关于矿山生态修复的思考

摘 要：矿产资源是国家的宝贵财富，也是社会经济发展以及工业文明进步的基础，但是矿山开发必然伴随着生态环境的破坏，同时也伴随着潜在的地质灾害隐患，随着我国综合国力的提升，无论从生态角度还是安全的角度，都应该对矿山的生态恢复更加重视，本文从相关概念、生态恢复的原则以及生态恢复的手段进行分析探究，为我国矿山生态修复研究提供一定参考。

关键词：矿山开发;生态环境;修复研究

1 矿山生态修复相关概念

1.1 矿山废弃地

矿山废弃地，顾名思义为一处废弃地，废弃原因是当地废弃之前进行的矿山开发活动，在资源开采活动结束后，该地点由于其特殊的地质和地貌而不能作为他用，因此称为矿山废弃地。其中包括矿产活动涉及的矿坑、矿洞、矿产堆放区等，按照开发方式可以分为露天型和非露天型矿业废弃地。

1.2 生态修复

生态恢复是指通过人为干扰，恢复之前生态系统受到的破坏，通过环境负荷的减轻，靠生态环境自身的调节能力，使该地域重新焕发生机。但是生态环境自身恢复速度通常达不到人们的要求，因此通常会在其自身恢复的基础上进行人为干预，加快其生态恢复，并将其恢复方向进行控制。凯恩斯认为，生态修复是将被破坏的生态系统的结构和功能恢复到扰动前的状态的过程，或者说对该地区的生态系统进行重构。伊根认为，生态修复是对某一区域的动植物群落的重建，使得该地区的历史进程以及该地区生态系统和人民的传统文化功能仍在继续。

矿山废弃地生态修复，是指在矿山废弃地生态系统的修复，是基于后续自然恢复过程的机理和理论研究，有针对性地，采用科学手段制定当地的生态系统，以使该地区的生态价值恢复如初[1]。

2 矿山废弃地的特征及影响

2.1 特征

2.1.1 生态特征

在采矿活动造成的严重人为干扰下，废弃矿区的地质结构和地貌特征发生了变化。生态平衡被破坏后，生态系统本身的生态平衡和稳定也会被破坏，甚至有可能会严重影响开采区域的气候和环境。

2.1.2 景观特征

矿山荒地是一种经过人工改造的特殊景观类型。在露天采矿活动中，会在采矿活动前呈现出不同的景观特征。矿区原生态系统经过漫长历史的演化已经形成了稳定且完善的生态系统，可以抵御一定的外界干扰，干扰消失后会恢复自身的生态功能，但是当外界干扰超过一定程度，该地区的生态系统就会受到彻底的破坏[3]。采矿活动的开展会改变原有的地表景观环境，采矿活动结束后会遗留部分采矿废弃物，对当地的生态景观造成负面影响，需要后续人为干预进行改善，恢复当地的生态平衡，修复生态环境。采矿活动也破坏了该地区的原始景观，超出了自然系统的控制范围，大大降低了本地物种的适应性。但从另一个角度来看，采矿也留下了大量废弃矿山的视觉景观遗迹，将原有景观分割成一个同质的景观，包括矿山、庭院、端墙等个体景观元素，这些由旧矿井等元素构成的特殊区域环境中的废弃工业设施往往具有强烈的景观特征。这使得废弃矿井的景观改造不可复制。

采矿具有极端的两面性，一方面为人类的生存发展输送着必不可少的资源，另一方面，也在非常严重地破坏着环境，这是人类不断发展前进的资本，记录着人类的历史文明，采矿结束后，为了能够延续自然的生态环境，应该及时对矿山进行景观修复，修复的过程讲究因地制宜，与周边环境相融合。

3 生态恢复的原则

3.1 ;自然优先原则

地球的自我恢复能力很强，即便没有人为进行干预，经过数百年的演变，废弃矿山也能够恢复到以往的生机勃勃，但是靠地球自身的恢复速度太慢，经过人为的干预可以提高其恢复速度，因此在这一过程中需要遵循自然优先的原则，我们的目的是帮助生态系统加快恢复速度，而不要过度干预。在这一过程中要以科学恢复理论为指导，尽可能地利用原来的自然资源进行恢复，减少对周边环境的破坏和干扰。

保护废弃矿山的原始自然性，人为干预不要过度，过度干预反而会适得其反;在对矿山进行景观改造时，应注意维护山区矿泉水的生物稳定性和资源平衡。任何景观设计师都应以保护原址生态环境为首要任务。

由彼得·拉茨教授设计的杜伊斯堡北部景观公园在设计中提出了第一自然原则。改造遵从的理念是以原始生态保护为主，进行适当的艺术造型和设计，赋予原始生态以美感，改造资源更多地从原始资源入手，尽可能低的减少改造过程中对周边环境的影响。提高生态效益和价值，不应该以牺牲周边环境为代价，应尽可能采取措施保护当地大面积自然景观。环境生态综合整治工程为老工业基地注入新活力，改善片区人居环境，为片区赋能，解决了因工业衰退而长期存在的就业和住房社会问题。杜伊斯堡景观公园的成功建设，为世界各地的老工业区改造树立了良好的榜样。

3.2 因地制宜原则

根据废弃地的不同类型和景观的异质性，这就要求设计者在重建景观时遵循因地制宜的原则。在废弃矿山的景观重建和生态恢复中，一刀切的方法既不负责任，效果也不会很好，可以根据经验来对当地废弃矿山进行地理特性、生态价值的考察，只有充分了解当地的特性和优劣势，才能够结合当地人文特色、生态特色进行改造，采取相应的城市景观改造策略和设计方法。矿山废弃的土地，例如，如果植物的生长条件不是很好，不考虑改建为城市公园，但应本着因地制宜的原则，认真考虑土地利用与周边地区的关系，综合治理后的城市规划建设用地范围。统筹规划，长远考虑该地区的城市建设用途，既能够将废弃地变废为用，又能够增加宝贵的城市建设用地面积，对于我国人口大国来讲，意义重大。

3.3 可持续发展原则

人类的每一次发展，都离不开对大自然的资源索取，但是人类不文明的行为使得对大自然的资源索取急剧增加，对于可再生资源，人类要做好资源保护，对于不可再生资源人类应做好善后工作，矿产资源多属于不可再生资源[5]，在我国社会经济飞速发展的时代，停止对资源的开发不切实际，为了能够让我国社会经济发展脚步延续下去，只能做好对资源的保护和转换工作，将不可再生资源开发过后，将其加以改造，变为其他对社会有益的生态资源，做好土地資源的可持续发展。废弃矿山的景观重塑和生态恢复必须以可持续发展理论为指导。从经济、生态文化等角度，对废弃矿山的各种元素加以改造、规划和设计，可以加入生产和循环利用的原始生态系统中，达到资源再利用的目的，挖掘出来新的生态和经济价值，使其能够产生新的综合效益，促进全地区生态、经济、文化的发展。因此，在景观改造和生态修复中，需要充分考虑当地的人文和生态特色，包括建筑风格、气候条件、区位价值等，改造中要尽可能选用环保材料、绿色技术，依据可持续发展建设理念，改造工作尽可能限于废弃矿山区域，最大化利用矿区的资源，视情况开发旅游资源，在恢复其生态价值的前提下增加其经济价值。

4 生态恢复策略

4.1 促进植被恢复

同时，在边坡处理过程中，植被恢复也可以应用到该方法的应用过程中，包括以下方法：

（1）在生态植被毯的斜坡上应用植被恢复技术。加入麦秸秆等相关原料，在载体层加入保水剂营养土和草籽。处理后形成生态植被毯，种植灌木种子保护边坡。这种生态恢复方式成本低、效果好，后期植被恢复状态佳，并且能够很好地防止水土流失，且这种恢复方式对于坡长要求較低，适用于绝大多数的边坡。

（2）采用生态植被袋边坡恢复技术，这种生态恢复技术的应用条件对地理表面的要求相对较低，但是对于坡长较短的情况，如果边坡过陡或边坡坡长过长，可以采用分级处理的方式，更有利于稳定布置植被袋。这种生态恢复方式可以对情况恶劣的边坡表面进行有效保护，避免水土流失。

（3）立体网状坡面植被恢复技术应用。应用立体网状坡面植被修复工作，通过喷洒裸草、种植裸草等方式恢复植被，该技术对坡面有良好的附着力，能保证植被恢复持久有效且稳定，坡面植被恢复也适用于边坡为岩土地质的情况，废弃矿山多属于这种情况，因此直接种植条件恶劣，采用立体网形式，在格腔内放入土壤，在其中播种混合草，促进植被恢复。生态灌浆坡面植被恢复技术的有效应用，土壤保水剂与肥料按一定比例混合有机质等物质，对土层进行渗透压实振动，保证土壤肥力，有利于植物生长。

4.2 治理边坡

边坡是指坡面同地平线形成一定坡度的坡面，在矿山生态修复的过程中，首要任务是要保证边坡的稳定，而后才可以在坡面上进行一定的恢复措施，例如种植植被等，植被的覆盖可以进一步加强边坡的稳定性，因此，保证边坡的稳定性，可以采用以下方式进行加固。

4.2.1 削坡平台法

一般来说，阶梯式边坡堑工程是指高度在1500米以上的土坡的岩石边坡。如果工程规模较大，可能造成岩石边坡超过30米，或生态破坏，这种情况下应该在稳定边坡，保证边坡安全性的前提下清理不安全因素，或是对局部边坡进行整理。当边坡工程面以碎石为主，且坡度小于50度的边坡可适用上述方法。

4.2.2 锚固法的应用

向岩土层施加一定的张力，利用锚杆施加作用力，释放土层间的应力，避免后期发生滑坡等地质灾害，这种手段对于岩质边坡和土质边坡效果明显。

4.3 改良土壤基质

改善土壤基质。具体方法可以包括物理方法、生物方法和化学方法。物理方法主要是对矿区采用外土代替原土回填以及表土回填等，有效剥离上覆土。有效降低土壤种子库对土壤营养元素的破坏。并在相关工程建成后，对修复场地路面表土进行分层回填，操作方便，成本低[4]。通常采用土壤种子库来实现矿山的生态恢复。如果矿山回填工作不能及时进行，挖出的表土应该采取有效的保护措施。物理手段中简单有效的方式是对污染物、危险物进行物理隔离，采用物理隔离的手段对外界优良土壤进行保护，利用水泥、石料等对污染物进行隔离，这种手段并不是永远存在，需要在一段时间后拆除，因此采用这种手段时需要考虑适用性。

化学改进的应用。矿山污染物是影响土壤成本的重要因素，可以利用化学手段添加营养素等物质到土壤之中。为提高土壤肥力，可通过施钾肥、氮肥等有效肥料，并结合肥料的pH值来调节土壤的pH值。但是，在施用化肥的过程中，由于受渗水等因素的影响，施用有机肥容易污染地下水。采用改良过的有机肥副作用很小，虽然具有很高的价值，却会大大增加工程成本。

生物改良法。利用一些有特殊生理功能的微生物、动物、植物等改良土壤机质，恢复土壤活力，消除或降低土壤中的重金属等有害物，例如固氮类植物的生理特性决定其能够吸收大量的重金属，因此可用来降低土壤中的重金属含量。动物改良法则是一种动态改进，有许多类型的土壤动物，例如，土壤中的蚯蚓，正常土壤中含有大量蚯蚓，且可混入土壤中，有效改善土壤结构、保水能力、排水能力和渗透性。相关研究表明，驯化蚯蚓引入矿山污染有利于有效改善土壤结构、土壤肥力、土壤渗透性等方面，以及提高土壤中重金属元素的丰度，可促进土壤的可持续性应用，但需要注意的是，土壤动物改良需要建立在植物改良的基础上。微生物改良主要是指土壤中含有大量微生物，可以通过代谢活动溶解和转化重金属，这些重金属物质对土壤有害，通过微生物降解可以有效降低有毒物质浓度，有效改善土壤结构，提高土壤肥力，应用该方法可有效改善矿山污染土壤环境，但效果较慢，需要结合植物改良的方法，对贫瘠荒地的应用效果不佳。

5 生态恢复的方法

5.1 固体废弃物的处理

在选择堆场时，应科学分析地形、地质及周边环境，在评估对空间环境的影响时应遵循以下几点：首先避免影响地表裸露水质，防止矿山开采产生的废弃物因风化、风蚀等污染附近地表水质;其次要避免其对地下水的影响，垃圾物质的长期堆放会发生发酵或发生化学反应，生成的有害物渗透地表土层进入地下水;最后要合理堆放，避免引发地质灾害，例如水灾、滑坡等，造成人民群众的生命财产损失。

5.2 边坡复绿

矿山边坡通常都是裸露的岩石或土层，经过长时间的开采，地质结构极其不稳定，而且也对周边环境产生恶劣的影响，矿山的边坡通常需要人为干预以加快其恢复速度，否则靠自然自身力量恢复非常缓慢。边坡是矿山治理的基础工作，因此边坡绿化工作也是矿山生态治理的基础性工作，利用技术手段在坡面恢复绿植，不仅能够恢复基础生态功能，也能够绿化群众生活环境，还可以保护水资源、土壤，也是一个有效的措施[5]。

复绿前需要平坦斜坡、碎石、凸出的岩石、顶角和边坡。削坡减负，对于坡高比较平缓的，也可以填压下坡脚使其弯曲，要求边坡达到基本水平，同时注意边坡的稳定性，防止滑坡。

5.3 污水处理及回用技术

废弃矿区土地上的水体可分为两大类：采矿产品过程中产生的废水和长期保存雨水的废水。如果废水水质达到农田灌溉标准，可直接用于农田灌溉;如果废水水质受到严重污染，必须先进行净化，待水质达到排放或回收标准后，方可回收利用，废水的净化主要利用水处理设备进行净化。

5.4 土壤改良技术

最好的改良土壤的方法是在矿山荒地上建造土层，进行景观改造。但由于难以获得合适的土壤，实践中往往采用土壤基质改良的方法来弥补其不足。常见的方法有覆盖客土法，即从异地运送土壤到修复地表;转换表土法，即在开发前转运走表土，结束后再运送回原地;土壤性状改良法，通过犁地、施肥等手段改变土壤的孔隙度、容重以及结构等。

结语

我国地域广阔，矿产资源丰富，废弃矿山也非常多，目前来看我国面临着严峻的矿山修复现实问题，开展矿山生态修复必须科学制定措施，因地制宜，统筹规划好人与自然的关系，合理选择修复方式。

参考文献：

[1]谢阳红.矿山废弃地生态修复研究探讨[J].清洗世界，2021，37（10）：115116.

[2]赵晶，杨帆.基于“生态+景观”模式的煤矿生态环境修复与治理[J].能源与环保，2021，43（10）：4044.

[3]毕竞悦.生态修复如何“蝶变”[J].法人，2021（10）：1821.

[4]胡振琪，赵艳玲.矿山生态修复面临的主要问题及解决策略[J].中国煤炭，2021，47（09）：27.

[5]汪维毅.矿山生态修复工程的现状及改进对策[J].有色金属设计，2021，48（03）：1416.

作者简介：徐慧中（2001— ），女，汉族，山东青岛人，本科在读，综合服务部负责人，研究方向：矿山修复、土地规划。