郭逸仙
(福建省197 地质大队 福建泉州 362011)
采石场在完成或终止采石功能后,其遭受破坏,未经治理而无法使用的土地称为采石废弃地[1]。改革开放以来,我国城镇基础设施建设和工业化进程不断加快,公路、铁路以及房地产开发等基建工程进入了飞速发展期,也带动了采石行业的发展。一些具有石材资源的城郊地区凭借交通和公共设施配套齐全等优势,往往成为建设采石场的首选,因此城郊地区的采石废弃地问题也较为普遍和突出。过去长期高强度、粗放式的开采模式下,城郊地区的采石废弃地对当地产生了不同程度的景观破坏、生物多样性减少及水土流失等生态环境问题。随着城市半径的发展外扩,这些问题都将成为城市可持续发展的阻碍,城郊采石废弃地的生态修复任务也越来越紧迫。2019 年底,自然资源部出台了《关于探索利用市场化方式推进矿山生态修复的意见》,通过政策激励,引导各方资金力量,鼓励矿山土地综合修复利用、实行差别化土地供应、盘活矿山存量建设用地、合理利用废弃矿山土石料,积极探索利用市场化方式[2],为采石废弃地的生态修复和合理再利用注入了助推剂。
南安丰州矿集区位于泉州市城郊地区,其饰面石材开采历史可追溯到唐宋时期,是泉州建筑石料重要供给地之一。由于历史原因,区内重要交通线路和晋江流域沿线的可视范围内,以及自然风景区周边分布了大量采石废弃地。这些采石废弃地对当地生态、经济和社会的可持续发展造成了负面影响。因此,探寻一种适合当地采石废弃地的生态修复和再利用对策是十分迫切的。
南安丰州矿集区位于晋江流域中下游,距离泉州市主城区不到3 km。该区地处欧亚大陆板块南缘及太平洋板块向欧亚大陆板块的俯冲带,岩浆活动频繁,区内火山岩、侵入岩出露广泛,成矿条件好[3]。区内石材开发利用历史悠久,以盛产优质的花岗岩矿闻名,其中当地的“砻石”被称为“泉州白”。改革开放以来,当地石材企业和采石场数量急剧增加,逐渐形成了相对集中的石材开发基地。根据当地花岗岩矿床覆盖层较薄的特点,区内石材矿山普遍采用露天凹陷的开采方式。浅表层岩体风化强、裂隙多,荒料率低,主要以爆破开采碎石为主;而深层岩体裂隙减少,荒料块度大,主要采用机械破碎、切割[4]。
近年来,随着当地政府对生态环境保护的迫切要求,该区内石材矿山已全部关闭退出。但长期重开发、轻治理的开发模式,使该区内生态环境积累了沉重的历史欠账。区内形成了大量以岩壁、斜坡、台(阶)地、凹陷采坑及渣场等为主要地貌且相对集中连片的采石废弃地。根据《南安市人民政府关于对历史遗留废弃矿山进行认定的公告》(2022 年3 月14 日)资料显示,区内遗留的荒废矿山、石窟共128 处,集中分布在区内铺顶、素雅(横路山)、后田、旭山、桃源(大钟山)及玉湖一带,累计影响面积约2.6 km2,区内采石废弃地分布情况详见图1。
图1 丰州矿集区采石废弃地卫星影像图
(1)破坏自然景观。区内采石迹地、高陡岩墙与周边自然景观形成鲜明的对比。特别是位于重要交通干线沿线、居民区、晋江流域及风景名胜等敏感区周边及可视范围内的采石废弃地,不仅给当地造成了视觉污染,也对泉州主城区的景观形象造成不良的影响。
(2)生态环境严重退化。采矿活动剥离了地表岩土体,原有土壤结构被破坏殆尽,生态系统结构受损。区内面临水土流失和生物多样性急剧下降的严峻挑战。
(3)存在地质灾害隐患。该区采石场遗留的大量高陡边坡、岩壁岩墙及尾矿渣等。在该区多台风、暴雨频繁的气象条件下,易诱发崩塌、滑坡等地质灾害问题;此外区内的凹陷深坑也给周边居民造成一定安全隐患。
(4)造成土地资源浪费。区内采石场的开挖,石料、石渣、弃土等的堆存,损毁或侵占了大量土地,其中也包括一些农用地和林地。这些土地治理难度大,且难以无法恢复原用途。
总的来说,丰州矿集区内采石废弃地具有规模小、数量多、分布广及靠近城镇等特点,且大多未经过治理,处于废弃状态,对当地自然景观、生态环境及土地资源造成了不同程度的影响。这既不利于当地的城镇化建设进程,也影响着泉州主城区的社会、经济和生态的可持续发展。该区的生态修复治理已成为当地政府推进生态文明建设的一项重要工作。
采石废弃地生态修复工作的思路和内容主要有3 个方面[5]:①消除安全隐患,即通过采取必要的工程措施使采石场内边坡安全稳固,这也是修复工作的首要考虑因素;②疏通和整理水系,即完善防、排水系统,理顺采石场水系,防治水土流失;③恢复矿山生态系统,即通过建立土壤-植物为基础的生态系统,促进采石场的生态系统得到立体修复,按照地形地貌特点和修复侧重点,又可分为岩壁复绿和采石迹地复绿。
采石过程往往使当地的岩土体结构与地形地貌特征发生了巨大改变,因此对采石场进行修复时首要考虑岩石斜坡、采石坑及废石堆的物理安全稳定性。宜按照“安全为重、因地制宜、生态优先”的原则,对区内地形地貌进行综合整治。对于坡面节理裂隙发育、岩土结构不稳定的边坡,宜采用分台阶削坡减载、喷混凝土及锚杆加固等工程手段整治;对于坡度较缓、岩土体结构相对稳定的边坡,宜采用清理危岩、浮石及架设安全防护网等措施进行整治;对于废石矿渣可进行清运、回填或分台阶处理;对于凹陷采坑,如后期不再利用的,可充分利用采石场原有废弃的土石或场地整治产生的石料进行回填。对于体积庞大的单个采矿深坑,回填方量巨大的,可先修建安全警示牌和安全护栏,后期再考虑综合利用,如作为城乡建筑垃圾填埋场、渔业养殖等。通过前期场地的工程整治,基本消除区内主要的地质灾害隐患,为后续的修复工作创造稳定安全的条件。
区内地表土壤遭受破坏或缺失,而使得水土保持能力基本丧失。该区地处闽东南地区,季风气候显著,每年台风、暴雨频繁。如果不梳理好区内采石场水系,容易产生内涝、积水、水土流失等问题,甚至引发山体失稳、诱发滑坡崩塌等地质灾害,直接影响采石场的生态修复效率。因此需结合当地的地形地貌、气象和水文地质条件,做好排水和防护措施,包括截(排)水沟、汇水沟、蓄水池、挡土坝、急流槽和沉砂消能设施等,并定期进行维护,确保矿山水系通畅。
岩壁复绿是采石废弃地生态修复的重点也是难点。岩壁往往具有陡立、高差大、难以攀附等特点,在固土、保水、保肥等方面能力较差,这也导致岩壁复绿工程中出现稳定性差和植被存活率低等问题。目前,国内外不少专家学者针对岩壁不同的岩性、高度、坡度、表面粗糙程度和施工条件等提出了治理对策,取得了不错的应用成效。根据区内岩壁特点和以往治理的经验提出以下建议:当岩壁坡度小于45°时,宜采取客土喷播、生态植被毯或挂网植草的复绿手段;当岩壁坡度在45°~70°时,宜采用喷混植生和生态袋绿化的复绿技术;当坡度大于70°时,宜采取鱼鳞坑法、飘台植生槽法或阶梯整形覆土复绿法等,同时结合藤类植物上爬下挂进行治理。如果一些石壁缺失治理难度较大,也可通过石刻雕塑、彩绘等艺术手法进行遮挡。
采石迹地的生态恢复实质是人为加快区内生态演替的过程。经过开挖、破坏后的采石场废弃地受限于自身极端的土壤条件和小气候,其自我植被恢复能力几乎丧失[6],因此采石场迹地复绿的主要工作是重新构建土壤-植被的生态系统:
(1)要重新构建一个具有较高生产力的土壤生态系统[7]。针对区内普遍缺乏覆土的情况,在场地平整和消除地灾隐患的基础上,可采用客土移植和土壤改良的方法进行土地复垦。其中客土移植即在不破坏异地土壤的前提下,取适量土壤移植至矿山受损部位[8];而土壤改良则是采取物理、化学和生物等技术手段,恢复有利于植被生长的表土层和生根层,培养良好的土壤基质层。
(2)要构建稳定的植物群落系统。在植物的选取上,要遵循植物群落的定居和演替规律,在了解当地气象、灌溉、土壤环境等条件的基础上,优先选取乡土植物,慎重引种外来植物[9],从系统角度考虑修复区与邻近地区植物竞争关系。在种植初期应选择能耐贫瘠、干旱、适应性强的先锋植物与速生的本地植物进行搭配;中后期则要考虑植物群落多样性和结构稳定性,形成乔、灌、草、藤相结合的立体生态系统,使得重建的生态系统能够长期维系,可持续发展。以丰州矿集区为例,区内乔木树种可选择台湾相思树、黑松、香樟、马尾松和刺槐等;灌木种类可选择如三角梅、猪屎豆及柠条等;草本种类如五节芒、狗牙根、宽叶雀稗和木豆等;藤本植物可选择爬山虎、炮仗花及常春藤等。
采石废弃地是一种特殊的土地资源[10]。针对采石废弃地的生态修复,不应停留在简单的回填土和植树复绿上,而是要挖掘其潜在利用价值。丰州镇紧邻泉州市城区,具有人文历史悠久、交通便利、资源丰富的区位特点。在当地国土空间规划、产业发展布局等基础上,践行新发展理念,转化绿水青山的生态价值,推行市场化运作将采石废弃地重新再利用,不仅可以鼓励社会资本积极主动参与,解决矿山治理资金缺口的问题,还可以重塑当地的生态环境品质,实现生态产品价值和经济社会效益的有机统一。
良好生态环境是经济社会可持续发展的重要基础,采石废弃地的利用应遵循 “改善生态环境就是发展生产力” 的原则。区内一些远离城镇居民区、交通不便、周边生态环境敏感性较高的采石废弃地,宜采取造林绿化、涵养水源和水土保持为主的修复利用对策。如区内位于大钟山深处的废弃采石场,紧邻自然保护区及桃源仙境景区,人烟罕至,周边分布有桃源水库、大林水库和仙人井水库,周边原始生态环境较好。可在消除地灾隐患的基础上,重点解决原矿区内的植物生长机制、肥力等因素,做好水源地水生态环境的保护,加强人工管护,构建林种树种多样、功能全面的森林生态体系,增强流域水土保持能力,提升水源涵养能力和碳汇能力。此外,区内一些相对孤立分散、开采破坏范围较小、水土流失程度较轻的采石废弃地,也建议恢复为林地,以自然恢复为基础,辅以适当的人工干预措施,逐步通过自然生态演替来实现与周边生态环境的融和。
当前我国正处于新型城镇化和城乡一体化快速发展阶段,将采石废弃地修复发展为生态农业也是有利于当地可持续发展的优先选择。在当地土利用规划的基础上,可将具有一定耕种、灌溉条件的采石废弃地发展成生态农业。如区内位于素雅村、铺顶村附近的采石废弃地,邻近村落和农田,其地势相对平坦或坡度较缓,场地内有较丰富的土源基础,可在生态修复的基础上,结合地形和土壤特点,开展造地造田、土壤改良、种草养畜,利用矿坑蓄水造湖等工程,提高生物和农业资源的循环利用率;还可以与当地农业结合,发展集果蔬种植、采摘体验、休闲观光、地学科普、文化传承等功能的绿色生态农业产业园。既可以增加有效耕地面积,又可以解决当地农民就业问题,产生明显的生态效益与经济效益。
近年来,发展生态旅游成为废弃矿山生态修复和开发利用的一个主流方向。对于一些生态敏感性一般、修复投入较大的,特别是具备一定的人文地理资源基础的采石废弃地,可以将自身特有的自然、人文、地理和采石遗迹有机结合,开发特色生态旅游资源潜力。如区内位于石砻一带的采石废弃地,交通便利,文化悠久,可挖掘丰州古镇文化历史——“闽南文化发源千年古地”、晋江流域文化及“砻石”开发史等,用艺术思维进行景观修复和场景改造,打造矿山主题景观公园、丰州古镇文化广场、石雕博物馆等公共场所;或结合采石废弃地的绝壁、深坑和水域,建设极限运动、探险和水上乐园等游乐设施。既可以提升城市形象,也可以带动当地旅游发展,促进当地生态、社会和经济协调发展。
采石废弃地的生态利用,可与周边发展、新农村建设和城市发展规划相融合,对盘活土地资源和拓展土地空间都有重要意义。根据区域发展的需要,可将区内一些植被绿化和土地复垦成本高的、占地规模较大或集中连片的,尤其是周边工业基础较好、公共配套设备较完备的废弃地再利用成为科普文教、商业会议、工业生产、垃圾填埋、仓储物流等用地,或进行土地资源储备。如位于后田、旭山一带的连片的采石废弃地,地表大面积的岩石裸露,单纯复绿治理投入巨大。同时这些地区具有紧邻泉州市区,周边工厂众多,供水、电力设施及物流等较为完善的优势。在生态修复、土地资源整合的基础上,与周边产业联动,结合当地的发展需求,如开发为绿色智造产业园、物流仓储基地等;或是根据新农村和城镇化建设的需要,进行房地产开发、新农村建设、卫生养老及陵园等公共设施建设。不仅可以提高当地土地资源利用率,还可以创造更多的就业机会,促进城市产业结构的均衡发展。
城郊地区的采石废弃地遗留的土地资源浪费、景观破坏及生态环境失衡等问题,不仅对当地居民生产、生活造成了负面影响,也关系到主城区的景观形象和发展格局。对城郊地区的采石废弃地的生态修复和再利用,应遵循生态系统内在机理,突出安全功能和生态功能,坚持生态优先、因地制宜、绿色发展的原则。在当地自然景观、地理、人文、区位条件和环境功能要求等的基础上科学制定对策,挖掘废弃矿山的资源属性,使其重新焕发生机,对当地城市的经济、社会及生态的可持续发展有着积极意义。