合浦采石場礦坑環(huán)境現(xiàn)狀及生態(tài)修復(fù)治理對策

吳琴琴 黃仕英 歐亮 黃勇

摘要：合浦沿海采石場數(shù)量繁多，生態(tài)破壞嚴(yán)重，對周邊紅樹林、鳥類等構(gòu)成重大威脅。本文從合浦沿海廢棄礦坑的實(shí)際特點(diǎn)出發(fā)，提出以構(gòu)建藻—蝦—梭魚—海參立體養(yǎng)殖體系為手段的礦坑生態(tài)修復(fù)新途徑。通過合理混養(yǎng)，形成環(huán)環(huán)緊扣的食物鏈，減少殘餌殘渣，減輕底質(zhì)污染，有效凈化水體，抑制養(yǎng)殖水域富營養(yǎng)化，避免二次污染，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益雙統(tǒng)一。

Abstract： There are a large number of quarries in Hepu's coastal areas， which cause serious ecological damage and pose a major threat to the surrounding mangroves and birds. Based on the actual characteristics of the abandoned mine pits along the coast of Hepu， this paper proposes a new way of ecological restoration of the pits by constructing a three-dimensional culture system of algae-shrimp-barracuda-sea cucumber. Through rational polyculture， a food chain with a tight ring is formed to reduce residual bait residue and sediment pollution， effectively purify water bodies， inhibit eutrophication of aquaculture waters， avoid secondary pollution， and realize dual ecological and ecological benefits.

關(guān)鍵詞：沿海礦坑；地質(zhì)環(huán)境；生態(tài)修復(fù)；立體養(yǎng)殖

Key words： coastal mine pit；geological environment；ecological restoration；three-dimensional culture

中圖分類號：F205 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）14-0055-02

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，自2008年以來，北海市建材需求量與日漸增，導(dǎo)致周邊石灰?guī)r地質(zhì)沿海地區(qū)頻頻遭到無序開發(fā)，濫采石材現(xiàn)象已嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。2016年，中央電視臺經(jīng)濟(jì)半小時欄目對合浦采石場礦坑進(jìn)行專題報道，引起各級政府及廣大群眾的高度重視與關(guān)注，合浦沿海廢棄礦坑生態(tài)修復(fù)與利用迫在眉睫。

本文通過調(diào)查合浦采石場的環(huán)境現(xiàn)狀及地層構(gòu)造，在文獻(xiàn)調(diào)研基礎(chǔ)上，提出構(gòu)建藻—蝦—梭魚—海參立體養(yǎng)殖系統(tǒng)，通過構(gòu)建小型生態(tài)平衡體系，對沿海廢棄礦坑進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益雙贏局面。

1 環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 采石場環(huán)境概況

北海市合浦縣位于廣西南部，東經(jīng)108°51-109°46，北緯21°27-21°55，屬于亞熱帶沿海平原，多年平均氣溫22.4℃，共有1500多種沿海海洋生物生存活動，適宜發(fā)展海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)。

合浦縣沿海采石場主要分布在閘口鎮(zhèn)、公館鎮(zhèn)及白沙鎮(zhèn)，共計有32個采石場，形成37個礦坑。廢棄礦坑總面積約為1.9km2。其中，公館鎮(zhèn)礦坑面積約0.86km2，閘口鎮(zhèn)約0.86km2，白沙鎮(zhèn)約0.12km2。

沿海采石場主要分布在巖溶殘丘谷地形上，周邊沿灘類型屬于沿海灘涂及殘丘地貌。整個地勢呈現(xiàn)出東高西低特征，潮汐為非正規(guī)全日潮，多年平均潮位0.46m，平均高潮位1.67m，平均低潮位-0.90m。礦坑開采深度為+2m至-35m標(biāo)高，由于礦坑標(biāo)高多位于海水水位之下，引發(fā)海水倒灌進(jìn)入廢棄礦坑，形成養(yǎng)殖水域。

1.2 地層構(gòu)造及地殼穩(wěn)定性

合浦沿海采石場主要出露地層由泥盆系上統(tǒng)天子嶺組、泥盆系上統(tǒng)帽子峰組、石炭系上統(tǒng)黃金組、石炭系上統(tǒng)寺門組以及第四系松散土體構(gòu)成。其中，泥盆系上統(tǒng)天子嶺組和泥盆系上統(tǒng)帽子峰組土體主要出露于公館鎮(zhèn)，石炭系上統(tǒng)黃金組和石炭系上統(tǒng)寺門組土體零星分出露于閘口鎮(zhèn)南部。

經(jīng)查閱文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn)[1]，白沙閘口鎮(zhèn)及公館鎮(zhèn)的地震動峰值加速度分別為0.05g、0.10g及0.10g，反應(yīng)譜特征周期均為0.35s，地勢穩(wěn)定。

1.3 生態(tài)質(zhì)量現(xiàn)狀

合浦沿海采石場周邊分布有天然生長的紅樹林，距離廣西山口國家級紅樹林生態(tài)自然保護(hù)區(qū)約10km，距離合浦儒艮國家級自然保護(hù)區(qū)約19km，是大量海鳥棲息、繁殖的聚集地。由于采石場長期存在濫采、超采現(xiàn)象，導(dǎo)致海岸線明顯推進(jìn)，嚴(yán)重地區(qū)甚至造成海岸線推進(jìn)650m，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。經(jīng)實(shí)地研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，采石場周邊受到擾動的土地面積約2.47×106m2，受到直接影響的紅樹林面積高達(dá)2.40×106m2。

1.4 土壤環(huán)境質(zhì)量檢測

采用XRF重金屬快速檢測儀器對合浦縣32個沿海采石場礦坑及周邊土壤進(jìn)行重金屬檢測，主要測量了鎘、鉛、砷、汞、鋅、銅、鎳、鉻等8種重金屬，檢測結(jié)果見表1。

經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，合浦沿海采石場礦坑及周邊土壤均不含鎘及汞。其中，鉛、砷、鋅、銅、鎳及鉻平均濃度分別為44.35mg/kg，9.09mg/kg，82.77mg/kg，66.59mg/kg，64.37mg/kg及151.37mg/kg，均低于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618-1995）三級標(biāo)準(zhǔn)，基本對植物和環(huán)境不造成危害和污染。

此外，32個采石場的開采礦種均為水泥用石灰?guī)r，無伴生重金屬礦。開采工藝為簡單的凹陷露天開采，開采過程中無潛在重金屬污染源。

2 生態(tài)修復(fù)治理對策

2.1 傳統(tǒng)礦坑生態(tài)修復(fù)技術(shù)

目前，世界上常見廢棄礦坑綜合利用方式可概括為7種[2]，包括：①作為歷史遺跡博物資源，例如大冶銅綠山古銅礦遺址博物館、奧地利迪爾恩貝格鹽礦坑露天博物館等；②作為旅游開發(fā)資源，例如波蘭地下鹽雕藝術(shù)館、英國“伊甸園”、青島平度市七色山溫泉花園小鎮(zhèn)等；③種植特殊植被，例如美國密歇根州白松村在廢棄礦坑中種植含有抗骨癌蛋白的特殊煙草；④作為地下儲存?zhèn)}庫；⑤復(fù)墾造田；⑥作為處理垃圾場地，例如青島平度市梨溝山建筑廢棄物資源化利用生產(chǎn)線；⑦發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)。

由于合浦縣沿海礦坑開采時間并不久遠(yuǎn)，且數(shù)量較多，附近又無合適的回填土資源；而傳統(tǒng)網(wǎng)箱養(yǎng)殖易造成海水有機(jī)污染，導(dǎo)致養(yǎng)殖水域富營養(yǎng)化。因此，傳統(tǒng)礦坑利用方法均不適用于合浦礦坑生態(tài)修復(fù)。

2.2 藻—蝦—梭魚—海參立體養(yǎng)殖體系

傳統(tǒng)的單一養(yǎng)殖技術(shù)不僅容易造成養(yǎng)殖水質(zhì)惡化，且魚蝦易染疾病。立體養(yǎng)殖技術(shù)是目前優(yōu)化養(yǎng)殖水域生態(tài)結(jié)構(gòu)的主要方法之一，即在單個或者多個池塘中，通過在不同深度養(yǎng)殖不同營養(yǎng)級物種，構(gòu)建一個科學(xué)的生物群落，減輕養(yǎng)殖水體污染，降低富營養(yǎng)化風(fēng)險，保障生態(tài)環(huán)境質(zhì)量[3]。

合浦沿海采石礦坑開采深度在12-35m不等，大部分礦坑開采深度大于30m，有足夠空間構(gòu)建一個科學(xué)合理的養(yǎng)殖生物群落，避免造成養(yǎng)殖水體污染，取得一定經(jīng)濟(jì)效益。

經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前已有多個實(shí)驗(yàn)研究證明[4-9]，通過參—蝦、參—蝦—魚等混養(yǎng)，對蝦及刺參生長速度快，無疾病發(fā)生，且刺參個體肥美。底棲雜食性魚類，如梭魚可有效攝取對蝦排泄產(chǎn)物及有機(jī)殘屑，抑制水質(zhì)破壞，減少有機(jī)污染，避免水體富營養(yǎng)化，防止浮游生物過度繁殖，有效保障水質(zhì)及底質(zhì)環(huán)境。因此，合浦沿海廢棄礦坑可通過構(gòu)建藻—蝦—梭魚—海參立體養(yǎng)殖體系，進(jìn)行合理的生態(tài)修復(fù)。

大型海藻，如海帶、羊棲菜等，通過光合作用大量吸收養(yǎng)殖水中氮、磷、碳等元素，能有效抑制水體富營養(yǎng)化[10]。梭魚屬于雜食性魚類，主要以藻類及底棲有機(jī)碎屑為食；刺參屬于底棲生物，可在廢棄礦坑底部進(jìn)行籠養(yǎng)，主要以有機(jī)沉積碎屑及藻類為食。通過構(gòu)建藻—蝦—梭魚—海參立體養(yǎng)殖體系，以新鮮海帶、羊棲菜作為梭魚和刺參的餌料，減少餌料投入量，降低養(yǎng)殖成本，減輕養(yǎng)殖水體污染。梭魚、刺參的排泄產(chǎn)物又可反過來作為海帶、羊棲菜等大型海藻的養(yǎng)料，形成內(nèi)部循環(huán)利用體系。

3 效益分析

3.1 環(huán)境效益

構(gòu)建藻—蝦—梭魚—海參立體養(yǎng)殖體系，可合理利用現(xiàn)有資源，有效改善礦坑環(huán)境，恢復(fù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，重建景觀生態(tài)。通過養(yǎng)殖大型藻類，凈化海水，為多種動物提供食物，在一定程度上有助于生物多樣性的恢復(fù)，可促進(jìn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3.2 社會效益

將采石場廢棄礦坑改造成新型生態(tài)立體養(yǎng)殖基地，有效抑制環(huán)境破壞，為周邊村民提供更多就業(yè)機(jī)會，帶來額外收入，改善居民生活質(zhì)量，為其創(chuàng)造一個健康的居住環(huán)境。

從長遠(yuǎn)發(fā)展上看，將廢棄礦坑及時進(jìn)行合理、先進(jìn)的生態(tài)修復(fù)，可造福子孫萬代，并可帶動農(nóng)家樂等鄉(xiāng)村生態(tài)旅游服務(wù)業(yè)發(fā)展，吸引投資，拉動地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

4 結(jié)論與展望

通過構(gòu)建藻—蝦—梭魚—海參立體養(yǎng)殖體系，可減輕單一養(yǎng)殖引起的環(huán)境問題，提高經(jīng)濟(jì)效益，避免養(yǎng)殖水體受到有機(jī)污染，有效保障水體及底質(zhì)環(huán)境質(zhì)量，避免二次污染。最適宜的養(yǎng)殖密度、養(yǎng)殖深度等參數(shù)，有待下一步實(shí)驗(yàn)論證。

此外，除利用立體養(yǎng)殖工藝生態(tài)修復(fù)沿海礦坑，還可適當(dāng)發(fā)展生態(tài)旅游觀光產(chǎn)業(yè)，利用采石場原有交通便利優(yōu)勢，引進(jìn)休閑旅游衍生產(chǎn)業(yè)鏈，提高經(jīng)濟(jì)效益，帶動周邊村落和諧可持續(xù)地發(fā)展，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)目標(biāo)。

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