我国矿区废弃地生态恢复现状及措施建议
摘要:针对我国矿区废弃地产生的生态环境问题和生态恢复现
状,提出了相应的生态恢复措施,包括土壤改良、土壤重金属治理、
植被恢复、构建综合生态农业等。
关键词:矿区废弃地;生态恢复
1 前言
矿区废弃地是指在矿产开采过程中被开采活动所破坏、不通过处
理而无法使用的土地。主要包括:露天矿的外排土场、煤矿的矸石
山、尾矿库、井工矿形成的采空区和塌陷区,以及矿区辅助建筑占
用后废弃的土地。
废弃地的产生带来诸多生态环境问题,主要表现为:占用和破坏
大量土地资源,尤其是宝贵的耕地资源;水土流失和土地沙化;尾
矿库重金属污染水体和土壤;矸石山自燃污染大气环境。
2 我国矿区废弃地生态恢复现状
1988年出台的《土地复垦规定》,使我国矿区废弃地的生态恢复工
作开始步入法制轨道,使矿区废弃地生态恢复的速度和质量都有较
大的提高,但仍存在较多问题,主要表现在以下几个方面。
(1)小型矿区废弃地生态恢复率几乎为零。对我国3座乡镇矿
区调查表明,乡镇小型矿区对土地破坏十分严重,且基本未对废弃
地进行生态恢复,恢复率几乎为零 [1]。(2)片面强调植被覆盖率。
目前我国生态恢复工作只强调植被的覆盖率,把覆盖率作为评价生
态恢复工作的唯一指标,而忽视动植物和微生物种类的多样性,以
及生态恢复后的环境效应、水土保持情况和经济的可持续性。(3)
忽视生态系统对多样性的要求。目前我国人工建设的矿区生态系统
往往物种单一、年龄结构大体相同、空间排列整齐有序,而天然的
生态系统具有多样性,包括物种组成、空间结构、年龄结构以及资
源利用上的多样性等,这样才能为多种动植物和微生物提供各种各
样的生存条件[2]。(4)大量使用外来物种。矿区生态恢复过程中,
为追求高的植被覆盖率往往大量引进生命力强的外来物种,造成外
来物种入侵,排挤当地土著植物物种。
3 矿区废弃地生态恢复措施
3.1 废弃地土壤改良
废弃地土壤由于采矿活动对地表的破坏,以及排土场、矸石山和
尾矿库堆积造成的污染,使得废弃地土壤缺乏植物生长所必需的营
养物质,给生态恢复带来不利影响。因此,土壤改良是矿区废弃地
生态恢复的前提。目前可采取的土壤改良措施有:
(1)客土覆盖。选择合适的取土场,在不破坏取土场土地的情况
下,取适量土壤覆盖在需要恢复的废弃地上。该方法简单有效,但
费用高,适用经济条件较好的矿区。(2)土壤增肥改良。大部分矿
区废弃地土壤缺乏氮、磷等营养物质,需要向土壤中添加营养物质,
改良土壤的物理化学性质,使土壤适合植物生长,加快生态恢复进
程。土壤增肥改良主要有两种方法,一种是添加肥料,一种是生物
固氮。
添加肥料可以施加化肥,也可以施加有机肥,由于有机肥比化肥
对植物能起到更好更持久的助长作用,因此添加有机肥能更好的起
到改良土壤的效果。
生物固氮是利用对极端生境条件有耐性的固氮植物、固氮微生物、
菌根真菌来改善矿区废弃地的土壤理化性质[1]。在毒性较低的废
弃地,利用生物固氮可以很好的替代化肥和有机肥,具有较好的技
术性和经济性。
3.2土壤重金属的污染治理
尾矿库和矸石山含有大量重金属,通过淋溶等途径造成矿区土壤
重金属污染。重金属土壤污染的治理技术包括物理法、化学法和生
物法[3]。其中,生物法是目前研究较多的土壤重金属污染治理技
术,是指利用生物的生命代谢活动减少土壤中有毒、有害物质的浓
度,使其无害化,从而使被污染的土壤能够部分或完全恢复到原始
状态[4]。相比其他土壤污染治理技术,生物法修复的效率高、成
本低,而且不会造成二次污染。
3.3 植被恢复
选择合适的植物物种是生态恢复的关键因素。一般根据植被恢复
的目标和当地的气候、土壤等自然条件来确定植物物种,选定的植
物应以乡土物种为主,同时要求所选物种具有较强的适应能力。一
般具有固氮能力、根系发达、耐贫瘠、播种栽植较容易等特征的植
物,比较适合作为植被恢复的先锋品种。
选择优良的植物品种只是植被恢复工作的一部分,植被恢复的目
的是维持植被的覆盖度,建立能够自我调节的生态系统。根据生态
学原理,植物搭配要保持植物品种的多样性,合理配置乔、灌、草、
藤,建立起来的生态系统稳定性及可持续性比单物种或少物种的效
果好[5]。因此,在植被恢复过程中,按照自然生态系统的结构,
合理配置草、灌和乔木种植比例,同时对植被空间进行优化配置,
使人工恢复的植被最终形成一个接近自然的良性循环的生态系统。
3.4 综合生态农业
在矿区废弃地发展复合生态农业,打破传统农业的单一种植模式,
还可针对不同的废弃地特点,选择不同的生态农业模式。如在非积
水稳定沉陷区,可以建设大棚或地膜覆盖栽培蔬菜等设施农业模
式;在积水沉陷区,可以利用积水的优势,建设“农-渔-禽”农业
模式;在复垦后土壤肥力较差、土地生产能力不强的废弃地,建设
“林果-畜禽”农业模式。
对山西省王庄煤矿生态恢复模式的研究表明[6],综合生态农业用
于矿区废弃地恢复有着很好的经济、社会和环境效益。
4 结论与建议
为有效的对矿区废弃地进行生态恢复,必须分析废弃地的立地条
件,了解植被成长的性因素,选择合适的土壤改良措施。在选
择先锋植物时应优先考虑当地物种,尽量满足生态系统对物种组
成、空间结构、年龄结构上的多样性以及资源利用上的多样性的要
求。完善生态评价系统,以完整性、连续性和恢复生态系统功能并
使系统达到能自我维持状态为矿区废弃地生态恢复的目标,而不是
单纯的追求植被覆盖率。
参考文献
[1] 刘国华,舒洪岚.矿区废弃地生态恢复研究进展.江西林业科
技[j].2003,2:21-25.
[2] 李淑,王杰光,莫时雄.金属矿区生态恢复与重建研究.山西建
筑[j].2008,34(32):15-16.
[3] 张玉秀,于帅,文镇宋,等.重金属污染土壤的生物修复技术.
金属矿山[j].2009,4:146-149.
[4] 周启星,何金柱,春燕.污染土壤生态恢复基本原理及研究
进展[j].农业环境科学学报,2007,26(2):419-424.
[5] 范英红,陆兆华,程建龙,等.中国煤矿区主要生态环境问题
及生态重建技术.生态学报[j],23(10):2144-2152.
[6] 王庆林,宗泽,张永岭.山西省王庄煤矿生态恢复模式研究.水
土保持研究[j],2010,17(5):265-272.