礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)重建

王 軍，張亞男，郭義強

(國土資源部a.土地整治中心;b.土地整治重點實驗室，北京100035)

0 引言

礦山開采是目前最大規(guī)模改變土地利用方式和損壞陸地生態(tài)系統(tǒng)的有組織的人類活動［1］。礦山開采不僅破壞和占用大量土地資源，而且也帶來了景觀破碎化、土壤質(zhì)量下降、生物多樣性減少、生態(tài)系統(tǒng)退化等影響深遠(yuǎn)的生態(tài)環(huán)境問題［2-5］。土地復(fù)墾和生態(tài)重建是減輕與減緩礦山開采對生態(tài)環(huán)境影響的主要措施，眾多科研機構(gòu)和專家學(xué)者做了大量的科學(xué)研究和實施案例。隨著千年生態(tài)系統(tǒng)評估計劃提出和民眾對生態(tài)環(huán)境保護的呼聲不斷提高，礦區(qū)的土地復(fù)墾與生態(tài)重建也日益受到各級政府的普遍關(guān)注和重視［6-7］。

中國是一個礦產(chǎn)資源消耗大國，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，需要的礦產(chǎn)資源也越來越多。例如煤礦資源，根據(jù)國家統(tǒng)計局《關(guān)于1981—2009年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃執(zhí)行結(jié)果的公報》及《中國煤炭工業(yè)統(tǒng)計提要(1949—2005年)》，1987—1999 年原煤產(chǎn)量為 148.89億t，2000—2009年間原煤產(chǎn)量為207.53億 t;《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃》(2008—2015年)預(yù)測在2010—2020年煤炭產(chǎn)量則達(dá)到371.8億t。據(jù)估算，中國的礦產(chǎn)資源提供了超過80%以上的能源、原材料和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，礦產(chǎn)資源開采在支撐社會經(jīng)濟發(fā)展的同時，也對土地和生態(tài)環(huán)境造成了持久而嚴(yán)重的負(fù)面影響［8］。據(jù)測算，中國尚有超過666.67多萬 hm2的損毀土地未得到復(fù)墾，且每年新增損毀土地約26.67萬hm2，其中60%以上是耕地或其他農(nóng)用地，嚴(yán)重威脅著中國的糧食安全和社會發(fā)展［9-10］。如何解決礦產(chǎn)資源開發(fā)引起的土地和生態(tài)問題，成為中國實施生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略的關(guān)鍵。

本研究從土地復(fù)墾與生態(tài)重建的關(guān)系入手，闡述了國內(nèi)外土地復(fù)墾與生態(tài)重建的發(fā)展，分析了土地復(fù)墾與生態(tài)重建的關(guān)鍵技術(shù)，并提出了中國土地復(fù)墾與生態(tài)重建的相關(guān)建議，以期為中國礦區(qū)的土地復(fù)墾提供科學(xué)依據(jù)和決策參考。

1 土地復(fù)墾與生態(tài)重建的關(guān)系

土地復(fù)墾的概念是隨著被破壞土地恢復(fù)發(fā)展而產(chǎn)生的?！皬?fù)墾”一詞源于國外，常用restoration(復(fù)原)、reclamation(開墾)、rehabilitation(修復(fù))等詞進(jìn)行描述，美國常常用reclamation，加拿大和澳大利亞習(xí)慣用rehabilitation，英國則一般用restoration。土地復(fù)墾在美國定義為“將已采完礦的土地恢復(fù)成管理當(dāng)局批準(zhǔn)使用后土地的各種活動”;澳大利亞的概念為“必須使被擾動的土地回復(fù)到預(yù)先設(shè)定的地表形式和生產(chǎn)力，使場地有一個新的可持續(xù)的不同用途的工藝過程”［11］;前蘇聯(lián)是“指在受工業(yè)影響的土地上，采取有計劃的創(chuàng)建和加速形成具有高生產(chǎn)力的、高經(jīng)濟價值的采礦技術(shù)、生物、工程、土壤改良及生態(tài)學(xué)綜合措施，恢復(fù)土地”［12］。在中國，很多人將“土地復(fù)墾”簡單地解釋為:“復(fù)”就是修復(fù)，“墾”就是墾殖，即土地的修復(fù)和墾殖。近些年，隨著國家對土地復(fù)墾事業(yè)的重視，土地復(fù)墾的新理念和新技術(shù)逐步運用，國際合作交流日益廣泛，土地復(fù)墾也逐漸與國際接軌，其定義也在不斷拓展和深化。中國1989年的《土地復(fù)墾規(guī)定》將其定義為“對生產(chǎn)建設(shè)活動過程中，因挖損、塌陷、壓占等造成破壞的土地，采取整治措施，使其恢復(fù)到可供利用狀態(tài)的活動”［13］;2011年出臺的《土地復(fù)墾條例》將概念修訂為“指對生產(chǎn)建設(shè)活動和自然災(zāi)害損毀的土地，采取整治措施，使其達(dá)到可供利用狀態(tài)的活動”［14］，與之前的概念相比，土地復(fù)墾的對象、目標(biāo)和內(nèi)涵均有所拓展。

從國外的土地復(fù)墾定義可以看出，土地復(fù)墾是以保護生態(tài)為主要目的，其內(nèi)涵較為廣泛，側(cè)重于生態(tài)重建或生態(tài)恢復(fù)。國外在土地復(fù)墾的過程中，植被建立是最基本的復(fù)墾活動，關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)，注重植物演替性、生物多樣性、系統(tǒng)的自我持續(xù)性，實質(zhì)是生態(tài)恢復(fù)［15］。中國由于土地資源總量多、人均占有量少、人均耕地更少，耕地后備資源不足特殊的土地國情，土地復(fù)墾則是圍繞耕地保護開展，主要目標(biāo)是復(fù)墾為耕地，注重土地質(zhì)量和土地生產(chǎn)效益的恢復(fù)，強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的重建而非恢復(fù)到原來生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。

由此可見，土地復(fù)墾與生態(tài)重建是相互聯(lián)系的，土地復(fù)墾首先要將被破壞土地或損毀土地恢復(fù)到可供利用的狀態(tài)，其次對土地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)與重建;土地復(fù)墾和生態(tài)重建既要考慮經(jīng)濟的可行性，更要考慮生態(tài)的合理性，將工程措施、生物措施和化學(xué)措施相結(jié)合形成生態(tài)重建體系。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的推進(jìn)，生物多樣性保護和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值功能維持等真正生態(tài)意義上的土地復(fù)墾將會更加受到關(guān)注。

2 國內(nèi)外土地復(fù)墾與生態(tài)重建的發(fā)展

土地復(fù)墾尤其是礦區(qū)土地復(fù)墾歷來受到發(fā)達(dá)國家重視，美國和德國是最早開展礦區(qū)土地復(fù)墾和生態(tài)重建的國家。美國印第安納州煤炭生產(chǎn)協(xié)會1918年開始自發(fā)地在煤矸石堆上進(jìn)行種植試驗，重點是露天礦尤其是煤礦的復(fù)墾和采礦廢棄地復(fù)墾;1920年《礦山租賃法》和《礦區(qū)租約法》都提出了礦山生態(tài)修復(fù)、保護土地和自然環(huán)境;1977年美國通過了全國性的土地復(fù)墾法律《露天開采控制和復(fù)墾法令》，將開采許可證制度與生態(tài)補償和修復(fù)掛鉤，明確了土地復(fù)墾的責(zé)任，規(guī)定了礦山開采的復(fù)墾程序，在恢復(fù)技術(shù)方面，注重生物復(fù)墾和土壤改良，強調(diào)復(fù)墾的長期效果和可持續(xù)性;美國強調(diào)煤炭等礦產(chǎn)實際上是不可再生資源，土地是永久性資源，采礦只是一個短期和臨時性行為，采礦過程中和結(jié)束后要最大程度地保護當(dāng)?shù)丨h(huán)境與水資源，使土地重新回復(fù)到原來的狀況［16］。德國的土地復(fù)墾最早出現(xiàn)在1766年，土地租賃合同規(guī)定采礦者有義務(wù)對采礦廢棄地進(jìn)行治理并植樹造林;系統(tǒng)的土地復(fù)墾始于20世紀(jì)20年代初的露天開采褐煤區(qū)復(fù)墾，人們有意識的開展多樹種混種，保持生態(tài)功能;二戰(zhàn)后德國對礦產(chǎn)資源的需求量猛增，采礦造成土地的占用和破壞問題突出，政府和企業(yè)意識到不得不考慮對環(huán)境的重建;1950年德國頒布的《普魯士采礦法》明確提出了礦區(qū)土地復(fù)墾和環(huán)境重建的要求;1960年代以林業(yè)復(fù)墾為主、1970年代重視農(nóng)業(yè)復(fù)墾以及隨后生態(tài)恢復(fù)與重建的發(fā)展，形成了比較完善的操作體系，將礦區(qū)土地復(fù)墾和景觀生態(tài)重建貫穿于礦產(chǎn)的規(guī)劃、勘探、開采、閉礦等過程中，目標(biāo)是重建和恢復(fù)良好的礦區(qū)環(huán)境［17］。

澳大利亞是以礦業(yè)為主的國家，采礦活動對生態(tài)環(huán)境造成了不同程度的負(fù)面影響，人們逐漸認(rèn)識到土地復(fù)墾是使開采過程的破壞土地恢復(fù)到可接受環(huán)境狀況的重要措施，也是礦區(qū)開發(fā)整體活動不可缺少的組成部分。由于其超過80%的國土面積是自然景觀，土地復(fù)墾是構(gòu)建穩(wěn)定持續(xù)的自然景觀，并和原地貌景觀基本保持一致。澳大利亞在頒布或修訂《采礦法(1974)》《原住民土地權(quán)法》和《環(huán)境和生物多樣性保護法(1999)》等有關(guān)礦產(chǎn)和土地方面的法律中，均強調(diào)土地復(fù)墾和生態(tài)重建的內(nèi)容，提出了環(huán)境保護和土地復(fù)墾的終身責(zé)任，復(fù)墾責(zé)任與礦權(quán)綁定在一起，礦權(quán)改變責(zé)任也隨之轉(zhuǎn)移。對復(fù)墾為自然景觀和農(nóng)業(yè)用地、復(fù)墾標(biāo)準(zhǔn)、復(fù)墾年限、監(jiān)測時間等都做了比較詳細(xì)的規(guī)定，有嚴(yán)格的監(jiān)督執(zhí)行制度。因此，澳大利亞在礦區(qū)土地復(fù)墾方面取得了突出的成績，被認(rèn)為是世界上先進(jìn)且成功地處置擾動土地的國家［9］。此外，前蘇聯(lián)、加拿大、英國和匈牙利等國家在土地復(fù)墾方面也作了大量的研究工作［18］。

中國的礦區(qū)土地復(fù)墾工作始于20世紀(jì)50年代末，礦山企業(yè)自發(fā)的造田復(fù)墾，只是小規(guī)模、低水平、簡單的回填，在實踐中逐步摸索土地復(fù)墾技術(shù)的實施經(jīng)驗［19］。1988年頒布的《土地復(fù)墾規(guī)定》標(biāo)志著從自發(fā)零散狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織、有計劃、有步驟的復(fù)墾階段。1998年頒布《土地管理法》第42條明確了土地復(fù)墾的責(zé)任和費用;國家先后開展了土地復(fù)墾試驗示范點和國家投資土地開發(fā)整理復(fù)墾項目的實踐活動，也投入少量的科研經(jīng)費開展土地復(fù)墾科研工作，促進(jìn)了土地復(fù)墾的發(fā)展［20-22］。2006年國土資源部、發(fā)展改革委和財政部等七部委聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于加強生產(chǎn)建設(shè)項目土地復(fù)墾管理工作的通知》，明確了土地復(fù)墾義務(wù)人責(zé)任，強化了監(jiān)管措施，規(guī)定了申請用地或者申領(lǐng)采礦證前增加土地復(fù)墾方案編制的環(huán)節(jié)。2007年國土資源部出臺了《關(guān)于組織土地復(fù)墾方案編報和審查有關(guān)問題的通知》，逐步建立了土地復(fù)墾方案編報和審查制度。與此同時，新一輪《全國土地利用總體規(guī)劃綱要(2006—2020年)》《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2008—2015年)》和《全國土地整治規(guī)劃(2011—2015)》均對土地復(fù)墾提出了明確要求，確立了土地復(fù)墾的重點區(qū)域和復(fù)墾目標(biāo)。2011年生效的《土地復(fù)墾條例》，標(biāo)志著土地復(fù)墾工作全新階段的開始，隨后出臺了《土地復(fù)墾條例實施辦法》，進(jìn)一步強化了土地復(fù)墾責(zé)任，完善了約束機制，建立了激勵機制，加大了處罰力度［23］。國家對土地復(fù)墾的實踐活動和科研投入不斷加強，《土地復(fù)墾方案編制規(guī)程》(TD/T1031.1～7—2011)和《土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》(TD/T 1036—2013)等技術(shù)規(guī)范的頒布［24-25］，促使礦山企業(yè)重視科技的研究和新技術(shù)的應(yīng)用，土地復(fù)墾邁入了高速發(fā)展的新時期。

3 土地復(fù)墾與生態(tài)重建的關(guān)鍵技術(shù)

礦山開采過程中，幾乎在所有情況下，開采活動都超過了生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力，依靠自身恢復(fù)是一個緩慢的過程，最少也需要50～100 a才能在礦山廢棄地恢復(fù)植被［26］。因此，土地復(fù)墾和生態(tài)重建就是要人工設(shè)計、采取人為措施，大大縮短恢復(fù)重建的過程。

3.1 土壤重構(gòu)和地貌重塑

無論是土地復(fù)墾還是生態(tài)重建，首先要創(chuàng)造適宜植被生長的土壤環(huán)境和地形地貌，因為被破壞的土地(土壤)資源、水資源、生物資源是密切聯(lián)系的。如何利用采礦移動巖石的便利條件進(jìn)行地貌重塑、構(gòu)造穩(wěn)定的地形地貌以及如何正確進(jìn)行破壞土地的調(diào)查預(yù)測并科學(xué)進(jìn)行新造土地的適宜性評價，是土壤重構(gòu)和地貌重塑的關(guān)鍵［27-28］。在創(chuàng)造土壤條件和地貌重塑過程中，應(yīng)因地制宜、因礦而異，對于大型礦山和地形平坦的地區(qū)，可采用剝離—采礦—復(fù)墾一體化工程技術(shù)，利用條帶剝離、交錯回填工藝。在地面標(biāo)高高于或低于河流水位的情況下，可利用疏排法和挖深墊淺復(fù)墾工藝。對于常年積水且洼地多沙質(zhì)良土的沉陷區(qū)，則可采用泥漿泵充填復(fù)墾工藝;對于采石場可采用土壤局部充填工藝。如果土壤中存在污染還要用物理、化學(xué)和微生物等污染修復(fù)技術(shù)，控制土壤污染。此外，還要注意地形地貌的持續(xù)穩(wěn)定和新造土地的熟化培肥與水土流失控制。

3.2 植被重建和景觀再造

礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和重建的關(guān)鍵是植被的恢復(fù)，再現(xiàn)原來的或不同的景觀結(jié)構(gòu)。植被的組成、結(jié)構(gòu)和空間配置應(yīng)遵循恢復(fù)生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、群落理論和景觀生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)，注重植被的生態(tài)完整性、植被的多樣性、植被間的互惠性和植被的鄉(xiāng)土性。根據(jù)礦區(qū)的氣候和再造的土壤條件，在植被恢復(fù)的早期演替階段植物物種的選擇應(yīng)遵循以下原則:應(yīng)盡可能地使用本地物種，從本地植物種類中篩選出種子發(fā)芽率高、抗逆性強、再生能力強、根系發(fā)達(dá)和能夠吸引野生動物的植物;優(yōu)先選擇固氮植物和改良土壤理化性質(zhì)好的植物;重視生態(tài)過程和生態(tài)功能的恢復(fù)，淡化植被恢復(fù)的經(jīng)濟產(chǎn)出［6］。在植被恢復(fù)的中期階段，強化植被的組成、結(jié)構(gòu)、層次和地表覆蓋，提高生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)定提供動植物的食物和養(yǎng)分，逐漸形成恢復(fù)區(qū)的生態(tài)過程和物質(zhì)循環(huán)，提升水土保持功能、自我更新能力和養(yǎng)育當(dāng)?shù)貏又参锏哪芰?。此外，在植被重建的過程中，還要考慮與礦區(qū)附近植被的空間配置和格局，如果礦區(qū)恢復(fù)地距離現(xiàn)存的大型植被斑塊比較近，就要構(gòu)建與這些植被斑塊的廊道和連接，為生物多樣性的保護和生態(tài)功能的持續(xù)奠定基礎(chǔ)。

3.3 生物多樣性重現(xiàn)和生態(tài)功能持續(xù)

礦產(chǎn)資源開采結(jié)束后礦區(qū)能否還有生機和活力持續(xù)發(fā)展以及植被建立后能否自我恢復(fù)并達(dá)到良性循環(huán)，生物多樣性重現(xiàn)和生態(tài)系統(tǒng)功能的維持成為土地復(fù)墾的核心。礦區(qū)植被生態(tài)恢復(fù)與重建的中后期重點就是提高生物多樣性和建立完整的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。在礦區(qū)植被初步恢復(fù)的基礎(chǔ)上，利用植物生態(tài)學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)的理論與技術(shù)，注重物種組成、年齡結(jié)構(gòu)和資源利用的多樣性，構(gòu)建空間上植被搭配合理、生態(tài)上安全的格局，逐步形成完整的生態(tài)過程、物質(zhì)和能量循環(huán)，具有良好的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和持續(xù)的效益產(chǎn)出，再現(xiàn)當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有裕龠M(jìn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

4 建議

中國的土地復(fù)墾和生態(tài)重建工作起步較晚，雖然近年來取得了長足的發(fā)展，但復(fù)墾率僅為25%，與發(fā)達(dá)國家80%的復(fù)墾率相比仍有較大差距。礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)重建不僅是學(xué)術(shù)研究的問題，也是一個技術(shù)工程層面的問題，更是政策推動的問題。借鑒發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗，中國應(yīng)著重從以下方面開展工作。

4.1 強化土地復(fù)墾與生態(tài)重建的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

中國礦產(chǎn)資源豐富，涵蓋能源礦產(chǎn)、金屬礦產(chǎn)和非金屬礦產(chǎn)等超過150種，每年開采礦產(chǎn)資源造成的損毀土地達(dá)數(shù)百萬畝，這些損毀土地分布在全國各地，點多面廣，地形地貌復(fù)雜。建議分礦種、分區(qū)域加強礦區(qū)的土地復(fù)墾與生態(tài)重建的土壤重構(gòu)、地貌重塑、植被重建、景觀再造和生物多樣性保護等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)、集成和示范應(yīng)用，系統(tǒng)總結(jié)梳理這些技術(shù)的適用范圍、應(yīng)用程序、技術(shù)要求等，逐步形成技術(shù)規(guī)范在全國推廣使用。

4.2 加強土地復(fù)墾與生態(tài)重建的學(xué)科發(fā)展

礦區(qū)的土地復(fù)墾與生態(tài)重建貫穿于探礦、規(guī)劃、采礦、建設(shè)和閉礦等礦業(yè)生產(chǎn)的全過程，涉及到生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)和工程學(xué)等多學(xué)科，其需要扎實的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。建議加強融合礦產(chǎn)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、經(jīng)濟學(xué)等交叉學(xué)科的土地復(fù)墾研究，強化礦區(qū)不同礦種的損毀預(yù)測與生態(tài)環(huán)境影響機制、減輕礦區(qū)土地與環(huán)境損傷的理論與技術(shù)、礦區(qū)土地污染修復(fù)技術(shù)、二次開采和多層開采的生態(tài)重建技術(shù)、礦區(qū)土地復(fù)墾的生態(tài)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)以及復(fù)墾生態(tài)監(jiān)測技術(shù)與裝備等方面的研究與研發(fā)，逐步形成土地復(fù)墾與生態(tài)重建的學(xué)科體系。

4.3 打造土地復(fù)墾與生態(tài)重建的技術(shù)創(chuàng)新平臺

自1989年《土地復(fù)墾規(guī)定》頒布實施以來，土地復(fù)墾與生態(tài)重建在中國礦業(yè)大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)、北京礦冶研究總院、煤科總院唐山分院以及國土資源部土地整治中心、山西平朔煤礦和江西德興銅礦等高?？蒲袉挝慌c礦山企業(yè)相繼開展了研究與實踐工作，也取得了明顯的成效。但是，隨著生態(tài)文明建設(shè)推進(jìn)與礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的迫切需求，土地復(fù)墾與生態(tài)重建面臨著“不欠新帳，快還舊帳”的艱巨任務(wù)，其發(fā)展不是某一兩個單位所能支撐起來的。建議結(jié)合國家土地復(fù)墾重點工程、礦業(yè)用地改革試點工作以及國家、省部級土地復(fù)墾科研項目的實施，由國家主管土地復(fù)墾機構(gòu)、高?？蒲袉挝?、礦山企業(yè)和中介單位等組成，開展聯(lián)合攻關(guān)和技術(shù)研發(fā)，形成相互聯(lián)系、優(yōu)勢互補的技術(shù)創(chuàng)新平臺。

4.4 加強土地復(fù)墾與生態(tài)重建的配套政策制定

2011年后中國先后出臺了《土地復(fù)墾條例》和《土地復(fù)墾條例實施辦法》以及《全國土地整治規(guī)劃(2010—2015年)》，從法律法規(guī)和規(guī)劃層面明確了土地復(fù)墾的工作和目標(biāo)任務(wù)。但與其相配套的技術(shù)規(guī)范、資金籌集、檢查驗收和激勵措施等一系列政策尚未制定，影響了土地復(fù)墾與生態(tài)重建工作的全面深入開展。建議將土地復(fù)墾與生態(tài)重建工作納入到礦業(yè)生產(chǎn)的全過程管理;盡快建立土地復(fù)墾方案監(jiān)管、復(fù)墾跟蹤監(jiān)測、全國土地復(fù)墾信息管理等機制;加快研究制定土地復(fù)墾工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、土地復(fù)墾驗收規(guī)程和土地復(fù)墾費繳納管理以及土地復(fù)墾激勵等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和政策，推動土地復(fù)墾和生態(tài)重建工作全面深入推進(jìn)。

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