礦坑塌陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)研究-以平頂山石龍區(qū)為例

楊超

摘 要：中國(guó)是世界生產(chǎn)煤炭第一大國(guó)，大約九成的煤炭來(lái)源于地下開(kāi)采，地下開(kāi)采會(huì)導(dǎo)致采空區(qū)地面塌陷，塌陷區(qū)地層毀壞嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，嚴(yán)重影響和制約礦區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。煤礦開(kāi)采所遺留下來(lái)的污染物嚴(yán)重污染周圍的生態(tài)環(huán)境，隨處丟棄的堆積物會(huì)因?yàn)轱L(fēng)和水的侵蝕，使水土流失加劇、土地加速荒漠化，秋冬大風(fēng)時(shí)塵土飛揚(yáng)污染環(huán)境，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)和人類身體健康，夏季暴雨時(shí)，大量泥沙流入河道和水庫(kù)，造成河流泥沙淤積，污染河水，泥沙堵塞河道，影響河道水庫(kù)的正常蓄洪能力，增加洪水的危害力。由于地表水和地下水產(chǎn)生的影響，會(huì)導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，生態(tài)系統(tǒng)退化，生物種群數(shù)量減少，農(nóng)作物減產(chǎn)。采礦廢棄物會(huì)含有各種各樣的污染物質(zhì)，如重金屬，劇毒氰化物等，這些污染物質(zhì)會(huì)隨著雨水的流動(dòng)而污染河流和農(nóng)田。煤礦采礦塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)的難題，以河南省平頂山市石龍區(qū)，煤礦采礦塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)為例，通過(guò)多個(gè)方面的理論引用到生態(tài)修復(fù)景觀重建過(guò)程中，通過(guò)改建擴(kuò)建、生態(tài)恢復(fù)和植被重建等方式，達(dá)到生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定上升的目的。

關(guān)鍵詞：礦坑塌陷區(qū);生態(tài)修復(fù);景觀

一、礦坑塌陷區(qū)的相關(guān)概念

（一）煤礦采空區(qū)

煤礦采空區(qū)所引起的塌陷問(wèn)題由來(lái)已久，總的來(lái)說(shuō)，是地下煤礦采空引起頂板、覆巖及地表移動(dòng)塌陷的過(guò)程和與地表、地形、地貌相互作用的結(jié)果，是由地表邊坡巖石構(gòu)成的基礎(chǔ)穩(wěn)定性以及地下采空塌陷沉降作用相互影響造成的。

（二）礦坑塌陷概念

礦區(qū)塌陷區(qū)是指煤礦資源開(kāi)采完畢后，采空區(qū)上方巖石的原始平衡遭到破壞，依次會(huì)發(fā)生變形，破裂，逐漸掉落，最后到達(dá)地面，形成一個(gè)比采空區(qū)面積大得多的地面塌陷坑，因?yàn)椴傻V挖煤造成的地質(zhì)破壞地面塌陷成為礦區(qū)塌陷地。中國(guó)礦坑塌陷區(qū)較多的地方為內(nèi)蒙古，塌陷面積大，地表破壞嚴(yán)重，生態(tài)失去平衡。平頂山石龍區(qū)的采礦區(qū)開(kāi)采力度沒(méi)有內(nèi)蒙古山西的力度大，整體地質(zhì)條件相對(duì)來(lái)說(shuō)比山西內(nèi)蒙古穩(wěn)定，沒(méi)有大面積的地層塌陷，但存在地質(zhì)沉降現(xiàn)象。沉降區(qū)會(huì)影響和阻礙城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，是很多礦產(chǎn)城市轉(zhuǎn)型發(fā)展道路上的阻力。石龍區(qū)內(nèi)有一條淮河水系河流石龍河，發(fā)源于石龍區(qū)北部山區(qū)，中途有中型水庫(kù)補(bǔ)給水量。但隨著煤礦的開(kāi)采，石龍河清澈的水流受到污染，伴隨采礦而抽出的地下滲水，洗煤廠排放的未經(jīng)沉淀處理的污水，人口激增，生活污水生活垃圾的排放傾倒，都無(wú)時(shí)無(wú)刻的污染著石龍河。河道淤積，地表水下滲，水循環(huán)系統(tǒng)遭到破壞，石龍河漸漸變成臭水溝，失去了原有的水源，原有的動(dòng)物植物，失去了預(yù)防季節(jié)性洪水的蓄洪能力，雖然這十幾年關(guān)停煤礦，治理污染，石龍河水質(zhì)有所改善，但整體來(lái)說(shuō)收效見(jiàn)微。煤礦塌陷區(qū)對(duì)生態(tài)環(huán)境所造成的影響和破壞將會(huì)是持續(xù)長(zhǎng)久的。

（三）塌陷區(qū)景觀概念

景觀指的是由統(tǒng)一的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)空間等要素組成總體特征的整合體和空間體系。包括人文景觀、自然景觀、經(jīng)濟(jì)景觀。它是復(fù)雜的自然進(jìn)程和人類活動(dòng)在土地上的印記。按照土地被破壞的狀況和事先的規(guī)劃與計(jì)劃，逐步恢復(fù)或建成一種穩(wěn)定持續(xù)、并與周圍環(huán)境和人造景觀價(jià)值相協(xié)調(diào)的利用方式被稱為重建。和一般景觀重建不同的是，生態(tài)修復(fù)景觀重建并不是完全拋棄舊的，重造新的，而是在舊的基礎(chǔ)上，重新發(fā)掘并令其創(chuàng)造新的價(jià)值。“恢復(fù)”是只恢復(fù)因煤礦開(kāi)采而遭到破壞的原有土地，或者使受損土地達(dá)到原來(lái)的樣子，在生態(tài)景觀設(shè)計(jì)方面說(shuō)的是生態(tài)景觀完全恢復(fù)到未破壞前的狀態(tài)。

煤礦塌陷區(qū)的生態(tài)景觀具有與其他景觀不同的吸引力，原有的荒廢地區(qū)的自然景觀和廢棄的采煤工廠建筑在不同人群的心里，感受自然也不同，美與丑沒(méi)有定論，因人而異。在談?wù)撽P(guān)于礦坑塌陷區(qū)生態(tài)治理景觀重建的過(guò)程中，我們要思考一些問(wèn)題。什么樣的景觀節(jié)點(diǎn)會(huì)被當(dāng)?shù)貐^(qū)民喜歡接受？有哪些現(xiàn)有的景觀現(xiàn)狀會(huì)被重新利用起來(lái)，成為新的景觀節(jié)點(diǎn)？這些都是礦坑塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)景觀重建時(shí)需要考慮的客觀條件。采礦塌陷區(qū)、廢棄礦料堆積區(qū)會(huì)讓礦區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化，地表水地下水遭受污染、動(dòng)物植物種群減少、農(nóng)田退化，農(nóng)作物產(chǎn)量下降等，這些礦坑塌陷區(qū)生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重惡化，生態(tài)恢復(fù)迫在眉睫。

二、生態(tài)修復(fù)理論基礎(chǔ)

生態(tài)即原生之態(tài)。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、物質(zhì)高度文明的現(xiàn)代社會(huì)中崛起的依然是回歸自然，簡(jiǎn)單樸素的生態(tài)設(shè)計(jì)觀，生態(tài)設(shè)計(jì)觀主張人與自然的統(tǒng)一和諧。礦坑塌陷區(qū)在進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的過(guò)程中，因其地區(qū)的特殊性，需要深度認(rèn)識(shí)和尊重自然發(fā)展規(guī)律，提倡能源再生和物質(zhì)循環(huán)利用，生態(tài)修復(fù)場(chǎng)地的自我維護(hù)，發(fā)展可持續(xù)的生態(tài)恢復(fù)技術(shù)，將可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)恢復(fù)技術(shù)貫穿于礦坑塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)的全過(guò)程。生態(tài)系統(tǒng)在人們活動(dòng)時(shí)遭到嚴(yán)重破壞，嚴(yán)重阻礙到整個(gè)區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)正常發(fā)展，迫不得已對(duì)其進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的過(guò)程被稱為生態(tài)恢復(fù)。

（一）生態(tài)景觀學(xué)理論

介于景觀學(xué)和生態(tài)之間的一門(mén)綜合性學(xué)科便是生態(tài)景觀學(xué)，主要研究大空間大方向上的生態(tài)問(wèn)題，尤其是人們?nèi)粘；顒?dòng)和生態(tài)景觀之間相互影響相互協(xié)調(diào)的問(wèn)題。生態(tài)景觀學(xué)主要研究?jī)?nèi)容是景觀中組成類型、生態(tài)學(xué)、空間布局之間的相互影響。礦坑塌陷區(qū)在生態(tài)修復(fù)景觀重造的過(guò)程中，主要指：恢復(fù)煤礦采空區(qū)在煤炭開(kāi)采之前的原始生態(tài)環(huán)境，用現(xiàn)代的科技技術(shù)和藝術(shù)手法，通過(guò)時(shí)間的等待，讓煤礦采空區(qū)恢復(fù)到可以重新利用發(fā)展的狀態(tài)。場(chǎng)地恢復(fù)到可以重新利用的狀態(tài)有利于保護(hù)煤礦塌陷區(qū)的場(chǎng)地特色，有利于城市進(jìn)程的穩(wěn)定發(fā)展，有利于在塌陷區(qū)塑造一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境。

一般設(shè)計(jì)中，對(duì)功能和形式的追求占據(jù)首要地位，但在礦坑塌陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)重建中，生態(tài)理念是最重要的。礦坑塌陷區(qū)首先破壞最嚴(yán)重的就是該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，以生態(tài)理念為重心，在隨后的規(guī)劃改造中，會(huì)盡力保留原有的地貌特征，逐漸恢復(fù)本土的植物種群數(shù)量，不大量引入外來(lái)物種，遵循當(dāng)?shù)匾郧暗纳鷳B(tài)模式。減少人為干預(yù)的痕跡，注重自然生態(tài)，以人為本，讓自然生態(tài)和人群活動(dòng)和諧有機(jī)的溶合在一起。

（二）煤礦塌陷區(qū)構(gòu)成理論

以前礦坑塌陷區(qū)的改造局限于簡(jiǎn)單的恢復(fù)植被面積和完全拋棄廢棄的工廠和生產(chǎn)設(shè)備，重新建設(shè)新的景觀設(shè)施、建筑等。但在對(duì)石龍區(qū)的礦坑塌陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)改造的過(guò)程中，要將景觀生態(tài)學(xué)理論應(yīng)用其中，不完全改變現(xiàn)狀，依靠現(xiàn)有的地形和建筑，重造和整合煤礦開(kāi)采時(shí)的特殊生產(chǎn)場(chǎng)景，建立主題性的展覽場(chǎng)地，游樂(lè)公園。使煤礦塌陷區(qū)得到重新利用，生態(tài)修復(fù)改造后的恢復(fù)的景觀空間可以建成規(guī)模性的活動(dòng)空間，自然生態(tài)公園、游樂(lè)場(chǎng)所、人文展館、公共設(shè)施等。生態(tài)修復(fù)后的礦坑塌陷區(qū)不僅具有實(shí)用功能，還會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，帶動(dòng)周邊的旅游產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)石龍區(qū)城市化進(jìn)程，發(fā)展成一種煤礦塌陷區(qū)景觀構(gòu)成理論。

三、礦坑塌陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)策略

（一）礦坑塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)

對(duì)石龍區(qū)礦坑塌陷區(qū)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行生態(tài)修復(fù)和生態(tài)恢復(fù)，使因?yàn)槊旱V開(kāi)采而破壞污染了的生態(tài)系統(tǒng)重新具備經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)服務(wù)價(jià)值和平衡生態(tài)環(huán)境能力，整治阻礙采礦區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素，促進(jìn)煤礦業(yè)與農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)的可協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展，即重新實(shí)現(xiàn)平頂山石龍區(qū)煤礦采挖區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，環(huán)境保護(hù)、生態(tài)恢復(fù)及當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，都是非常急迫而勢(shì)在必行的。

（二）生態(tài)修復(fù)方向

煤礦開(kāi)采引起了水資源污染、空氣污染、生態(tài)破壞和生物種群減少等自然環(huán)境問(wèn)題。然而從經(jīng)濟(jì)的資源經(jīng)濟(jì)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，整個(gè)礦坑塌陷區(qū)主要的生態(tài)特征是分析煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的變化。煤礦塌陷區(qū)遺留的廢舊建筑、工廠設(shè)施是歷史進(jìn)程的產(chǎn)物、技術(shù)革新服務(wù)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣影響了煤炭開(kāi)采區(qū)的發(fā)展，組成礦區(qū)的歷史，煤礦處在不同的地域位置，會(huì)有不同的地質(zhì)構(gòu)造表現(xiàn)，這些都是礦坑塌陷區(qū)的文化特點(diǎn)。在煤礦塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)的過(guò)程中，盡量保存原有現(xiàn)狀，尊重當(dāng)?shù)貧v史和文化習(xí)慣，不進(jìn)行大規(guī)模的改動(dòng)，從生態(tài)角度出發(fā)，創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的模式。

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