西南山地小型礦山土地復(fù)墾研究——以云南省某灰?guī)r礦為例

戚金棟， 李 俊， 張 鑫， 張曉東

(昆明理工大學國土資源工程學院，云南昆明 650092)

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西南山地小型礦山土地復(fù)墾研究
——以云南省某灰?guī)r礦為例

戚金棟， 李 俊*， 張 鑫， 張曉東

(昆明理工大學國土資源工程學院，云南昆明 650092)

摘要隨著礦產(chǎn)資源的過度開發(fā)，許多嚴重的環(huán)境問題隨之而來，對礦山土地進行復(fù)墾再利用尤為重要。該研究以云南省某小型灰?guī)r礦為例，對西南山地小型礦山土地復(fù)墾進行研究。在分析礦山氣候環(huán)境條件及土地資源利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，確定了復(fù)墾區(qū)范圍、復(fù)墾土地利用方向及復(fù)墾技術(shù)標準：礦區(qū)復(fù)墾面積為2.863 4 hm2，復(fù)墾后的土地利用類型為有林地，復(fù)墾率為91.62%。結(jié)合礦山實際情況設(shè)計了合理有效的治理措施，獲得了一定的社會、生態(tài)、經(jīng)濟效益，達到了礦山建設(shè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調(diào)穩(wěn)定發(fā)展的目標。

關(guān)鍵詞灰?guī)r礦；土地復(fù)墾；措施；效益

Study on Land Reclamation of a Small Mine in Southwest Mountainous Area—A Case Study of a Limestone Mine in Yunnan

QI Jin-dong, LI Jun*, ZHANG Xin et al(Faculty of Land Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming, Yunnan 650092)

AbstractWith the over exploitation of mineral resources, many serious environmental problems are followed, which is very important for the land reclamation of mine.Taking a small limestone mine in Yunnan Province as example, land reclamation of a small mine in southwest mountainous area was studied.On the basis of analyzing the climatic conditions and utilization status of land resources, range of land reclamation area, land use direction and technical standard were confirmed: reclamation area 2.863 4 hm2, reclamation rate 91.62% and the land use type after reclamation is forest land.Combining with the actual situation of mine, reasonable and effective control measures were designed, a certain social, ecological and economic benefits were obtained, so as to achieve the goal of coordinated and stable development of mine construction and ecological environment protection.

Key wordsLimestone mine; Land reclamation; Measure; Benefit

我國礦產(chǎn)資源豐富,資源開采規(guī)模居世界前列[1-2]，而礦產(chǎn)資源的開采通常要對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，尤其是對土地資源產(chǎn)生不同程度的破壞。礦山土地復(fù)墾主要針對那些在礦山建設(shè)與生產(chǎn)中挖損、壓占破壞的土地來進行恢復(fù)，使其達到可以再次利用的狀態(tài)，這是減緩礦山生產(chǎn)建設(shè)所帶來的不良影響的有效措施，同時也是組成礦山項目的重要環(huán)節(jié)之一[3]。礦山土地復(fù)墾是一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及領(lǐng)域較廣，包括了多個學科，其原則依據(jù)國家出臺的相關(guān)法律、規(guī)定、政策[4-5]。國外土地復(fù)墾與我國相比，具有起步早、復(fù)墾技術(shù)先進、監(jiān)管機制完善、復(fù)墾率高等特點[6-8]。我國土地復(fù)墾工作雖起步較晚，但隨著相關(guān)法規(guī)、政策出臺給予保障，對復(fù)墾技術(shù)的研究以及對國外復(fù)墾制度的借鑒，近年來，我國土地復(fù)墾工作也朝著整體化、系統(tǒng)化、高效化相結(jié)合的階段發(fā)展[9]。筆者以云南省某灰?guī)r礦為例，結(jié)合當?shù)刈匀粭l件特征，設(shè)計了一套礦山土地復(fù)墾方案，為西南山地小型礦山土地復(fù)墾提供參考。

1研究區(qū)概況

1.1礦山概況礦區(qū)位于云南省保山市境內(nèi)，地處保山市城區(qū)98°方向，平距約18 km,礦山通往保山市區(qū)交通方便，公路均為瀝青路面，公路里程29.3 km.礦區(qū)開采的主要礦產(chǎn)類型為普通建筑材料所用的灰?guī)r礦，開采范圍面積為1.723 3 hm2，開采標高1 862～1 822 m。由于地形條件和礦體產(chǎn)出形態(tài)因素，礦區(qū)開采方式為露天開采，開拓方式為公路開拓，運輸方式為汽車運輸，采礦方法為自高標高向低標高分臺階剝采，礦山生產(chǎn)規(guī)模為小型。

礦區(qū)地處斜坡部位，地形地勢具有北西高南東低的特點，北東部的山溝為區(qū)內(nèi)海拔最低處，標高為1 810 m,可當作礦區(qū)的最低侵蝕基準面，西面的山頂海拔高度為1 930 m,是區(qū)內(nèi)地勢最高處，二者相差120 m,開采區(qū)海拔標高相差40 m。區(qū)內(nèi)地形坡度較緩，以15°~25°較為普遍，局部地區(qū)可達30°，屬中山淺切割地貌。礦區(qū)一年分為雨季和旱季，其中雨季時長較短為每年的6~9月，其他時間為旱季，二者分明。此外，礦區(qū)每年霜期為80~90 d，年均氣溫16 ℃，降水量年均1 074.0 mm,蒸發(fā)量年均1 776.8 mm，屬亞熱帶季風氣候。區(qū)內(nèi)樹枝狀水系發(fā)育，屬怒江水系一級支流東河匯水區(qū)，地形地勢有利于地下水排泄，而不利于地下水補給，礦山供水需引西邊山泉。區(qū)內(nèi)遍布紅壤中的黃壤亞類土壤，厚度不等，植被覆蓋率15%～20%。

1.2礦山土地資源現(xiàn)狀礦山現(xiàn)已開始開采生產(chǎn)，土地利用現(xiàn)狀見表1。礦山的工程設(shè)施總占地3.125 2 hm2，包括露天采場、采空區(qū)、碎石場、料場、堆土場、礦山開拓公路、生活區(qū)及截排水溝7處場地，這些工程場地占用并損毀了了礦區(qū)的土地資源，占地類型主要包括旱地、平田、天然草地、工礦用地等。礦區(qū)土地資源損壞方式主要有挖損和壓占兩種，各個工程場地損壞的土地類型也有所不同，其中露天采場、采空區(qū)和截排水溝損毀地類有旱地、天然草地、平田、工礦用地；碎石場損毀地類有旱地和天然草地；料場、堆土場及礦山開拓公路損毀地類有旱地和平田；生活區(qū)僅損毀平田地類，損毀土地分析結(jié)果見表2。

2礦山土地復(fù)墾

2.1復(fù)墾土地范圍礦山工程場地所占用和損毀的土地都屬于復(fù)墾土地的范圍，總面積3.125 2 hm2, 但為了方便農(nóng)民群眾日常出行，礦山在開采完成后將保留礦山道路作為農(nóng)村道路使用，此外，排水渠也將保留，面積共計0.261 8 hm2。因此，礦區(qū)的實際復(fù)墾面積為2.863 4 hm2，土地復(fù)墾率為91.62%。

表1　礦區(qū)土地利用現(xiàn)狀

表2　礦區(qū)損毀土地分析結(jié)果

2.2復(fù)墾土地利用方向礦山土地復(fù)墾利用方向是基于土地復(fù)墾方向的初步確定和土地復(fù)墾適宜性評價結(jié)果兩方面的成果來綜合決定的，而土地利用方向的初步確定取決于當?shù)卣咭?guī)劃因素、社會經(jīng)濟及自然條件因素和公眾參與因素3個方面。國家出臺了許多政策，制定了相關(guān)法規(guī)來加大生產(chǎn)建設(shè)單位實施土地復(fù)墾的力度，緩解經(jīng)濟發(fā)展與耕地保護之間的矛盾，充分利用有限的土地資源。礦區(qū)所在地農(nóng)業(yè)經(jīng)濟以種植業(yè)和畜牧業(yè)為主，經(jīng)濟相對落后，產(chǎn)業(yè)發(fā)展以農(nóng)業(yè)、林業(yè)為主，礦區(qū)的生產(chǎn)活動將帶動當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，為土地復(fù)墾工作在經(jīng)濟上提供強有力的后盾。此外，礦區(qū)制定土地復(fù)墾的方案時，還要向當?shù)氐膹V大群眾征求意見，得到他們的支持。綜合以上各方面因素，該區(qū)土地復(fù)墾方向初步確定以農(nóng)用地為主。

通過對礦山土地利用現(xiàn)狀及土地損毀情況的分析研究，以礦山各個工程場地為基礎(chǔ)，將復(fù)墾區(qū)劃分為露天采場、采空區(qū)、碎石場、料場、堆土場、礦山開拓公路、生活區(qū)及截排水溝7個復(fù)墾單元，以地表組成物質(zhì)、地表坡度、土壤容量、土源土壤有機質(zhì)、土源保證率、土壤質(zhì)地、土壤pH、有效土層厚度、灌溉條件、挖損程度10個參評因子來進行復(fù)墾區(qū)的土地復(fù)墾適宜性評價，綜合各個場地的適宜性評價結(jié)果，并結(jié)合該項目土地損毀前土地的使用功能和周邊情況，確定各個復(fù)墾單元的土地復(fù)墾方向為有林地。

2.3復(fù)墾技術(shù)標準根據(jù)各個場地確定的最終土地復(fù)墾利用方向，合理設(shè)計土地復(fù)墾的措施，措施包括砌體拆除、場地清理、表土回覆土、灌木種植、草本撒播、監(jiān)測與管護措施等。具體復(fù)墾標準為：首先是清理場地，復(fù)墾前要拆除地表的構(gòu)筑物，清除地表的水泥地坪，保證復(fù)墾場地內(nèi)的土質(zhì)不含大塊的石頭和水泥塊，運用合適的土壤改良技術(shù)措施來改善土壤的物理環(huán)境，需復(fù)墾土地在經(jīng)過工程治理后要選擇合適的樹種來種植苗木，進行生物治理恢復(fù)，苗木規(guī)格為帶土球1~2年生苗木，要保障復(fù)墾1年后苗木的成活率達95%以上。

2.4土地復(fù)墾措施礦山土地復(fù)墾措施采用工程治理與生物治理相結(jié)合的方法，區(qū)內(nèi)土地利用方向為有林地，各個單元覆土標準需覆蓋至少40 cm的表層土，需覆土總面積為2.863 4 hm2，表土需求量11 453.6 m3,各個復(fù)墾單元覆土需求量見表3。

表3　復(fù)墾單元覆土需求量

2.4.1工程治理。礦山的工程治理主要針對露天采場區(qū)、堆土場、料場、礦區(qū)道路及辦公生活場地這幾個單元。露天采場主要為修建截排水溝，具體設(shè)計為在采場周邊修截水溝，在開采平臺內(nèi)側(cè)馬道邊修建排水溝，做好該區(qū)域的排水工作，防止水土流失對土地的破壞。截水溝設(shè)計規(guī)模長423 m,溝渠橫截面為“上寬下窄”的梯形，上頂寬1.1 m,下底寬0.5 m，深0.5 m，并采用抗壓強度至少為7.5 Mpa，厚度為18 cm的砂漿片石支砌，采用抗壓強度至少10 Mpa, 抹面厚度約為2 cm的砂漿進行均勻抹面；排水溝長685 m,溝渠橫截面為矩形，頂寬與底寬和深度都為0.3 m。堆土場工程治理表現(xiàn)在下方修筑擋土墻，上方修建截水溝，擋土墻所用材料為漿砌毛石，設(shè)計規(guī)模長約180 m,墻體橫截面為梯形，上頂寬0.6 m,下底寬2.0 m,高2.5 m，埋深0.5 m,截水溝設(shè)計規(guī)模長145 m,溝渠橫截面尺寸與露天采場的截水溝相同。料場下方修筑的擋土墻長96 m,上方修建的截水溝長176 m，擋土墻墻體橫截面也為梯形，上頂寬0.5 m，下底寬1.0 m，墻高1.5 m，埋深0.5 m，截水溝溝渠界面尺寸同露天采場和堆土場截水溝。辦公生活場地應(yīng)注意生活廢水的排放，不要造成環(huán)境污染。礦山道路長約240 m,路寬5 m，在這一地區(qū)應(yīng)注意道路排水和道路維護問題。

2.4.2生物治理。礦山的生物治理措施以植被重建為主，經(jīng)過對礦山所在區(qū)域的氣候環(huán)境條件研究發(fā)現(xiàn)礦山整體適合植被種植，但也有少部分地區(qū)的種植條件較差，針對這些不利于種植植被的地區(qū)應(yīng)先進行土地整治，為植被生長創(chuàng)造有利條件。

對于礦區(qū)內(nèi)植物的選擇，一定要結(jié)合礦區(qū)所在的地理位置和氣候條件[10-13]，礦區(qū)種植的植物應(yīng)具有易成活、易種植、生長繁殖能力強、具有固氮能力、根系發(fā)達可有效地固結(jié)土壤，防止水土流失、耐旱、喜陽且所選擇的藤本、草本植物要具備越冬的能力等特征。綜合以上特征并結(jié)合對本地植物種類的調(diào)查，決定采用的草本植物為狗牙根，喬木為云南松，藤本植物為爬山虎。

礦區(qū)的露天采場植物種植條件較差，種植前要對該區(qū)土地進行整治，整治方式為全面整地，采場底部覆土后種植云南松及狗牙根，邊坡種植爬山虎，爬山虎既可以起到護坡的作用，也很美觀。云南松、爬山虎采用定植的種植方式，狗牙根采用散播，云南松、爬山虎在植苗時應(yīng)注意要使其根系舒展，忌窩根，稍壓緊且澆足定根水。狗牙根在撒播時要拌沙和土壤，且草籽在播種前應(yīng)用30 ℃的溫水浸泡1 d。

植被在種植之后應(yīng)進行合理管護措施，礦區(qū)采取的管護措施有補植、除草、培土、施肥、澆水，防災(zāi)防蟲等。各個復(fù)墾單元土地復(fù)墾生物措施配置見表4。

表4　礦區(qū)土地復(fù)墾生物措施配置

3土地復(fù)墾效益分析

3.1社會效益礦區(qū)土地復(fù)墾率達到了91.62%，使得區(qū)內(nèi)原本被壓占、挖損的土地得到了恢復(fù)再利用，在一定程度上節(jié)約了土地資源。礦區(qū)植被的種植將會大大改善礦區(qū)及周邊的生態(tài)環(huán)境，改善當?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境，減少區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。此外，礦區(qū)的植被種植后需要進行相關(guān)的管護措施，需要一定的人力資源，這可以為當?shù)氐木用裉峁┮欢ǖ木蜆I(yè)機會，對當?shù)氐纳鐣€(wěn)定有一定的促進作用，土地復(fù)墾還使得當?shù)赝恋亟Y(jié)構(gòu)得到調(diào)整，土地資源的利用保持良性的可持續(xù)利用與發(fā)展狀態(tài)。

3.2生態(tài)效益礦區(qū)土地復(fù)墾的生態(tài)效益主要體現(xiàn)在以下3個方面：第一，植被的種植使當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)得到了加強，且能有效地防止區(qū)內(nèi)的水土流失，增加土壤的含水量，減少進入河道的泥沙，減輕下游淤積；第二，種植林木措施可以使土壤得到改善，包括有機質(zhì)含量的增加、土壤肥力的增長及土壤物理化學性質(zhì)的轉(zhuǎn)變等；第三，土地復(fù)墾可以提高當?shù)氐闹脖桓采w率，適當?shù)馗纳频貐^(qū)氣候，增加區(qū)域植被多樣性，更好地維護生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

3.3經(jīng)濟效益土地復(fù)墾所帶來的經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在對損壞、廢棄土地再利用。這些重新利用的土地帶來的農(nóng)、林、草的產(chǎn)值相當可觀，礦區(qū)內(nèi)土地復(fù)墾為有林地，種植的云南松可增加當?shù)啬静牡膬α浚赡陿淠咎峁┑哪静目捎糜诮ㄖ?、家具制作等，具有可觀的經(jīng)濟價值。狗牙根、爬山虎成年后也具有一定的藥用價值，總之，成年植被的經(jīng)濟價值大于栽植時的經(jīng)濟價值。此外，礦區(qū)土地復(fù)墾還可以在一定程度

上減少自然災(zāi)害帶來的損失，也間接地體現(xiàn)了其經(jīng)濟效益。

4結(jié)論

該研究以云南省某灰?guī)r礦為例，結(jié)合當?shù)丨h(huán)境條件及土地資源利用現(xiàn)狀，對西南山地小型礦山土地復(fù)墾進行研究，得出以下結(jié)論：

(1)礦山的開采與建設(shè)對區(qū)內(nèi)土地資源的破壞形式主要有兩種:挖損和壓占，其中，遭到挖損破壞的土地占到損壞土地的59.7%，壓占的土地占40.3%，損毀土地類型有旱地、平田、天然草地、工礦用地等。根據(jù)土地損毀面積及方式，確定復(fù)墾面積為2.863 4 hm2，土地復(fù)墾方向為有林地，復(fù)墾率為91.62%。

(2)礦山土地復(fù)墾措施包括了場地清理、相關(guān)工程設(shè)施修建、覆土、植被種植與管護等措施，其中復(fù)墾植物選擇了云南松、狗牙根、爬山虎3種植物，并結(jié)合各個復(fù)墾單元的具體情況，制定了相應(yīng)復(fù)墾生物配置措施。

(3)礦山土地復(fù)墾是一項長期而復(fù)雜的工程，只有結(jié)合具體礦山的實際情況，做好每一個環(huán)節(jié)，才能達到預(yù)期的社會、生態(tài)、經(jīng)濟效益。

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收稿日期2016-01-04

作者簡介戚金棟(1991- )，男，湖北荊州人，碩士研究生，研究方向：地質(zhì)工程、礦床地質(zhì)(礦產(chǎn)勘察)。*通訊作者，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事礦床地質(zhì)研究。

中圖分類號S 181;TD 88

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)03-233-03