甘肅祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究*

甘肅省科學(xué)院地質(zhì)自然災(zāi)害防治研究所，甘肅 蘭州 730000

近年來(lái)，我國(guó)大量開(kāi)采礦產(chǎn)資源給生態(tài)環(huán)境造成了巨大危害，而開(kāi)采結(jié)束后廢棄的礦山成為我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要任務(wù)，政府部門(mén)高度重視礦山環(huán)境修復(fù)治理工作的開(kāi)展，多年來(lái)投入了巨大的人力和財(cái)力[1]。祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)是我國(guó)重要的生態(tài)功能區(qū)和西北地區(qū)最重要的生態(tài)安全屏障及水源涵養(yǎng)地。長(zhǎng)期以來(lái)，采礦、水電資源開(kāi)發(fā)等活動(dòng)對(duì)祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，尤其是局部生態(tài)破壞問(wèn)題突出，引起了黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人及社會(huì)各界的高度重視。

1 甘肅祁連山自然保護(hù)區(qū)概況

甘肅省祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)于1988年由國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)建立，位于祁連山北坡中、東段，地跨涼州、天祝藏族自治縣、古浪、永昌、甘州、山丹、民樂(lè)、肅南裕固族自治縣這8個(gè)縣（區(qū)），如圖1所示。其地理位置位于東經(jīng)97°23′34″～103°45′49″，北緯36°29′57″～39°43′39″，平均海拔為4000～4500m，甘肅省面積為18279.07km2。祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)為大陸性高寒半濕潤(rùn)山地氣候，年平均降水量為257.2～389.9mm，集中在5—9月，年均溫度為1.0～4.0℃[2]。祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)有國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物14種、國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物39種以及國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物4種，具有重要的生命科學(xué)研究?jī)r(jià)值。

圖1 甘肅祁連山自然保護(hù)區(qū)位置圖

祁連山地區(qū)，作為整個(gè)西部地區(qū)賴以生存的生態(tài)安全屏障，是黑河、石羊河、疏勒河三大河流的發(fā)源地，也是西北地區(qū)的生態(tài)水源區(qū)，因此被譽(yù)為河西走廊“生命線”和“母親山”[3-4]。由于過(guò)去數(shù)十年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間里，人類的采礦、探礦活動(dòng)使甘肅省祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境不斷惡化，這種對(duì)大自然的無(wú)限索取演化成祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)危機(jī)。

2 礦區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)及措施

祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)露天開(kāi)采礦山對(duì)原生地形地貌景觀的破壞主要是通過(guò)開(kāi)挖、壓占、渣堆壓占以及塌陷等形式。

2.1 礦山地形地質(zhì)環(huán)境修復(fù)

（1）地形地貌修復(fù)。①工業(yè)場(chǎng)地拆除平整。拆除工業(yè)場(chǎng)區(qū)及生活住宅區(qū)所有的廢棄房屋和地坪等構(gòu)筑物，拆除物就近回填采洞、塌陷坑，如果仍然有剩余可與渣堆統(tǒng)一處理，并對(duì)所有場(chǎng)地進(jìn)行平整，表層覆土處理，覆土厚度為30cm。②采洞封填。豎直井口、巷井、入斜井及回風(fēng)井的井筒運(yùn)用廢棄礦渣進(jìn)行回填處理，應(yīng)輔以人力夯實(shí)或小型夯實(shí)機(jī)具夯實(shí)，其上掩埋20cm厚的砂石土，再覆土綠化，覆土厚度為30cm。③塌陷坑回填。底部采用礦渣回填，夯實(shí)，上覆20cm厚的沙土，表層覆土綠化，覆土厚度為30cm，恢復(fù)植被。④廢棄渣堆整理。在盡量減小工程量的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行整理，平均推平深度為0.5～1.5m，表層覆土處理，覆土厚度為30cm。

（2）地質(zhì)邊坡修復(fù)。①礦區(qū)邊坡坡面整理。對(duì)采礦形成的采礦邊坡表層的棄渣進(jìn)行人工或者機(jī)械清理。坡度較高的邊坡和不穩(wěn)定巖體邊坡必須進(jìn)行削坡工作。②抗滑樁工程?；炷量够瑯犊梢院艽蟪潭壬峡刂七吰孪蛳碌幕瑒?dòng)力，能針對(duì)性地加固工程，增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性，起一部分支撐作用。礦區(qū)采礦引起的破碎邊坡運(yùn)用抗滑樁工程可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固邊坡的功能。③擋墻工程。在廢棄渣堆整理前緣設(shè)置攔渣墻，以穩(wěn)固渣堆，同時(shí)消除地質(zhì)災(zāi)害隱患；對(duì)于邊坡上巖石風(fēng)化相對(duì)嚴(yán)重的部位，設(shè)置擋土墻以增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。④排水工程。整理堆積在溝道的渣堆后，在堆渣整治外圍設(shè)置排水渠工程，將降水形成的地表匯流引導(dǎo)排泄于坡外，減少?zèng)_刷坡面，避免影響坡體穩(wěn)定性，確保治理后斜坡體的安全。

2.2 礦山植被生態(tài)修復(fù)

生態(tài)修復(fù)技術(shù)實(shí)施的基礎(chǔ)是生態(tài)學(xué)，當(dāng)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)，一般采取生物措施和人工措施相結(jié)合的方式，確保礦山開(kāi)采造成的地表?yè)p傷和水土流失等危害得到相應(yīng)的修護(hù)和恢復(fù)。

（1）覆土綠化。鑒于礦區(qū)露天開(kāi)采點(diǎn)數(shù)量多、面積大，而采礦區(qū)、選礦區(qū)及其周邊堆積了大量的廢石棄渣，嚴(yán)重影響了礦區(qū)地形地貌和自然生態(tài)景觀，壓占土地資源。因此，對(duì)渣堆、露天采場(chǎng)、辦公生活區(qū)、采礦工業(yè)場(chǎng)地、礦石堆場(chǎng)、廢石場(chǎng)和取土場(chǎng)整治后，根據(jù)地形條件，分級(jí)整理，并覆蓋30cm厚的黃土。植草設(shè)計(jì)覆土厚度為30cm，植林設(shè)計(jì)覆土厚度為60cm。該礦區(qū)采取機(jī)械平整場(chǎng)地、回填黃土、澆水沉降等措施，每畝地施羊糞1000kg，并進(jìn)行深翻20cm、人工細(xì)致平整后即可進(jìn)行種草。坡度大于15°的坡面表層加入10%的纖維素材料，增強(qiáng)抗水蝕能力。草地種植時(shí)間建議選在6—7月，溫度最高時(shí)進(jìn)行草地種植，同時(shí)要注重后期養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)周期為2年，并且派專人進(jìn)行管護(hù)管理、淋水、施肥、病蟲(chóng)害防治等。

（2）噴混綠化。目前礦山生態(tài)修復(fù)比較常用的技術(shù)就是噴混綠化，也是礦山邊坡工程防護(hù)與邊坡生態(tài)綠化同時(shí)作用的措施之一，植被可以短時(shí)間內(nèi)快速生長(zhǎng)至覆蓋邊坡表面[3]。噴混綠化被主要應(yīng)用于礦區(qū)陡峭的巖石坡面，噴播基質(zhì)主要由復(fù)合基質(zhì)、土壤調(diào)節(jié)材料、黏結(jié)材料、肥料、纖維以及植物種子等組成。首先，用錨桿將三維植生網(wǎng)固定在坡面上，錨桿的彎頭長(zhǎng)4cm，呈倒三角形或者倒“U”形。其次，用噴射機(jī)噴播基質(zhì)，厚度為10～12cm，而且噴槍口距離坡面1～1.5m，垂直于坡面，使物料有足夠的壓力可以緊緊地附著于坡面。最后，在基質(zhì)層噴好后，盡快噴播種子層，厚度為3～4cm，種子層噴播完成后覆蓋草簾、遮陽(yáng)網(wǎng)或無(wú)紡布等保墑，一年后形成綠化。

（3）植生袋綠化。植生袋綠化是把生長(zhǎng)基材與纖維網(wǎng)、生態(tài)布三者整體黏合在一起，在土壤或風(fēng)化巖石邊坡表面用專用大頭釘固定。按使用目的，分為喬木林型、灌木林型、草本型，主要通過(guò)纖維網(wǎng)、生態(tài)布達(dá)到防止水土流失的目的，隨著植物在坡體上扎根生長(zhǎng)，植被逐漸可以起到防止邊坡雨水沖刷、控制水土流失和美化環(huán)境的多重作用[4]。植生袋綠化主要應(yīng)用于坡度小于1∶1.5的邊坡以及礦區(qū)巖石邊坡、道路邊坡和采礦道路。植生袋堆積一方面可以穩(wěn)固邊坡，另一方面可以恢復(fù)植被。生長(zhǎng)基質(zhì)與纖維網(wǎng)、生態(tài)布用無(wú)毒膠水黏合起來(lái)，內(nèi)含改良劑和保水劑，防止水土流失。

（4）環(huán)保草毯綠化。環(huán)保草毯是以稻秸、麥秸等各種植物纖維為原料，集合多種灌草植物種子，再添加保水劑、營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，經(jīng)過(guò)天然纖維預(yù)處理以及纖維混合和原料鋪設(shè)、復(fù)合、裁剪、打捆加工而成[5]。環(huán)保草毯主要用于礦山坡面的綠化，根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)氣候條件與施工環(huán)境相結(jié)合以及植物生長(zhǎng)特性選擇適宜性強(qiáng)的植物種類，并增加植被種植，使人工種植植被逐漸與自然生態(tài)融合。草毯鋪設(shè)時(shí)需要保證草毯與坡面保持充分接觸(可經(jīng)過(guò)輕微鎮(zhèn)壓處理)，然后用“T”形釘或木楔等固定緊實(shí)，每平方米固定物不少于1個(gè)。草毯鋪設(shè)要保持整齊一致，草毯宜順坡度方向從上往下鋪設(shè)，搭接寬度不小于10cm。

（5）巖面垂直綠化技術(shù)。巖石邊坡的坡腳、凹面區(qū)域位置，在高強(qiáng)度砂漿砌石筑成的槽穴內(nèi)，通過(guò)種植土壤的回填。合理選取灌草種子及藤本植物進(jìn)行種植，藤本植物沿著邊坡向上生長(zhǎng)逐漸實(shí)現(xiàn)裸巖面的植被覆蓋，其種植綠化主要用在坡度大于75°的坡體面[6-7]。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于甘肅祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全屏障的重要性，祁連山礦山生態(tài)修復(fù)取得了一定成效，但仍然存在較多不足。為了解決遺留下的污染問(wèn)題，要不斷完善礦山環(huán)境保護(hù)法規(guī)條例、提高礦山修復(fù)的技術(shù)技能、加強(qiáng)礦山開(kāi)采的監(jiān)管、加強(qiáng)土地復(fù)墾資金保障等方面，踐行綠水青山就是金山銀山的理念，從而治理好礦山地質(zhì)和生態(tài)條件，恢復(fù)祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的綠色生態(tài)環(huán)境，使人與自然和諧共處。