead-zinc Mine

ZHANG Yue-feng, LI Jun*, SUN Ming-shu et al

(College of Land and Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming, Yunnan 650051)

AbstractWith Xiaosonggui Lead-zinc Mine in Yongde County of Yunnan Province as a case, a set of measures for mine land reclamation and ecological reconstruction were established according to the geology, soil and climate condition. Results showed that reconstruction of ecological environment in mining area enhanced both ecological benefit and economic benefit. Restoration of ecological environment in mining area promoted its sustainable development and had huge potential social benefit.

Key wordsLand reclamation; Ecological reconstruction; Geological environment; Social benefits