采煤塌陷區(qū)復墾與再生利用研究：國內外研究進展與發(fā)展趨勢

馬立強

（1.山東工商學院工程學院，山東煙臺264005；2.東北林業(yè)大學經(jīng)濟管理學院，哈爾濱 150040）

生態(tài)建設

采煤塌陷區(qū)復墾與再生利用研究：國內外研究進展與發(fā)展趨勢

馬立強1,2

（1.山東工商學院工程學院，山東煙臺264005；2.東北林業(yè)大學經(jīng)濟管理學院，哈爾濱 150040）

針對我國采煤塌陷區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀和治理的重要意義，對國內外采煤塌陷區(qū)復墾與再生利用的研究現(xiàn)狀做了總結和梳理。由于國內外人口與土地關系的不同，在采煤塌陷區(qū)的治理思路方面存在諸多不同之處。從技術角度、利用模式以及區(qū)域規(guī)劃等三個維度對國外采煤塌陷區(qū)的再生利用研究現(xiàn)狀做了梳理；從再生利用指導思想、景觀重建以及利用模式三個維度對我國采煤塌陷區(qū)的復墾與再生利用研究做了歸納總結。在此基礎上，對我國采煤塌陷區(qū)復墾與再生利用研究的下一步動向做出了理論預測。

塌陷區(qū)；土地復墾；土地再生利用

我國的煤炭資源儲量和開采量雖然都比較大，但是開采方式單一，地下井工開采約占整個煤炭產(chǎn)量的96%[1]。井工開采使地下采空區(qū)上部的巖層應力平衡遭到破壞，采上方依次出現(xiàn)冒落、斷裂、彎曲等變形，地面出現(xiàn)裂縫、沉陷等破壞，形成一個比采空區(qū)更大的采煤沉陷地帶[2]。由于單一的井工開采模式，導致我國煤礦區(qū)存在大量塌陷地，大面積農地被毀，水土流失嚴重，礦區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)脆弱。采煤沉陷不僅破壞地形、地貌，同時也改變了礦區(qū)水文地質條件，生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟與社會條件的原有平衡被打破，生態(tài)環(huán)境劣變、土地生產(chǎn)力嚴重下降、經(jīng)濟效益降低，又加之煤炭開采征地導致的礦區(qū)農民土地數(shù)量的減少，礦區(qū)的人地矛盾較之非礦區(qū)更為緊張，導致礦區(qū)工農矛盾激化。因此，對采煤造成的塌陷區(qū)進行再生利用，成為礦區(qū)環(huán)境治理、確保耕地占補平衡的重要措施之一。

1 國外采煤塌陷區(qū)再生利用研究進展

國外沒有我國存在的突出人地矛盾，而且井工開采比例較低，因此，國外煤礦區(qū)塌陷地再生利用的對象、再生技術和利用模式都有其自身的特點。自20世紀中葉開始，歐美一些國家就制定了有關采礦土地復墾方面的法律、法規(guī)，采取了一些措施以治理礦區(qū)廢棄地和防止礦區(qū)經(jīng)濟衰退。到了20世紀60年代，隨著世界經(jīng)濟交往的擴展，歐洲各國煤炭和鋼鐵產(chǎn)業(yè)因外來力量的沖擊出現(xiàn)了衰落趨勢，從而導致傳統(tǒng)工業(yè)區(qū)經(jīng)濟的衰退，因此研究和治理老工業(yè)區(qū)的復興進入了實質性階段，在煤礦區(qū)景觀再生和生態(tài)重建的研究中引入了景觀規(guī)劃和生態(tài)學的一些理論。

1.1 再生利用技術相關研究

英國的巴特威爾露天煤礦是西方國家中運用再生利用技術較早的煤礦區(qū)，創(chuàng)造了邊采邊回填，然后覆土造田的復墾模式；前蘇聯(lián)復墾學界認為廢棄地復墾是對工礦業(yè)造成的廢棄地有計劃地采用綜合技術措施以恢復、提高其生產(chǎn)力和經(jīng)濟價值，包括采礦、工程、生物和土壤改良等技術[3]。澳大利亞將礦區(qū)廢棄地復墾工程的功能再生和廢棄物對地下水影響，還注重水體污染的防止，依據(jù)塌陷區(qū)水系變化制定排水方式。美國土地復墾歷史較長，1977年頒布了《礦山復墾法案》，對礦區(qū)復墾持續(xù)制定了規(guī)范，并成立“國家礦山土地復墾研究中心”以推動土地復墾研究和技術進步[4]。當前煤礦區(qū)土地復墾與再生利用技術的研究多為對于采煤沉陷的描述和預測，Quither（1986）、Selman（1986）、Ham（1987）、Damody等（1989）對采煤造成的土地破壞研究認為采煤沉陷的影響后果包括土壤侵蝕、土地生產(chǎn)力下降、地表排水系統(tǒng)破壞、積水等[5-6]。

生態(tài)學和景觀學在國外礦山廢棄地再生中的應用較早，1992年的國際復墾會議上就出現(xiàn)了“成功復墾的生態(tài)學評價”，而在1998年國際復墾會議上又進一步提出了“在復墾中實現(xiàn)美好景觀”。在這一研究領域中，Richand J.Hobbs通過生態(tài)重建實驗，提出復墾的關鍵是保存大斑塊和交通便利性，在此基礎上進行植被恢復[7]；Robert B.Aikinson提出將弗吉尼亞地區(qū)的濕地納入到煤礦廢棄地生態(tài)恢復中[8]；Dimitris Damigos和Dimitris Kaliampakos對礦區(qū)破壞土地復墾的環(huán)境經(jīng)濟效益的評價方法做了梳理，其結果對于復墾規(guī)劃和采礦管理具有積極的影響[9]。

1.2 再生利用模式相關研究

國外的井工開采比例不高，采礦廢棄地的再生利用偏重于生態(tài)環(huán)境恢復，主要是植樹和種草，或作為濕地加以保護，通過再生利用，恢復和提高采礦活動擾動的環(huán)境治理，為礦區(qū)的生物和人提供生活場所和機會。德國是個典型的案例，其礦區(qū)廢棄地再生利用模式的發(fā)展可以分為四個階段[10]（見表1）。

可見，隨著以經(jīng)濟效益為主的景觀生態(tài)重建的深化，塌陷區(qū)再生利用的模式一直在不斷演進，不再僅僅是將塌陷地恢復到可供利用的狀態(tài)，而是對礦區(qū)環(huán)境的重建，并使新環(huán)境由于原先的環(huán)境，實現(xiàn)一種新的動態(tài)平衡，還應為在此生活的人們提供足夠的就業(yè)機會。例如，德國漢巴赫煤礦區(qū)已經(jīng)重建為一個休閑娛樂中心。目前，國外的煤礦塌陷區(qū)再生利用的模式已由開始的注重環(huán)境和生態(tài)進行保護型利用，向生產(chǎn)型和休閑型再生利用轉變，形成了農林利用、水面利用、休閑利用、生態(tài)重建和保護利用等多類型的模式。

1.3 再生利用的區(qū)域規(guī)劃相關研究

從中觀區(qū)域尺度出發(fā)，綜合分析煤礦區(qū)的生態(tài)和社會經(jīng)濟實際情況，引導礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展，制定相應的框架性發(fā)展規(guī)劃和景觀生態(tài)重建等具體實施計劃。在這方面，德國傳統(tǒng)的煤礦工業(yè)區(qū)—魯爾區(qū)的復興受到了世界范圍內的高度青睞[11]。上個世紀70年代德國政府、北萊茵州政府、魯爾區(qū)政府和區(qū)內企業(yè)分別提出了諸多區(qū)域景觀規(guī)劃項目、區(qū)域未來創(chuàng)新發(fā)展、區(qū)域景觀規(guī)劃、Emscher國際景觀公園設計方案、棕地（Brown land）再生利用規(guī)劃等。此后30余年的時間里，魯爾區(qū)的生態(tài)環(huán)境和景觀發(fā)生了根本性的改善，農業(yè)結構和產(chǎn)業(yè)結構都得到改進，農村的基礎設施實現(xiàn)了與城市相同的發(fā)展水平。2004年，德國的區(qū)域規(guī)劃學者聯(lián)合意大利、波蘭、保加利亞、捷克和斯洛文尼亞等煤炭產(chǎn)出國的學者，針對各國煤礦區(qū)域和城市類型，一起提出了READY計劃。該計劃是一個區(qū)域發(fā)展規(guī)劃，綜合考慮煤炭資源開發(fā)、礦區(qū)土地利用、景觀重建等因素，以實現(xiàn)煤礦區(qū)的產(chǎn)業(yè)轉型、生態(tài)恢復和社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。

2 國內采煤塌陷區(qū)再生利用研究進展

我國在煤礦區(qū)廢棄地復墾和生態(tài)重建領域取得了顯著的成績，采煤沉陷區(qū)再生利用的研究成果涵蓋了工程角度的充填復墾（包括矸石、粉煤灰回填）、非充填復墾（包括疏排法、挖深墊淺等），生態(tài)重建角度的土壤肥化和種植結構調整等。

2.1 再生利用的指導思路的發(fā)展

1979年，原煤炭工業(yè)部組織實施了“煤礦塌陷地造地復田綜合治理研究”，開始將采煤及其引起的環(huán)境影響納入到塌陷區(qū)再生利用過程中，通過技術措施修復采煤形成的負面后果。隨著研究的開展，逐漸開始將塌陷區(qū)治理作為一個系統(tǒng)的綜合性問題，注重治理的土地和環(huán)境的恢復以及綜合效益的提高，以礦區(qū)土地資源的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境的恢復作為工程復墾目標。1989年實施的《土地復墾規(guī)定》標志著我國礦區(qū)廢棄地再生利用研究得到了長足發(fā)展。

2.2 景觀環(huán)境因素在再生利用中的影響研究

龍花樓（1997）對煤礦區(qū)景觀穩(wěn)定性的破壞做了定性研究，認為生態(tài)重建應該遵循人與自然和諧發(fā)展的基本思路[12]。卞正富（1998）認為土地生產(chǎn)力恢復和生態(tài)系統(tǒng)重建應該成為塌陷區(qū)綜合治理的兩個基本目標，研究了煤礦區(qū)塌陷后大面積積水對農業(yè)生產(chǎn)和景觀的沖擊，提出了一套可行的生態(tài)重建方案[13]。石曉楓（2003）在梳理景觀環(huán)境的影響評價方法的基礎上，提出了根據(jù)離差系數(shù)評價人工建筑對環(huán)境的協(xié)調度評價的方法[14]。

2.3 采煤塌陷區(qū)利用模式相關研究

人地矛盾是我國社會經(jīng)濟發(fā)展需要考慮的關鍵問題之一。采煤塌陷區(qū)作為礦區(qū)一種典型的退化景觀不但浪費了大量寶貴的土地資源，并帶來了一系列生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟問題，對其利用模式的選擇應使其發(fā)揮經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益。當前除了傳統(tǒng)的復墾為農林業(yè)和工商建設用地之外，最近興起的以休閑產(chǎn)業(yè)為主導的塌陷地再生利用模式引起了廣泛的關注和重視。以生態(tài)休閑產(chǎn)業(yè)引導塌陷區(qū)再生利用，不僅可以使這些廢棄的土地資源得到重新利用，緩減礦區(qū)嚴重的人地矛盾和工農矛盾，避免煤炭資源枯竭給礦區(qū)帶來的社會震蕩，還可以促進礦區(qū)產(chǎn)業(yè)結構的轉型與升級，降低礦區(qū)經(jīng)濟增長對煤炭資源依賴的單一性。

①觀光農業(yè)利用模式。我國的采礦跡地復墾利用從注重單一的農林復墾利用，逐漸發(fā)展到綜合性的農業(yè)利用模式。隨著研究的深入，以觀光農業(yè)為代表的農業(yè)綜合利用逐漸成為采礦跡地利用的一個重要利用方向。徐海順(2006)以徐州城北生態(tài)農業(yè)公園為例，提出將城郊礦區(qū)采礦跡地的生態(tài)恢復與觀光農業(yè)發(fā)展相結合的思路[15]。馮兩麗(2007)在礦區(qū)觀光農業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)模式定位的基礎上，對采礦跡地發(fā)展觀光農業(yè)的可行性進行了分析，提出礦區(qū)觀光農業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)重建的森林公園、生態(tài)教室、農業(yè)公園、觀光農園、躬耕園、保健園、觀光走廊等開發(fā)模式[16]。

②工業(yè)旅游和生態(tài)旅游開發(fā)模式。常江和Theo Koetter(2005)通過以德國魯爾礦區(qū)為例，提出通過對采礦跡地的合理整治和景觀重建，恢復采礦業(yè)對土地的損害，闡述了生態(tài)旅游開發(fā)對礦區(qū)土地再生利用的作用和意義[17]。王建蘭(2002)針對金壇市旅游業(yè)與礦業(yè)開發(fā)之間的矛盾，提出了促進礦業(yè)和旅游業(yè)開發(fā)協(xié)調發(fā)展的建議。王景萍(2006)研究了平朔礦區(qū)的露天采場、大型排土場、選(洗)煤場等工業(yè)旅游資源和生態(tài)旅游資源[18]。曾磊(2009)以河北武安西石門礦區(qū)為例，分析了工業(yè)旅游的意義及可行性，提出了工業(yè)遺產(chǎn)的開發(fā)途徑、思路和具體構想[19]。

③其他休閑旅游開發(fā)利用模式。王鑫(2010)針對徐州衰老礦區(qū)資源耗竭的現(xiàn)狀，提出了興建礦山公園和礦區(qū)資源資本化運作的意義和思路[20]。魏風華(2009)根據(jù)對苔山煤礦現(xiàn)狀的考察，把礦山綠化與采礦跡地利用相結合，將閉礦的苔山煤礦開發(fā)為礦山公園用以發(fā)展紅色旅游[21]。

3 采煤塌陷區(qū)復墾與再生利用的研究趨勢

綜上所述，煤礦塌陷區(qū)復墾與再生利用技術的已經(jīng)比較成熟和完善。然而隨著當前社會經(jīng)濟的進步、煤炭開采步伐的加快以及礦區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化等，塌陷區(qū)的復墾和再生利用面臨著新的挑戰(zhàn)，為滿足當前社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善，現(xiàn)有理論與技術需要有進一步的深入發(fā)展。其中最需要思考的是：長期以來的土地復墾和生態(tài)重建往往過于重視農林復墾利用，而忽視第三產(chǎn)業(yè)以及第一、第二和第三產(chǎn)業(yè)的耦合對再生利用的影響，導致復墾和再生利用模式的單一化，經(jīng)濟效益往往也并不滿意，使塌陷區(qū)的治理主體積極性不高。其中最需要思考的是：長期以來塌陷區(qū)利用僅僅是從廢棄土地資源利用技術的角度出發(fā)，忽視了利用模式規(guī)劃研究在塌陷區(qū)再生利用中的引導作用，忽視了塌陷區(qū)利用中自然、社會和環(huán)境因素的協(xié)調統(tǒng)一性。盡管在復墾規(guī)劃中有對生產(chǎn)型利用和生態(tài)型利用的考慮，然而僅是將生態(tài)因素作為生產(chǎn)利用的一個前提，缺少對塌陷區(qū)利用進行綜合的生態(tài)和社會經(jīng)濟影響因素的系統(tǒng)規(guī)劃，有些地方因采煤沉陷復墾土地質量差、土地利用方式不符合當?shù)剞r業(yè)生產(chǎn)習慣難以為農民所接受，土地利用率不高，甚至在復墾完成后再次被荒棄[22]。

由此可見，未來采煤塌陷區(qū)復墾與再生利用研究的趨勢將是：在利用技術領域，如土壤質量調控、矸石山綠化、污染治理等方面會進一步發(fā)展；在利用模式規(guī)劃領域，如塌陷區(qū)的農林復墾利用、生態(tài)農業(yè)利用、生態(tài)工業(yè)園區(qū)利用、生態(tài)休閑旅游區(qū)利用、濕地型運動休閑利用等方面獲得突破，尋求經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益的綜合提高；在對各種利用模式的綜合評價方面，應整合塌陷區(qū)生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟影響因素，對評價方法進行完善，構建基于環(huán)境和社會經(jīng)濟影響效果的評價體系。

[1]張和生，呂強，霍官印.礦區(qū)開發(fā)不同階段土地復墾與生態(tài)系統(tǒng)重建[J].煤礦環(huán)境保護2002,16(1):15-17.

[2]沈渭壽，曹學章，金燕.礦區(qū)生態(tài)破壞與生態(tài)重建[M].北京：中國環(huán)境科學出版社，2004.

[3]李樹志，周錦華.煤礦區(qū)生態(tài)破壞防治技術[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1995.

[4]胡振琪.土地復墾學研究現(xiàn)狀與展望[J].煤炭環(huán)境保護,1996,10 (4):16-20.

[5]Daniels W.Lee,Bell James C.First year effect of rock type and surface treatments on mine soil properties and plant growth[C]. Proceedings:Symposium on surface Mining Hydrology[M]. Sedimentology,andReclamation.Lexington,KY,USA.1983: 275-283;

[6]Stewart,Barry R.,Daniels,et al.Evaluation of leachate quality from condisposedcoal rufuse[J].Journal of Quality,1997,26(5): 1417-1424.

[7]國際景觀生態(tài)學會中國分會，譯.景觀生態(tài)學論壇[M].長沙：湖南科學技術出版社，2000.

[8]Yuri Gorokhovieh,AndrewVoros,MatthewReid,etal. Utilizing Abandoned Coal Mine Reclamation Projects With in the Contiguous United States Using Geogra Phie[J].Information System Extra Polation Environmental Management,2003,32（4）：527-534.

[9]DimitrisDamigos，DimitrisKaliampakos.Environmental Economics and the Mining Industry:Monetary benefit sofan abandoned quarry rehabilitation in Greece[J].Environmental Geology,2003,44(3):356-362.

[10]梁留科.中德土地生態(tài)利用比較研究及其案例分析[D].杭州：浙江大學，2002.

[11]李秀云.德國魯爾區(qū)工業(yè)廢棄地生態(tài)治理經(jīng)驗及在唐山市中心區(qū)的應用[J].中國城市林業(yè)，2012（2）:60-62.

[12]龍花樓.采礦跡地景觀生態(tài)重建的理論與實踐[J].地理科學進展,1997,16(4):68-74.

[13]卞正富.煤礦區(qū)土地復墾界面要素的演替規(guī)律基期調控研究[J].中國土地科學,1999,13(2):6-11.

[14]石曉楓,曾昀,劉興港.礦區(qū)建設對景觀性環(huán)境影響評價方法的研究[J].環(huán)境工程,2003(5):66-69.

[15]徐海順,卞新民,湯國輝.城郊礦區(qū)廢棄地觀光農業(yè)生態(tài)規(guī)劃[J].中國農學通報,2006,22(2):275-279.

[16]馮兩麗,郭青霞,白中科,等.平朔礦區(qū)觀光農業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)重建模式[J].山西農業(yè)大學學報,2007,6(6):119-124.

[17]常江,Theo Koetter.從采礦跡地到景觀公園[J].煤炭學報, 2005,30(3):399-402.

[18]王建蘭.關于促進金壇礦業(yè)與旅游開發(fā)協(xié)調發(fā)展的建議[J].江蘇地礦信息,2002(2):9-11.

[19]曾磊.采礦廢棄地工業(yè)遺產(chǎn)旅游開發(fā)實證研究[J].生產(chǎn)力研究,2009(22):178-180.

[20]王鑫,孟陳棟,朱學義.衰老礦區(qū)的資本化運作研究[J].會計之友,2010(8):61-62.

[21]魏風華,安廣義,王桂霞,等.礦山綠化與礦山廢棄地利用研究[J].西北林學院學報,2009,24(5):217-219.

[22]胡振琪,賀日興,初士力.參與型土地復墾的概念與方法[J].地理與地理信息科學,2003,19(1):96-99.

［責任編輯：路實］

Research on Reclamation and Recycling of Coal Mining Subsidence Area——Domestic and Foreign Research Progress and Development Trend

MALi-qiang1,2
(1.EngineeringCollege,ShandongCommerce Institute,Yantai Shandong264005,China; 2.College ofEconomics and Management ofNortheast ForestryUniversity,Harbin 150040,China)

Aiming at the current situation of the development of the coal mining subsidence area and the significance of the management,summing up and carding the current research at home and abroad of reclamation and recycling coal mining subsidence area.Because the relationship between population and land at home and abroad is different,there are many different places in management in the coal mining subsidence area.Combing foreign coal mining subsidence area of recycling research status from a technical perspective,the use of model and the regional planning;summarized research of the reclamation and recycling of coal mining subsidence area of our country from recycling guiding ideology,landscape reconstruction and the use of three dimension model.On this basis,made the theory predicts on reclamation and recyclingofcoal miningsubsidence area our country.

subsidence area;land reclamation;land recycling

F323.211

A

1673-5919（2013）01-0047-04

2012-12-18

山東省軟科學研究計劃項目（2012RKB01182）；山東省住房與城鄉(xiāng)建設廳科技計劃項目（2011YK063）

馬立強（1974-），山東夏津人，講師，博士后，從事礦區(qū)農林復墾方面的研究。