矿区土地复垦与生态恢复技术研究

吴建军 木里藏族自治县自然资源局

一、矿山环境问题

矿业的开发与利用能够为经济的快速发展提供充沛的动力，但无秩序且缺乏管理的矿山，在开采过程中对环境也造成了较为严重的影响，对环境的破坏轻则会产生多种方面的污染，严重的可能破坏生态平衡，甚至危及居民的生活安全。概括而言，目前矿山对环境造成的影响主要表现为水污染，空气污染以及土地污染。

对于我国四川的稀土矿源开发，其中废石废渣中可能存在大量的重金属元素，在雨水的冲蚀下可能汇入河流，甚至污染整个区域的地下水源，这将使得部分河道的整个区域，水源均受到破坏，无法供给人们的日常生活饮用需求，甚至危及工农业用水的安全。再者，大型露天矿场的开采不可避免的会产生较多PM小于2.5的粉末及有害有毒气体，细小的飞沫随空气漂浮，使人们呼吸道受到感染或破坏。并且可能与雨水结合在一起形成新的颗粒水溶液进一步侵蚀建筑。此外，在矿山开发时也会使山体周边的植被和动物的栖息环境受到重创，从而打破使整个区域的植被生态平衡，使土壤荒漠化，沙尘化，甚至出现地表塌陷以及地面下沉等恶劣现象。

二、矿区土地复垦与生态恢复关键技术

（一）地貌重塑

矿山开采对矿区地形地貌的破坏程度严重，往往容易产生地面沉陷、滑坡和泥石流等地质灾害，造成重大损失。地貌重塑即针对矿山原有地形地貌地特点，采取相应的措施对其进行整治，最大程度地消除和缓解对植被恢复有影响的限制性因素，使其生产力达到农业可利用的水平。地貌重塑主要包括充填复垦和非充填复垦两大类。充填复垦是利用河湖淤泥、建筑垃圾等矿山废渣作为充填材料，对塌陷地进行填充。这一技术在防止地面塌陷的同时，有效解决了废弃物大量堆积占用土地的问题，促进了资源的重复利用，并减少了对周围环境的危害。非充填复垦主要包括疏排法、挖深垫浅法、土地平整法、修筑梯田法、直接利用法等。其中挖深垫浅法是最常用的方法，适用于沉陷较深，有积水的中、高潜水位地区。土地平整法和修筑梯田法主要适用于不积水沉陷区、低潜水位或已采取排涝降渍措施的中、高潜水位地区。对于损毁程度低、危害程度小的土地，可因地制宜地直接加以利用。

（二）生物多样性重组与保护

生物多样性是生物及其与环境形成的复合体，以及与此相关的各种生态过程的总和，包括遗传、物种、生态系统和景观4个层次。生物多样性为人类提供了丰富的生活资源和必要的生存环境，是地球生命支持系统的核心组成部分，也是生态系统服务功能的基础。土地是生物多样性的载体，矿山开采严重破坏了地表结构和原有的生物栖息地，形成了恶劣的环境条件，生物多样性破坏严重，自我恢复难度很大。矿区生物多样性的重组和保护主要有两条途径，一是从遗传和物种多样性的角度出发进行微观的生境再造，这其中涉及相应的地貌重塑、土壤重构和植被重建等。二是从景观格局的角度进行宏观的格局优化，通过人为优化景观要素对生物多样性带来积极的影响和作用。总的来说，生物多样性的重组与保护贯穿于地貌重塑、土壤重构、植被重建、景观重现等生态恢复建设过程中，借助人工调控和诱导，再现丰富的生物多样性，促进生态服务效益的持续产出。

（三）植被恢复技术

1.液压喷射播种法，这种方法主要可以适用于有一定角度的斜坡地质，其液压喷射力强可以将草种以及植被种子呈均匀弥散状分散，并且其效率高，普遍适用于大区域范围内的植被恢复处理。由于整个喷射过程均属于机械自动化，在确保土壤适宜，并且种子具有较高活性的前提下进行播种，能够在较短时间内建成大面积的绿化草坪，从而大力促进矿山生态建设。

2.多孔混凝土种植法，混凝土上长草技术在天津外河改造工程中开展了野外大面积实验，目前绿草长势良好。混凝土上长草技术是在无沙大孔混凝土中掺加部分酸性聚合物及聚丙烯纤维等高分子材料预制砌块，同时在砌块孔隙中充填腐殖土、种子、缓释肥料、保水剂等混合材料，并在混凝土表层采用植物纤维覆盖，从而创造出植物易于生长的环境，并且能够加固矿山地质的稳定，避免滑坡水土流失等现象的发生。

3.混合喷浆种植法。植被混凝土是根据边坡地理位置、边坡角度、岩石性质、绿化要求等来确定水泥、沙壤土、腐殖质、保水剂、长效肥、混凝土绿化添加剂、混合植绿种子和水组成比例的，混合植绿种子是根据生物生长特性混合优选而成，其植物能四季常青、自然繁殖，技术核心中最关键的技术是混凝土绿化添加剂可以增强护坡强度和抗冲刷能力，而且使植被混凝土层不龟裂，同时可以改善植被混凝土物理、化学特性，营造较好的植物生长环境。

（四）土壤重构

土壤基质的重构是矿区土地复垦与生态恢复的核心问题，重构后土壤质量的高低是决定土地复垦是否成功的关键所在。土壤重构技术以恢复和提高土壤生产力，修复受损的土壤生态系统为目的，通过应用物理、化学、生物等改良措施，重新构造适宜的土壤剖面和土壤肥力条件，消除和缓解对植被恢复和土地生产力提高有影响的不利因素。物理改良法主要通过排土、换土、客土与深耕翻土等方式降低矿区土壤密度，改善土壤结构，提高土壤孔隙度。大部分矿区废弃地土壤贫瘠，可以采用绿肥法和施肥法增加其氮、磷、钾和有机质等营养物质的含量，促进土壤熟化，增加土壤肥力。生物改良法通过将土壤动物和土壤微生物引入矿区废弃地的生态恢复中，利用其生命活动及代谢产物加速改良土壤理化性质，同时对受污染土壤中的有害物质进行降解和吸收，大大缩短生态恢复周期。

（五）景观重现

矿区的过度开采会破坏景观生态系统的结构和功能，导致景观的异质性减少，抗干扰能力降低。当破坏程度超过了景观生态系统的自我调节和恢复能力，这时就需要采取人为措施，重建新的与周围环境相协调的生态系统，逐步改善和恢复受损坏的生态系统功能，提高景观生态系统的生产力和稳定性，最终达到地区生态平衡、物质循环再生的目的。矿区的景观重现，是对矿区复垦土地质量的改善和提升。根据矿区的实际环境情况和特点，以及周边环境的空间配置和格局，应用景观生态学的原理，在景观层次上进行规划和设计，因地制宜地规划为农业、牧业、渔业、林业以及旅游业等，然后采取工程措施，建立起一个结构完善、功能健全的生态系统，使矿区及周围环境的社会、经济和生态效益有所提高。

三、结论

我国人多地少，耕地环境面临着更大的压力，这也使得矿区的土地复垦和生态恢复工作面临着更大的机遇和挑战。我国应加快制定和完善相应的法律法规，加强科技创新和人才队伍建设，加大对矿山开采及治理的监管力度，充分利用先进的技术方法，合理进行矿区的土地复垦和生态恢复，恢复当前被破坏的土地和生态环境，实现土地资源的高效利用和可持续发展。