淺談廢棄礦山的生態(tài)重建

唐萍

摘 要：隨著城市化進程的加快，不斷的開山取石，設(shè)置礦廠等。由于礦區(qū)和裸崖土壤的特殊性，治理非常困難。常用重建方式是復(fù)墾技術(shù)和生態(tài)植被恢復(fù)，要防止重金屬隨著水的流動污染其他的土壤。生態(tài)植被恢復(fù)不僅要考慮到樹種的選擇，同時也要合理地選擇營造方法。

關(guān)鍵詞：生態(tài)重建；復(fù)懇技術(shù)；造林方法

我國現(xiàn)在處于社會主義初級階段，生產(chǎn)方式落后，開山取石的現(xiàn)象十分普遍。尤其是在擴建城市規(guī)模的地區(qū)，在經(jīng)濟與生態(tài)的對立中，生態(tài)環(huán)境的保護遠遠比不上人們對物質(zhì)的需求。據(jù)統(tǒng)計：我國共有大中型礦山9000多座，小型礦山26萬多座，采礦侵占土地面積已接近40000 km2，由此而廢棄土地面積達330km2/a。礦山廢棄地如得不到及時的重建，將可能引發(fā)一系列的環(huán)境問題，造成水土流失、水資源污染、水量減少、礦區(qū)固體廢棄物污染等，將直接影響社會、經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

礦山廢棄地生態(tài)重建所面臨的問題：（1）表土層破壞導(dǎo)致缺乏植物能夠自然生根和伸展的介質(zhì)、水分缺乏、營養(yǎng)物質(zhì)不足、毒性物質(zhì)含量過高。（2）存在限制植物生長的物質(zhì)如重金屬含量過高、pH值太低或鹽堿化等。（3）缺乏必要的營養(yǎng)元素如有效磷濃度低、含氮量極低。（4）生物因素除了上述土壤條件變劣外，生物種類的減少或喪失給礦區(qū)廢棄地恢復(fù)帶來了更加不利的影響。

解決方法：（1）覆蓋土壤，這種辦法能夠解決上述所面臨的各種問題。但覆蓋土壤的費用很高。（2）挖松緊實的土壤、整理土壤表面的措施是較為有效的措施。向土壤中添加堿性物質(zhì)以調(diào)整土壤的pH值也是非常有效的。（3）添加營養(yǎng)物質(zhì)大部分礦山廢棄物和類土壤物質(zhì)缺乏氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，是植物生長的限制因子之一，解決這類問題的辦法是添加肥料或利用豆科植物的固氮能力。（4）去除有害物質(zhì)在廢棄地恢復(fù)過程中。（5）添加物種在礦山廢棄地恢復(fù)過程中，通過人工選擇物種，使土壤的物理化學(xué)性質(zhì)得到改良，從而縮短植被演替的進程，加快礦山廢棄地的生態(tài)重建進程[1]。

以上方法可歸結(jié)為3種，以覆土和夯土為主的工程措施，以植物重建逐漸改善土壤理化性質(zhì)的生物措施，覆土后在種樹的工程生物想結(jié)合的措施。而在實際恢復(fù)中，往往不可能只使用一種方法，通常是二者的結(jié)合：

1、以工程措施為主的重建方式（以農(nóng)田恢復(fù)為例）[2]

礦山開采過程中所丟棄的廢渣，堆放到農(nóng)地里，對土地（土壤）造成了嚴重破壞，使原先的良田變成半絕產(chǎn)或絕產(chǎn)的廢棄地，修復(fù)工程就是使這些廢棄地重新變成可耕地。

（1）表土轉(zhuǎn)換技術(shù)：在堆放煤矸石（或其他礦渣）之前，先把堆放地的表土（耕植土）層取走，并保護好，然后在堆放地鋪上50 cm厚的粘土并壓實，以防煤矸石或礦渣向下滲透而污染地下水及地面水。同樣，在煤矸石或礦渣堆放完并展平壓實之后，也需再鋪上一層50 cm厚的粘土并壓實，造成一個人工的粘土封閉層。然后再墊上1 m厚的生土，最后把表土搬回鋪上，馬上就可以在上面種植作物了。這種方法可以基本上保持原表土層的肥力，達到立即復(fù)耕的效果。

（2）表土改造技術(shù)：在進行表土改造之前，應(yīng)設(shè)法灌注粘土泥漿，以便讓泥漿包裹煤矸石表面，減緩煤矸石淋溶速度，降低其淋溶水中有毒元素的含量，然后再鋪上50 cm厚的粘土并壓實。這樣做的目的是造成一個人工隔水層，盡量減少地面水下滲，減緩煤矸石淋溶速度，降低其淋溶水中有毒元素的含量，以求達到國家標(biāo)準(zhǔn)，保障生物和人群的健康。最后覆蓋表土，覆蓋的表土層的厚度不能少于1 m。由于覆蓋的生土層過于貧瘠，所以表面30cm這一層必須混入足夠量的有機肥或淡水水域中的淤泥以增加土層中的含氮量。同時還要每年施入足量的氮、磷、鉀肥，復(fù)墾后的最初幾年應(yīng)大量種植豆科植物，這是增加土壤中含氮量的最好辦法。

2、以生物措施為主的重建方式（以礦山森林恢復(fù)為例）[3]

生態(tài)恢復(fù)指恢復(fù)被損害生態(tài)系統(tǒng)到接近于它受干擾前的自然狀況的管理與操作過程，即重建該系統(tǒng)干擾前的結(jié)構(gòu)與功能及有關(guān)物理、化學(xué)和生物學(xué)特征。礦山植被森林化恢復(fù)的方法，主要包括物種如何選擇、種群怎樣配置和采取怎樣的技術(shù)進行栽植 3 個方面。

A、 物種選擇

森林化發(fā)展的趨勢是趨近于自然森林植被的種群結(jié)構(gòu)，所以可利用周邊自然森林植被的種群結(jié)構(gòu)作為參照物來確定礦山植被恢復(fù)的主要物種。由于比較逼近于自然植被某個演替階段的種群結(jié)構(gòu)，其森林化程度就相對較高。因此，礦山邊坡森林化植被構(gòu)建的物種選擇宜預(yù)先對周邊山體植被的物種組成與結(jié)構(gòu)進行比較仔細的調(diào)查，盡量選擇周邊山體的鄉(xiāng)土物種，這是礦山邊坡森林化構(gòu)建的重要基礎(chǔ)，也是邊坡人工植被趨近于自然、免養(yǎng)護或少養(yǎng)護和相對穩(wěn)定性的根本保證。

B、 種群配置

植物群落的組成并不是一組雜亂無章的堆積，在特定地段的自然條件下，總是由一定的植物種類結(jié)合在一起，成為一個有規(guī)律的組合。物種的更新也有其自身的生長對策，樹木在長期的生態(tài)適應(yīng)過程中形成兩大生長對策類型，一類是在整個生長過程中都需要充足的光照，這一類型樹種的生長盡管處在生長前期或幼樹期，也有較高的生長速率，另一類型是在整個生長過程中，生長前期，特別是幼苗和幼樹期，需要適當(dāng)?shù)谋邮a，前期生長很慢，以大量發(fā)育根系為主，后期生長較快并需要較充足的光照。

因此，在礦山植被森林化構(gòu)建的同時，還要考慮種群的合理配置問題。在礦山邊坡缺水、缺肥和缺土的惡劣環(huán)境條件下，由于光照充足，可結(jié)合植生基質(zhì)噴附，利用美麗胡枝子鄉(xiāng)土樹種作為邊坡植被森林化構(gòu)建的先鋒樹種是比較理想的。

C、造林方法

噴播：噴播是生產(chǎn)上最經(jīng)濟的造林方法，在噴播草種的同時，夾雜木本種子一起噴播在具有植生基質(zhì)附著的邊坡上。由于木本種子發(fā)芽遲緩，草本種子發(fā)芽迅速，如果木本種子不進行預(yù)先的發(fā)芽處理，通常不能保證草種與木本植物種子的同步發(fā)芽。同時還要考慮這些草種的生長是否會對目的樹種的種子萌發(fā)和幼苗生長具有相克作用或生化他感作用?；靽姷闹参锓N子還要注意物種的生化他感效應(yīng)，因此木本植物種子噴播，除要預(yù)先進行催芽處理外，還要注意草種對木本植物種子的生化他感作用。

容器苗種植： 在種子由于發(fā)芽遲緩或生化他感影響而不適宜直播的情況下，可利用容器苗種植。試驗證明，采用容器苗造林，具有緩苗快、成活率高的顯著特點。研究生產(chǎn)適合礦山邊坡專用的容器苗是今后礦山邊坡植被森林化構(gòu)建的一種行之有效的方法，可以彌補噴播的不足。

魚鱗坑、圍堰種植：利用邊坡特殊的有利微地形特點，采用挖魚鱗坑或圍堰砌筑或用植生袋疊置燕窩狀種植槽，然后在坑內(nèi)或槽內(nèi)種植目的樹種進行礦山邊坡森林化構(gòu)建的點綴式營造。采用的苗木宜經(jīng)過圃地馴化和修剪整形，或采用大型的容器苗，以適應(yīng)礦山邊坡的立地環(huán)境。

礦山生態(tài)環(huán)境重建理是一項重大而艱巨的歷史任務(wù)。由于邊坡缺水、缺土、缺肥，修復(fù)的難度較大是事實，投入的資金也相對較多，如果沒有正確把握恢復(fù)方法，就很難把握修復(fù)的效果，難免會出現(xiàn)新的退化問題。要因地制宜，在對自然生鏡全面調(diào)查的基礎(chǔ)上，做出相應(yīng)的方案選擇，才能到達生態(tài)恢復(fù)的目的。

參考文獻

[1] 李永庚，蔣高明.礦山廢棄地生態(tài)重建研究進展[J].生態(tài)學(xué)報，2004，1：95—99.

[2] 王潔，周躍.礦區(qū)廢棄地的恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究[J].安全與環(huán)境工程，2005，3：5—8.

[3] 劉本同，王志明.礦山邊坡植被森林化恢復(fù)目標(biāo)和方法探討[J].浙江林業(yè)科技，2005，7：45—49.