中德典型露天煤礦排土場(chǎng)土地復(fù)墾技術(shù)對(duì)比研究

郭義強(qiáng)，羅　明，王　軍

(國(guó)土資源部土地整治中心 國(guó)土資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100035)

綠色礦業(yè)

中德典型露天煤礦排土場(chǎng)土地復(fù)墾技術(shù)對(duì)比研究

郭義強(qiáng)，羅明，王軍

(國(guó)土資源部土地整治中心 國(guó)土資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100035)

摘要：本文以中國(guó)的平朔礦區(qū)和德國(guó)的維佐夫礦區(qū)為代表，系統(tǒng)對(duì)比研究了兩國(guó)在露天煤礦排土場(chǎng)地貌重塑、土壤重構(gòu)和植被重建等復(fù)墾過(guò)程中的主要技術(shù)措施。研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)較德國(guó)在露天煤礦采復(fù)理念、技術(shù)措施等方面存在一定差距，德國(guó)采用了“分層剝離、交錯(cuò)回填”采復(fù)一體化工藝，注重礦區(qū)復(fù)墾規(guī)劃中區(qū)域空間協(xié)調(diào)性，從低碳發(fā)展理念引導(dǎo)復(fù)墾工程，開(kāi)展了復(fù)墾前后生物多樣性調(diào)查與保護(hù)工作，重視復(fù)墾后期的土地管護(hù)與資源可持續(xù)利用。研究認(rèn)為，中國(guó)在露天煤礦排土場(chǎng)復(fù)墾中應(yīng)該注意規(guī)劃設(shè)計(jì)的區(qū)域協(xié)調(diào)性、加大生物多樣性保護(hù)力度、促進(jìn)復(fù)墾技術(shù)措施的可持續(xù)發(fā)展、強(qiáng)化復(fù)墾的后期管護(hù)，保障礦區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)健康持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：中國(guó)；德國(guó)；露天煤礦；排土場(chǎng)；土地復(fù)墾

露天煤礦排土場(chǎng)是礦山采礦排棄物集中排放的場(chǎng)所，一般占礦山用地的50%以上。采礦產(chǎn)生的土石混合剝離物的堆放，壓占了大量土地，嚴(yán)重破壞了礦區(qū)地形地貌、土壤結(jié)構(gòu)、原有植被，帶來(lái)土壤質(zhì)量下降、生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性喪失等一系列問(wèn)題。

截至2009年，我國(guó)共有損毀土地約1.35億畝，嚴(yán)重威脅著糧食安全和社會(huì)發(fā)展[1]。煤炭資源開(kāi)采利用的同時(shí)，如何對(duì)露天煤礦的土地資源、生態(tài)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)治理，保障資源可持續(xù)利用，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究的焦點(diǎn)之一。國(guó)外學(xué)者以露天煤礦為研究對(duì)象，開(kāi)展了礦區(qū)土地復(fù)墾技術(shù)、植被重建、成本效益評(píng)價(jià)等方面的研究，為煤礦區(qū)土地復(fù)墾提供了技術(shù)參考。加拿大等學(xué)者通過(guò)研究煤礦區(qū)巖石物流系統(tǒng)自動(dòng)管理模式、調(diào)查阿爾伯塔等省份不同群體對(duì)煤礦復(fù)墾的態(tài)度，為改善礦區(qū)土地復(fù)墾提供了技術(shù)支撐[2-3]。德國(guó)漢巴赫、印度加利亞露天煤礦采用排土技術(shù)、粉煤灰覆蓋填充、綜合生物技術(shù)等進(jìn)行土地復(fù)墾[4-5]；美國(guó)等礦區(qū)選擇不同樹(shù)種組合種植、植物與草組配等方法，進(jìn)行了植被重建，保障植物、動(dòng)物等生物多樣性[6-8]；通過(guò)露天煤礦復(fù)墾區(qū)案例對(duì)比、數(shù)學(xué)模型等方法開(kāi)展復(fù)墾效益評(píng)價(jià)，表明露天煤礦的復(fù)墾采用密閉管理方式、自然演替方式是效果較好的復(fù)墾方式[9-12]。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)德國(guó)土地復(fù)墾和整理的法律、做法以及景觀生態(tài)重建等進(jìn)行了研究，并提出我國(guó)礦區(qū)土地復(fù)墾和生態(tài)重建應(yīng)健全法制、建立健全規(guī)劃體系、注重生態(tài)保護(hù)等建議[13-14]。針對(duì)我國(guó)黃土高原區(qū)和草原區(qū)露天煤礦排土場(chǎng)復(fù)墾情況，一些學(xué)者開(kāi)展了平朔露天煤礦排土場(chǎng)土地破壞與復(fù)墾動(dòng)態(tài)變化、土地復(fù)墾土方量調(diào)配線性優(yōu)化、廢棄地復(fù)墾技術(shù)、復(fù)墾經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)、草本植物組成及空間格局、生態(tài)重建技術(shù)的實(shí)施效果等研究，開(kāi)展了內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾露天煤礦排土場(chǎng)復(fù)墾生態(tài)工程技術(shù)方法與效果、復(fù)墾模式及生態(tài)原理、野生植物侵入及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響等研究，分析了馬家塔露天煤礦不同土地利用類型及復(fù)墾方式對(duì)煤礦復(fù)墾區(qū)土壤的水分運(yùn)動(dòng)過(guò)程的影響，為黃土高原區(qū)及同類型露天煤礦排土場(chǎng)土地復(fù)墾提供了理論基礎(chǔ)與技術(shù)方法[15-24]。部分學(xué)者研究了內(nèi)蒙古霍林河露天煤礦草原地區(qū)露天礦排土場(chǎng)植被恢復(fù)技術(shù)、排土場(chǎng)環(huán)境評(píng)價(jià)及復(fù)墾模式，伊敏礦區(qū)排土場(chǎng)不同復(fù)墾年限土壤質(zhì)量動(dòng)態(tài)演變規(guī)律，為草原生態(tài)脆弱礦區(qū)露天礦排土場(chǎng)土地復(fù)墾與生態(tài)恢復(fù)提供了理論依據(jù)[25-27]。

中國(guó)的露天煤礦大多位于干旱、半干旱的生態(tài)脆弱區(qū)，主要集中在山西、內(nèi)蒙古境內(nèi)。平朔礦區(qū)地處黃土高原東部晉陜蒙接壤的“黑三角”地帶，本區(qū)煤炭資源豐富，地質(zhì)儲(chǔ)量127.5×108t，是1987年中美合資開(kāi)發(fā)建成的超大型露天煤礦(1991年美方撤出、現(xiàn)為中方經(jīng)營(yíng))，是我國(guó)重要的能源基地之一；平朔礦區(qū)屬于典型的半干旱氣候，生態(tài)系統(tǒng)抗逆能力較差，屬于典型的黃土高原生態(tài)脆弱區(qū)露天煤礦[28]。德國(guó)是世界上褐煤儲(chǔ)量最大的國(guó)家之一，褐煤埋藏淺、采用露天開(kāi)采。維佐夫露天煤礦(Senftenberg)是德國(guó)褐煤生產(chǎn)和生態(tài)型土地復(fù)墾的典型代表之一，礦區(qū)位于勃蘭登堡州(Brandenburg)東南、勞齊茲地區(qū)，靠近波蘭邊界，屬于溫帶海洋性氣候和溫帶大陸性氣候間的過(guò)渡性氣候，區(qū)內(nèi)湖泊眾多、煤炭資源豐富，年采煤量2000×104t，截至2011年復(fù)墾土地面積4671 hm2，復(fù)墾后的土地主要用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、休閑、環(huán)境保護(hù)。

本文以中國(guó)的平朔礦區(qū)和德國(guó)的維佐夫露天煤礦為例，從露天煤礦排土場(chǎng)復(fù)墾的地貌重塑、土壤重構(gòu)、植被重建等方面開(kāi)展比較研究，以期為我國(guó)礦區(qū)土地復(fù)墾提供技術(shù)參考。

1露天煤礦排土場(chǎng)復(fù)墾技術(shù)

1.1地貌重塑

地貌重塑是指對(duì)被破壞的排土場(chǎng)地形地貌的恢復(fù)和重建，地貌重塑是土壤重構(gòu)和植被重建的基礎(chǔ)。

1.1.1中國(guó)平朔礦區(qū)地貌重塑

平朔礦區(qū)采用“單斗-卡車”剝離工藝、“單斗-卡車-破碎站-皮帶聯(lián)合運(yùn)輸”采煤工藝，排土場(chǎng)地貌重塑是礦山企業(yè)土地復(fù)墾工程的重點(diǎn)，排土場(chǎng)的排棄物料中一般巖石較多、土壤較少，復(fù)墾后的排土場(chǎng)一般適用于林業(yè)用地，少量復(fù)墾為耕地或其他用地。平朔礦區(qū)排土場(chǎng)地貌重塑主要包括排土場(chǎng)基底構(gòu)筑、主體構(gòu)筑、平臺(tái)構(gòu)筑和邊坡構(gòu)筑等。

1)排土場(chǎng)基底構(gòu)筑。平朔礦區(qū)外排土場(chǎng)基底構(gòu)筑的核心是形成“疏水型”的基底，確保基底地面排水通暢。基底多為40～80m的黃土狀粉砂土，不利于基底排水，一般在一些重要區(qū)域應(yīng)適當(dāng)清除地表松散土層；另外，在外排土場(chǎng)基底壓占土地尤其是溝壑部位充填高鈣、低鈉、難風(fēng)化的大石塊，充分利用原有排水系統(tǒng)，提高基底疏水、導(dǎo)水和排泄能力。內(nèi)排土場(chǎng)基底不存在松軟土層問(wèn)題，必要時(shí)可在基底設(shè)置基柱、臨時(shí)擋墻及抗滑樁等[28]。

2)排土場(chǎng)主體構(gòu)筑。排土場(chǎng)主體構(gòu)筑指從排土場(chǎng)基底構(gòu)筑完畢后至排土場(chǎng)表層覆土前的空間范圍。排土場(chǎng)主體構(gòu)筑時(shí)，除按照扇形推進(jìn)、多點(diǎn)同時(shí)排棄外，在滿足地表厚層覆土的前提下，多采取巖土混排工藝，在排棄過(guò)程中，細(xì)顆粒的黃土可部分充填到巖塊縫裂中，逐層堆墊、逐層壓實(shí)，減輕非均勻沉降程度；在廢棄的運(yùn)輸路面和皮帶運(yùn)輸?shù)赖炔课慌艞墡r土?xí)r，應(yīng)選擇難風(fēng)化、粗粒級(jí)的巖石；對(duì)局部重金屬等其他污染相對(duì)富集的巖層采取“包埋”，做好排土場(chǎng)周圍的排水系統(tǒng)，防止在排土場(chǎng)內(nèi)部浸入過(guò)多水分[28]。

3)排土場(chǎng)平臺(tái)構(gòu)筑。排土場(chǎng)平臺(tái)指排土場(chǎng)中形成的基本水平臺(tái)地。復(fù)墾主要用大型推土機(jī)推平，以田埂將復(fù)墾土地分成不同的地塊，同時(shí)修建排水溝、道路。平臺(tái)復(fù)墾一般采用堆狀地面密排法，平臺(tái)寬度一般在60～80m，坡度向內(nèi)傾斜且不大于3°；內(nèi)外排土場(chǎng)平臺(tái)高度分別為30m、20～30m；復(fù)墾物料必須選擇原表土層厚度為0～2.0m的不含石灰結(jié)核的黃綿土，保證復(fù)墾種植層厚度在1.0～1.5m，甚至達(dá)到2.0m。

4)排土場(chǎng)邊坡構(gòu)筑。按常規(guī)設(shè)計(jì)要求，復(fù)墾平臺(tái)時(shí)采用自卸卡車自然倒土形成排土場(chǎng)邊坡，邊坡高度一般在30m左右，臺(tái)階坡面角在36～37°之間，坡長(zhǎng)約為40～50m，邊坡不再覆土，直接人工種植林草。一般平臺(tái)邊緣修筑擋水溝，阻止平臺(tái)徑流匯入邊坡；坡腳堆放大石塊，攔截坡面下移的泥沙，保護(hù)坡腳排水渠系[28]。內(nèi)排土場(chǎng)最下平盤坡腳線與采掘場(chǎng)最下平盤坡腳線最小距離應(yīng)保持在50m以上。

1.1.2德國(guó)維佐夫露天煤礦地貌重塑

維佐夫露天煤礦在褐煤開(kāi)采中采用“分層剝離、交錯(cuò)回填”工藝，被破壞的土層順序在復(fù)墾后基本保持不變，更適宜于作物生長(zhǎng)。地貌重塑主要包括平臺(tái)與邊坡構(gòu)筑、修建排水溝等工程，復(fù)墾后土地一般用作林業(yè)、農(nóng)業(yè)。

1)平臺(tái)與邊坡構(gòu)筑。維佐夫露天煤礦采用分層壓實(shí)方式對(duì)平臺(tái)、邊坡進(jìn)行復(fù)墾，一般將地面以下10～20m的土源作為復(fù)墾表土，20m以下的土石混合物作為充填物，形成平臺(tái)面寬度在10～20m、平臺(tái)高度約20～40m、坡長(zhǎng)在20～30m、臺(tái)階坡面角在25～30°之間的工作面；根據(jù)土地利用規(guī)劃和用地需求，一般平臺(tái)寬度20m左右的作為農(nóng)用地，寬度在10m的僅用作布設(shè)電纜、管線等。

2)排水工程。一般在平臺(tái)內(nèi)外側(cè)分別修筑排水溝和擋水墻，用來(lái)防止田間徑流和水土流失。維佐夫露天煤礦以沙土為主，一般修建上、下底寬分別為2.0m、1.0m，邊坡1.5m的排水溝；修建上、下底寬分別為1.0m、1.5m，邊坡1.0m的擋土墻。對(duì)于坡度較大的邊坡，順坡布置小型過(guò)水閘，減緩水流速度和過(guò)水量，降低水流過(guò)快沖刷邊坡，防止水土流失。

1.2土壤重構(gòu)

1.2.1中國(guó)平朔礦區(qū)土壤重構(gòu)

平朔礦區(qū)排土場(chǎng)土壤重構(gòu)的關(guān)鍵是合理開(kāi)采工藝與復(fù)墾技術(shù)相結(jié)合的土壤剖面重構(gòu)，重點(diǎn)對(duì)復(fù)墾土壤的母質(zhì)類型、剖面構(gòu)造等進(jìn)行重構(gòu)改良，構(gòu)造一個(gè)與破壞前的土壤一致或更加合理的土壤剖面，主要包括：排棄過(guò)程中將有害物質(zhì)的壓埋、包埋，要求排棄作業(yè)終止前應(yīng)保證地表覆蓋0.5～1.0m的黃土，減少地表過(guò)度碾壓，降低地表容重；采用堆狀地面排土、生物措施及各種水保措施，攔蓄天然降水、減少水土流失；復(fù)墾后3～5年內(nèi)采用種植苜蓿、沙棘等植物不斷改良土壤，提高地力[29]。

1)“堆狀地面”土壤重構(gòu)工藝。在頂層平臺(tái)上將每車覆土按計(jì)算得到的優(yōu)化排列方式疏松堆積，不僅可利用松散黃土吸納大量雨水并將其儲(chǔ)存于土體內(nèi)，最大限度地增加水分入滲，而且借助堆與堆之間形成的眾多凹坑容納雨水來(lái)分散暴雨徑流。解決集中徑流對(duì)排土場(chǎng)沖刷侵蝕的具體措施是：在堆狀地面或排土場(chǎng)頂層平臺(tái)邊緣以密集堆積的方式設(shè)置土埂，用來(lái)攔擋可能出現(xiàn)的暴雨徑流，也可以利用大方格狀密集堆積方式分割區(qū)域，減少?gòu)搅鳎_(dá)到更好的效果。在倒土方式上，應(yīng)該使堆堆相連，以便凹坑下有一定數(shù)量的松散土壤來(lái)吸納雨水，也有利于植被生長(zhǎng)恢復(fù)[30]。

2)客土改良土壤技術(shù)。點(diǎn)狀客土主要是用于客土量大、投資高、難度大，并且在植被恢復(fù)前容易造成客土流失、有機(jī)質(zhì)淋失的排土場(chǎng)。對(duì)于采取坑栽或者石礫坡的林地復(fù)墾，一般坑內(nèi)需放少許客土，覆土厚度一般在10～30cm以上，根據(jù)所選樹(shù)種的立地要求一般樹(shù)坑約為0.5～1.0m2，坑深在0.3～1.0m之間，坑面反向傾斜，以便蓄水保土[31]。

1.2.2德國(guó)維佐夫露天煤礦土壤重構(gòu)

德國(guó)復(fù)墾中表土土源較少，一部分來(lái)自礦區(qū)剝離表土，一部分來(lái)自人工造土。復(fù)墾后土地，根據(jù)表土測(cè)試結(jié)果，制定不同的土壤改良配方，一般通過(guò)施用無(wú)機(jī)肥、有機(jī)肥等改良土壤。

1)無(wú)機(jī)肥改良。復(fù)墾為耕地的，一般每年施用一定量的N、P、K肥；復(fù)墾為林地的，一般每3年施用一次N、P、K肥，10年之內(nèi)約施肥2～3次。

2)有機(jī)肥改良。通過(guò)施用一定量農(nóng)家肥、生物碳同時(shí)結(jié)合植物輪作改良土壤，比如一般在前7年年通過(guò)種植不同植被逐年改良土壤，第1年種植豆科類植物固氮，第2年種植黑麥草等，第3～6年種植苜蓿、禾本科牧草，第7年開(kāi)始種植土豆、小麥、玉米等農(nóng)作物，同時(shí)在前7年間需要施用一定量無(wú)機(jī)肥。

1.3植被重建

1.3.1中國(guó)平朔礦區(qū)植被重建

1)植被篩選。平朔礦區(qū)植被選擇要以先鋒物種為主，起到迅速固土、蓄水作用，同時(shí)要選擇具有較強(qiáng)適應(yīng)脆弱環(huán)境和抗逆境能力的外來(lái)物種，達(dá)到重建人工生態(tài)系統(tǒng)的目標(biāo)。平朔礦區(qū)適宜的植物包括油松、刺槐、榆樹(shù)、楊樹(shù)等喬木，云杉、沙柳、沙棗、檸條錦雞兒、沙棘、紫穗槐、楊柴、駝絨黎等灌木，沙打旺、紫花苜蓿、羊草、紅豆草、白花草木樨等草木，谷子、大豆、燕麥、馬鈴薯等農(nóng)作物，華黃芪、連翹、甘草、枸杞等藥用植物。

2)種植技術(shù)。一般采用直播和移栽技術(shù)。各種牧草、大部分藥用植物與農(nóng)作物均采用直播繁殖，檸條、楊柴和駝絨黎等部分灌木也采用直接法。移栽的苗木可較快封隴地面，同時(shí)把苗圃土壤中的有益菌帶到復(fù)墾地內(nèi)，促使植株健壯生長(zhǎng)；平朔礦區(qū)移栽的苗木一部分來(lái)自礦區(qū)內(nèi)部苗圃地，如沙棘、油松、樟子松、杏樹(shù)、小黑楊、新疆楊、垂柳、沙柳等。

3)植被配置模式。根據(jù)復(fù)墾土地自然條件和用途，一般分為永久性林牧用地平臺(tái)植被配置、過(guò)渡性林木用地平臺(tái)植被配置、邊坡林木用地植被配置等模式。不同種植模式具有不同的配置方式，如平臺(tái)種植永久性楊樹(shù)林，初植密度2m×2m，第5年株行距宜間伐至2m×4m左右，第10年株行距宜間伐至4m×4m左右；邊坡種植刺槐×禾本科、豆科牧草，刺槐株行距1m×4m，行距間播1m寬紅豆草、紫花苜蓿、披肩草等禾本科與豆科牧草混合帶[28]。

1.3.2德國(guó)維佐夫露天煤礦植被重建

德國(guó)的植被重建工作通常由礦方委托專業(yè)復(fù)墾公司完成。從植被種植時(shí)間上，分為臨時(shí)性或長(zhǎng)期性復(fù)墾，對(duì)于暫時(shí)不確定土地利用方向的復(fù)墾地，通過(guò)播撒四葉草等使其盡快覆蓋地表，減少土地裸露面積和碳釋放量。

1)植被篩選。維佐夫露天煤礦平臺(tái)、邊坡復(fù)墾后，一般布設(shè)以喬木為主的林地，主要樹(shù)種有刺槐、歐洲黑松、歐洲赤松、櫟屬喬木、椴樹(shù)、白樺、榿木、楊樹(shù)、柳樹(shù)等。

2)種植技術(shù)。對(duì)于平臺(tái)或坡度較緩的邊坡林木種植，較多采用人工種植、機(jī)械播撒等方式；對(duì)于坡度較陡的邊坡，一般采用人工掛帶、微爆等種植方式。通常在幼苗林周邊設(shè)置防護(hù)欄，防止野兔、小鹿等小動(dòng)物破壞樹(shù)木，提高幼苗成活率。

3)種植點(diǎn)配置。排土場(chǎng)平臺(tái)或邊坡復(fù)墾后一般采用正方形配置，邊坡種植林木時(shí)通常林帶方向要與邊坡方向垂直，減少水土流失。闊葉林采用株行距2m×2m；針葉林株行距1m×1m；針闊葉混交林選擇速生喬木(如榿木)與針葉林混交方式，一般依次選擇種植3行速生喬木、1行針葉林、3行速生喬木的配置方式，有利于增加遮陰面積，減少水分蒸發(fā)，同時(shí)可以起到固土、增加有機(jī)質(zhì)、防止水土流失的作用。

4)種植模式。礦區(qū)植被模式以喬灌草、農(nóng)林復(fù)合種植為主。結(jié)合當(dāng)?shù)刂黠L(fēng)向，一般采用灌草地與喬木林相鄰配置模式，依次種植灌草地、喬木林，既可減少風(fēng)害，又能提高喬木林成果率。農(nóng)林復(fù)合種植模式一般農(nóng)田寬度在30～40m，用來(lái)種植小麥和玉米；兩側(cè)分別布設(shè)3～5排喬木林，如刺槐、楊樹(shù)和柳樹(shù)等，喬木林一方面起到防風(fēng)固沙作用，一方面可作為生物質(zhì)能源發(fā)電。

2中德露天煤礦排土場(chǎng)復(fù)墾對(duì)比分析

2.1土地復(fù)墾規(guī)劃

中國(guó)偏重對(duì)單個(gè)排土場(chǎng)或礦坑的點(diǎn)狀規(guī)劃，缺少區(qū)域性規(guī)劃，復(fù)墾規(guī)劃中土地利用協(xié)調(diào)性有待提高，復(fù)墾區(qū)邊界劃定以行政界線為主；德國(guó)從國(guó)家、區(qū)域、礦區(qū)等層面將規(guī)劃逐步細(xì)化，注重規(guī)劃的系統(tǒng)性，如礦區(qū)復(fù)墾后水域相連，增加了水源的連通性和銜接性，復(fù)墾區(qū)邊界劃定以自然邊界為主，并設(shè)置1～2km的緩沖區(qū)。

2.2采排工藝

平朔礦區(qū)煤礦埋藏較深，前期選用外排土方式，生產(chǎn)期主要以內(nèi)排土方式為主，采用“單斗-卡車”剝離工藝、“單斗-卡車-破碎站-皮帶聯(lián)合運(yùn)輸”采煤工藝，表土分層剝離，土石混排；維佐夫露天煤礦埋藏深度較淺，主要選用內(nèi)排土方式，采用“分層剝離、交錯(cuò)回填”的采復(fù)一體化工藝，較前者而言，排放工藝節(jié)省人工、效率高、易操作。

2.3地貌重塑

平朔礦區(qū)采用自卸卡車自然倒土形成內(nèi)排土場(chǎng)平臺(tái)和邊坡，邊坡較長(zhǎng)、坡度較陡，平臺(tái)寬度在60～80m之間，坡長(zhǎng)約為40～50m，臺(tái)階坡面角在36～37°之間；維佐夫露天煤礦自排土場(chǎng)底部由下至上分層壓實(shí)，形成螺旋狀平臺(tái)，邊坡較短、坡度較緩，平臺(tái)寬度一般在10～20m之間，坡長(zhǎng)約為20～30m，臺(tái)階坡面角在25～30°之間，有利于復(fù)墾后種植。

2.4土壤重構(gòu)與改良

平朔礦區(qū)內(nèi)部土源可滿足覆土需求量，復(fù)墾表土較厚，一般在1.0～2.0m之間；通過(guò)施用無(wú)機(jī)肥、農(nóng)家肥、綠肥等改良土壤。德國(guó)一些礦區(qū)土源有限，礦區(qū)內(nèi)部表土無(wú)法滿足復(fù)墾需求，有時(shí)需要人工造土，覆土厚度較薄，一般在0.5～1.0m之間；通過(guò)施用無(wú)機(jī)肥、有機(jī)肥改良土壤。

2.5生態(tài)重建

中國(guó)制定了《中國(guó)生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動(dòng)計(jì)劃》(2011～2030年)，但在露天礦開(kāi)采復(fù)墾中尚未全面開(kāi)展生物多樣性調(diào)查，不利于生物多樣性保護(hù)；德國(guó)制定了生物多樣性保護(hù)手冊(cè)，要求在采煤和復(fù)墾中做好生物多樣性調(diào)查與保護(hù)工作，而且需要提供幾種可供選擇的方案和方法。平朔礦區(qū)氣候干旱、降雨量小，植被重建過(guò)程需要先種植灌木和喬木，逐步種植禾本科和豆科草本，重建人工生態(tài)系統(tǒng)；維佐夫露天煤礦水量充沛，一般先草后樹(shù)，構(gòu)建人工生態(tài)系統(tǒng)，逐漸通過(guò)間伐形成近自然生態(tài)系統(tǒng)。

2.6后期管理

中國(guó)露天煤礦排土場(chǎng)復(fù)墾為耕地的，一般施工完成后或者3～5年后，與農(nóng)村集體組織簽訂農(nóng)用地管護(hù)協(xié)議，交給農(nóng)民使用；德國(guó)在采礦復(fù)墾期間，采取礦區(qū)封閉、限制機(jī)制，一般復(fù)墾后對(duì)農(nóng)用地管護(hù)7～10年后交給農(nóng)民使用，對(duì)林地管護(hù)20年左右交給農(nóng)民使用。

3借鑒與啟示

德國(guó)露天煤礦排土場(chǎng)采用“分層剝離、交錯(cuò)回填”工藝，增加了開(kāi)采與復(fù)墾效率，同時(shí)注重復(fù)墾前規(guī)劃的區(qū)域協(xié)調(diào)性、倡導(dǎo)復(fù)墾中采用低碳技術(shù)、挖潛復(fù)墾土地的多功能性、強(qiáng)化復(fù)墾土地的后期管護(hù)等，保障了土地可持續(xù)發(fā)展。從資源稟賦狀況、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、土地可持續(xù)利用等方面來(lái)看，我國(guó)露天煤礦排土場(chǎng)復(fù)墾形勢(shì)較為緊迫，在露天煤礦排土場(chǎng)復(fù)墾中應(yīng)注意以下問(wèn)題。

3.1注重排土場(chǎng)復(fù)墾規(guī)劃設(shè)計(jì)空間協(xié)調(diào)性

露天采煤活動(dòng)涉及空間區(qū)域大、部門行業(yè)多，因此排土場(chǎng)復(fù)墾規(guī)劃需要注重與區(qū)域規(guī)劃協(xié)調(diào)統(tǒng)一。通過(guò)跨區(qū)域、跨行業(yè)制定土地復(fù)墾規(guī)劃，在空間范圍和復(fù)墾內(nèi)容上進(jìn)一步深化，建立區(qū)域整體發(fā)展與復(fù)墾規(guī)劃相結(jié)合的規(guī)劃體系，減輕露天煤礦開(kāi)采對(duì)自然、社會(huì)環(huán)境的不良影響，保障區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)健康發(fā)展。

3.2注重生物多樣性保護(hù)

露天煤礦排土場(chǎng)復(fù)墾的目標(biāo)不僅是將復(fù)墾對(duì)象恢復(fù)到可供利用的狀態(tài)，還應(yīng)該在復(fù)墾中加強(qiáng)保護(hù)生物多樣性，充分考慮生物多樣性保護(hù)的要求，保護(hù)當(dāng)?shù)匚锓N和生態(tài)系統(tǒng)，增強(qiáng)煤礦區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)恢復(fù)能力，以保證恢復(fù)甚至提高耕地的生產(chǎn)力、達(dá)到礦區(qū)生態(tài)平衡。

3.3提倡低碳型采復(fù)方式

在露天煤礦排土場(chǎng)復(fù)墾過(guò)程中，注重采復(fù)工藝的可持續(xù)性，如盡量采用土石分排，避免土石堆放長(zhǎng)期壓占土地，降低土堆碳釋放量；在覆土過(guò)程中，準(zhǔn)確設(shè)計(jì)回填土方量和運(yùn)輸路徑，盡量減少表土搬運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放量；土壤重構(gòu)中，采用生物碳改良土壤，既能提高土壤肥力，又能增加土壤固碳量，促進(jìn)排土場(chǎng)復(fù)墾向低碳可持續(xù)方向發(fā)展。

3.4挖潛復(fù)墾土地的多功能性

德國(guó)露天煤礦開(kāi)采后一些礦坑直接復(fù)墾為人工湖泊或河流，通過(guò)增設(shè)沖浪、滑水等運(yùn)動(dòng)設(shè)施發(fā)揮土地利用的多功能性。我國(guó)在滿足耕地保護(hù)和糧食安全需求的同時(shí)，應(yīng)不斷挖潛創(chuàng)新復(fù)墾土地的多功能性，如將水資源存儲(chǔ)與水上旅游休閑相結(jié)合、將能源作物種植與觀光農(nóng)業(yè)相結(jié)合等，實(shí)現(xiàn)土地復(fù)墾在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益上的統(tǒng)一。

3.5加強(qiáng)復(fù)墾的后期管護(hù)

國(guó)土資源主管部門應(yīng)當(dāng)會(huì)同農(nóng)業(yè)、林業(yè)等有關(guān)部門，建立健全露天煤礦排土場(chǎng)復(fù)墾土地后期管護(hù)相關(guān)規(guī)定，探索高效、可行的土地復(fù)墾動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和跟蹤評(píng)價(jià)技術(shù)，加強(qiáng)排土場(chǎng)復(fù)墾后期管護(hù)宣傳培訓(xùn)工作，保證排土場(chǎng)復(fù)墾農(nóng)用地質(zhì)量的穩(wěn)定性，為耕地保護(hù)提供基礎(chǔ)保障。

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Study on comparison of land reclamation technology in typical surface mine dump between China and Germany

GUO Yi-qiang，LUO Ming，WANG Jun

(Key Laboratory of Land Consolidation and Rehabilitation，Land Consoloidation and Rehabilitation Center,Ministry of Land and Resources，Beijing 100035，China)

Abstract:Based on the case study of Pingshuo mining area of China Coal and Senftenberg mining area of Germany，this study has done the sysmatical reseach work on major technical measures on reconstruction of land-forms，soil and vegetation etc.The study has found out，there is gap between China and Germany on surface mining and land reclamation.In Germany，surface mining and reclamation has been integrated as one.Regional planning，low carbon mining land reclamation，biodiversity survey and protection before and after land reclamaiton，post mining land monitoring and sustainable land use have been considered.The study concluded，China should pay more attentions on regional cosistent of planning in dump site reclamation of surface mine，enforce biodiversity protection and sustainable development on land reclamation，promote post mining monitoring，so as to guarantee the healthy and sustainable development in economic，social and bio-environmental aspects of mining areas.

Key words：China；Germany；surface mine；dump；land reclamation

收稿日期：2015-05-10

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目資助(編號(hào)：41401201)

作者簡(jiǎn)介：郭義強(qiáng)(1980-)，男，河北邢臺(tái)人，博士，副研究員，主要從事土地利用與土地整治方面的研究。E-mail：guoyiqiang2002@126.com。 通訊作者：羅明(1962-)，女，湖南益陽(yáng)人，博士，研究員，主要從事土地整治與生態(tài)恢復(fù)研究。E-mail：helen0107@hotmail.com。

中圖分類號(hào)：F301.24

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4051(2016)02-0063-06