空间治理视角下露天废弃矿山生态修复路径研究

2021-12-11 08:20韩宝富王金龙郑广桥
城市地质 2021年4期
关键词:露天矿矿山区域

韩宝富,寇 婷,王金龙,郑广桥

(1.北京市地质矿产勘查开发总公司,北京 100050;2.黑龙江省第一地质勘查院,黑龙江 牡丹江 157011)

习总书记在《关于〈中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定〉的说明》中指出“人的命脉在田,田的命脉在水,水的命脉在山,山的命脉在土,土的命脉在树”。十九大的山水林田湖草是一个生命共同体的理论在生态修复工作中得到了深入探索与实践,指导着国土空间生态修复工作的开展,同时也为露天废弃矿山生态修复指明了工作方向。

本文重点阐述了空间治理视角下矿山生态修复的内涵,论述了当前我国露天废弃矿山生态修复工作现状及产生的主要环境问题,探讨了矿山生态修复路径,并提出了相关建议,为露天矿山生态修复工作提供了参考与借鉴。

1 矿山生态修复的内涵

空间治理视角下的矿山生态修复是按照山水林田湖草是一个生命共同体的原理,对长期受到高强度开发建设、不合理利用和自然灾害等影响造成矿山生态系统严重受损退化、生态功能失调和生态产品供给能力下降的区域,采取工程和非工程等综合措施,对矿山区域生态系统进行生态恢复、生态整治、生态重建、生态康复的过程和有意识的活动(张璐,2019)。它是查明国土空间生态系统病症、病因和病理,实现国土空间格局优化、生态系统结构修复和生态功能提升的重要手段。它与传统的矿山生态修复相比,最重要的特点是注重整体性、区域性,把受损区域的山水林田湖草作为整体进行全方位修复。

2 我国露天废弃矿山修复工作现状

我国针对废弃矿山的生态修复工作开展得较晚,历史遗留问题多,治理难度大。根据全国矿山资源开发环境遥感监测结果,截至2017年我国矿产资源开发占用土地面积约362万hm2,其中历史遗留及责任人灭失的230万hm2,在建/生产矿山132万hm2(杨国镁,2017)。据统计,“2018年,全国新增矿山恢复治理面积约6.52万hm2,新增损毁土地约4.8万hm2(图1),净增矿山恢复治理面积约1.72万hm2;累计治理矿山7298个”(自然资源部,2019),至2018年底,全国累计完成治理恢复土地面积约100.46万hm2(张宇等,2019),剩余261.54万hm2矿山,治理率约为27%。

图1 2009—2018年我国矿山恢复治理面积(新增量)Fig. 1 From 2009 to 2018, China's national mine restoration and governance area (new increase)

据《全国地质灾害通报》统计,2013年以来我国每年地质灾害发生次数见图2,其中矿业活动导致的地质灾害约占总数的5%,造成了大量的人员伤亡及财产损失。

图2 2013-2019年我国地质灾害发生数量Fig. 2 The number of geological disasters in China from 2013 to 2019

政策方面,近两年我国积极推进部署露天矿山生态修复工作,出台了一系列政策法规,2019年,自然资源部发布了《关于探索利用市场化方式推进矿山生态修复的意见》,明确指出矿山治理修复工程中产生的土石料可以对外销售,反补矿山生态修复,极大地刺激了地方政府的积极性,解决了矿山生态修复资金落实的难题。同年,自然资源部与生态环境部联合发布关于加快推进露天矿山综合整治工作实施意见函,明确统筹落实露天矿山综合整治各项工作的目标任务,确保露天矿山综合整治工作取得积极成效,进一步为我国经济高质量发展和美丽中国建设提质增效。

3 露天废弃矿山生态修复面临的环境问题

人类大规模露天采矿工程活动会对其周围及地下环境产生负面效应和不良影响(袁鹏等,2018)。以矿业活动影响的地质环境问题可概括为5类:占压污染土地资源、次生地质灾害、水生态环境破坏、大气环境污染以及植被生态系统破坏(成金华等,2019;马晓勇等,2018;张桦,2019;张兆长等,2020;吴次芳等,2019)。

(1)占压污染土地资源

露天矿山开采过程中产生废弃土石的堆放,占用大量土地资源。煤矸石、粉煤灰、表土剥离物、尾矿库压占大量土地,甚至占用建设用地、耕地资源,导致原地类失去使用价值,造成可利用土地减少。同时,煤矸石、废弃尾矿的堆积经雨水淋滤作用使有毒重金属元素渗入土壤,导致土壤重金属污染,重金属沿食物链传递,最终对人体健康及周围环境造成极大危害。

(2)次生地质灾害

露天矿山的开采将矿体表层土剥离破坏地表以及地层结构,改变了边坡原有天然平衡状态,诱发山体崩塌、滑坡(高世昌,2018a)。采矿过程中形成的废渣在地表堆放,形成渣堆、渣坡,在重力环境和水流作用的条件下,易发生滑坡和泥石流等地质灾害。

(3)水生态环境破坏

矿区的矿坑水、选矿废水、尾矿废水以及生活废水,通常含有的重金属离子,直接或间接对矿区周边一定区域地表水、地下水水源造成污染。露天采矿活动影响的地下水位变化,造成地下水水源、流动通道以及排出路线等受到不同程度的破坏,引起地下水环境扰动,进一步恶化生态环境(曾晖等,2010)。

(4)大气环境污染

露天采场造成的大气环境问题是一个不可忽视的问题,采矿过程中人工爆破、大型机械剥离矿体和矿石的粗加工过程中,会产生大量的粉尘物质,在刮风过程中形成扬尘,直接污染区域大气环境,影响人体健康。

(5)植被生态系统破坏

矿山开采不可避免地破坏大面积的表层植被以及表层土壤,同时土壤退化与污染、水土流失、水资源的缺失都会造成区域植被生态系统的结构性毁坏(杨丹青,2012)。矿山区域生态系统的破坏,会引起一系列环境问题的产生,破坏矿山及周边的人居环境、极大地限制了当地生态型产业发展,形成当地可持续发展负面影响因子。

4 露天废弃矿山生态修复路径

空间治理视角下露天废弃矿山生态修复是统筹考虑区域地质、水文、生物、文化等各要素的修复要求及协同关系,恢复生态系统功能保障,重构区域生态环境格局,优化区域国土空间布局(图3)。通过 “矿山生态修复+”的模式,带动区域经济绿色、健康、可持续发展,真正实现“绿水青山就是金山银山”的理念(韩宝富,2019)。

图3 露天废弃矿山生态修复的目标、方法和结果Fig. 3 Goals, methods and results of ecological restoration of abandoned open-pit mines

(1)地质安全隐患治理

地质安全隐患的治理修复重塑矿山地形地貌,维护矿山地质安全是生态修复过程中重要环节。针对废弃矿山潜在的地质环境问题,如滑坡、崩塌、泥石流3类地质灾害及露天采坑、不稳定边坡造成的安全隐患等,采取工程和生物措施,如削坡、锚固、加固、拦挡等消除地质环境灾害,使地质环境达到稳定,矿区景观得到绿化,生态环境得到恢复。

(2)水生态系统恢复治理

水生态系统的恢复是修复区域生态环境的基础,通过人工干预以及自然恢复修复区域水文系统,增强调蓄能力。通常自然水文环境包括湖泊、河流、冰川等常年覆盖的地表水体及汇水廊道等水域;人工水文环境包括排洪沟道、污水管线、雨水管网等灰色基础设施及矿山治理中修复的汇水廊道绿色基础设施。

(3)污染土地治理与开发

对露天废弃矿山采矿场、排土场、生产加工场、办公生活区等区域进行固体废弃物污染、淋滤污染的综合治理,改善土壤环境质量,使其达到农业用地或建设用地要求,实现土地资源再利用。探索将矿山生态修复与工矿废弃地复垦利用、土地整治、城乡建设用地增减相挂钩,明确存量用地转型利用模式(王夏晖等,2019;关军洪等,2017;高世昌等,2018b)。

(4)空间综合开发利用

根据露天采场的特征及区位条件,进行合理规划、变废为利、因地制宜地加以利用。国内在废弃矿山的空间改造利用方面已经积累一定经验,形成一些典型案例,综合其功能与特性主要有生态恢复类、博物资源利用类、旅游开发类、复垦造田类、引水造湖类、垃圾处理厂类、仓储类等(李瑞琪等,2016;王腾飞,2017;陈波,2017)。充分总结参考成功案例,探索在国土空间规划、城市总体规划背景下,在城市近郊至远郊范围内选择适宜的废弃矿山(邹长新等,2011),建设休闲公园、商业开发、文化造景等多种类型的景观绿地(表1)。

表1 国内矿山生态修复典型案例Tab.1 Typical cases of ecological restoration of domestic mines

5 建议

(1)坚持在空间治理优化视角下对露天废弃矿山进行规划布局

露天废弃矿山的生态修复规划,对上承接国土空间规划、国土空间生态修复规划,在目标及修复分区划定方面与2个规划进行有效衔接,是这2个规划中的重要组成部分;对下是开展废弃矿山地质环境保护与矿山土地复垦工作,制定生态修复策略、土地再利用方向的指引性规划。

(2)挖掘矿山区域特色,“一矿一策”精准制定恢复策略

以矿山周围区域现状为基础,从矿山剩余资源利用、地质安全隐患、土地修复用途、生态环境本底等差异化特征出发,因地制宜的确定治理思路,充分利用矿山现有资源及自然的特性和机理,统筹区域要素,保护水土资源,科学提出分区、分期治理措施及治理标准,做到 “一矿一策,精准施治”。

(3)明确多方参与的激励政策,以市场化方式推进矿山生态修复工作

以《关于加强矿山地质环境恢复和综合治理的指导意见》《关于探索利用市场化方式推进矿山生态修复的意见》《关于加快推进露天矿山综合整治工作实施意见》等文件为基础,贯彻落实党的十九大“构建政府为主导、企业为主体、社会组织和公众共同参与的环境治理体系”的要求,明确激励政策,吸引社会资本投入,推行市场化运作,科学化治理的模式,加快推进矿山生态修复。

6 结语

露天废弃矿山生态修复是国土空间生态修复中的重要一环,关系到我国国土资源的再利用,也关系到国民经济社会发展以及生态环境总体优化。虽然已经在露天废弃矿山的生态修复工作中形成了一些成功案例,但是我国由于历史遗留问题仍然存在大量废弃矿山需要治理。对矿山生态修复是一项长期而复杂的系统工程,需要不断从实践中总结探索新的修复技术、土地再利用方式、景观打造、空间综合开发利用模式。力争在时间上、空间上做出科学、合理的安排与布局,实现矿山生态恢复,实现国土空间生态修复,推进我国生态文明建设。

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