礦區(qū)生態(tài)重建中的問題及對(duì)策

武愛娜，湯士勤，彭 雙，王韶霞

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局八〇一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，山東 濟(jì)南 250014）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)資源需求量不斷提升。鄂西地區(qū)是我國煤礦、磷礦資源的重要富集區(qū)，在促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成了極大破壞。當(dāng)前，該地區(qū)面臨著廢氣排放、水污染治理、廢石處理、滑坡處理等任務(wù)要求。在生態(tài)學(xué)理論的引導(dǎo)下，恢復(fù)當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展[1]。

1 礦區(qū)地質(zhì)資源概況

鄂西地區(qū)西連大巴山脈，北接荊山、武當(dāng)山山脈；南臨清江流域，東接大洪山、江漢平原。橫跨兩個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元，以襄樊-廣濟(jì)斷裂為界，南部是楊子準(zhǔn)地區(qū)，北部是秦嶺褶皺系。元古代-新生代地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁，對(duì)熱變質(zhì)構(gòu)造造成了較大影響，從而有利于該地區(qū)成礦條件的差生。就地貌而言，該地區(qū)位于第二階梯向第三階梯延伸部位，呈現(xiàn)出由西向東不斷降低的趨勢(shì)[2]。其西部地區(qū)位于我國西部高原東部邊緣，東部地區(qū)位于我國第三階梯，包括鄂西地區(qū)、江漢平原地區(qū)，就地勢(shì)而言，高低起伏不定，從而為本地區(qū)成礦提供了充足的礦源，鄂西地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造圖如圖1所示。

圖1 鄂西地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造圖

2 主要生態(tài)環(huán)境問題

所謂的生態(tài)系統(tǒng)，指的是共同棲息于同一區(qū)域的生物，通過彼此之間的物質(zhì)、能量循環(huán)形成的一個(gè)有機(jī)體。隨著礦山開采工作的持續(xù)和深入，礦區(qū)地形地貌獲得了極大改變，導(dǎo)致土質(zhì)、水質(zhì)都發(fā)生了變化，原有的物質(zhì)能量循環(huán)系統(tǒng)被破壞，甚至造成原有生物族群的滅絕。鄂西礦山礦區(qū)資源的開采過程中的生態(tài)問題，主要有地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)、水資源污染、植被破壞等主要問題[3]。

2.1 土地、植被破壞

荊襄磷礦區(qū)內(nèi)因?yàn)榛規(guī)r、白云巖過渡開采，導(dǎo)致地表植被嚴(yán)重破壞。此外，礦區(qū)過渡開采還引發(fā)地面大范圍沉降、塌陷，甚至造成地表地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變形，土壤侵蝕速度加快。且采礦工作完成后，主要遺留物為礦渣以及廢棄土壤，同時(shí)因?yàn)椴傻V設(shè)備自身重量過大，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)造成了極大破壞[4]。通過檢測發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)的土壤中，有機(jī)物、氮、磷等物質(zhì)含量相對(duì)較低，只相當(dāng)于有植被覆蓋地區(qū)的30%。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害

礦山開采區(qū)域，一般位于地形復(fù)雜的山區(qū)地帶，山間道路的開辟，導(dǎo)致地形、地貌、土壤、植被等被嚴(yán)重破壞，造成山體面積大范圍裸露，從而加劇水土流失的情況。且由于礦區(qū)過渡開采，導(dǎo)致礦山地表結(jié)構(gòu)、地面應(yīng)力被極大破壞，從而形成大量的陡坡、邊坡，加上廢棄土石、廢渣成堆放置，從而引發(fā)滑坡、塌陷等重大災(zāi)害。當(dāng)前，鄂西礦山地質(zhì)災(zāi)害主要以地表裂縫、滑坡等災(zāi)害為主。在宜昌地區(qū)，由于磷礦過渡開采，加上固體廢物的隨意堆放，都對(duì)山體穩(wěn)定性造成了極大的破壞，從而提升了滑坡等自然災(zāi)害的出現(xiàn)幾率。

2.3 環(huán)境污染

由于礦山固體廢棄物、廢水、淋溶水中，含有極大的酸堿性、毒性以及放射物，這些成分隨著地表流徑侵入土壤層和大氣層，從而對(duì)周圍的土壤、空氣、水資源造成極大的污染和破壞。一般情況下，礦山開采區(qū)域的廢棄物多隨地放置，從而造成河道擁堵[5]。荊襄磷礦因?yàn)殚L期過度開采，形成了大范圍的采空區(qū)，這些采空區(qū)在受到雨水的沖刷后，有毒物質(zhì)四處流淌，從而對(duì)周圍地質(zhì)環(huán)境造成了極大污染和破壞。

2.4 景觀破壞

荊襄磷礦區(qū)由于長期的過渡開采，形成了大面積的采空區(qū)，從而對(duì)山體景觀造成了極大破壞。在對(duì)礦區(qū)進(jìn)行開采前，礦山覆蓋著大面積的植被。在對(duì)礦山進(jìn)行開采后，地質(zhì)結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞，植被大量砍伐，加上固體廢棄物的大量堆放，對(duì)礦山礦區(qū)自然景觀造成了極大破壞。

3 研究區(qū)生態(tài)重建的對(duì)策

3.1 礦山生態(tài)恢復(fù)的程序

礦山生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工作應(yīng)當(dāng)和礦山生產(chǎn)活動(dòng)同步，礦山企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)礦區(qū)自然生態(tài)開采技術(shù)制定相應(yīng)的礦山生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)方案，并在礦山生產(chǎn)、開采過程中，采用科學(xué)的采礦設(shè)備以及先進(jìn)的開采技術(shù)，從而保證對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境的破壞減少到最低限度。所以，加強(qiáng)礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)程序研究對(duì)礦山生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)有著極大意義。

首先，根據(jù)廢棄物堆放方式以及礦山開采方式，制定完善的生態(tài)景觀恢復(fù)方案，并在礦山開采過程中和廢棄物堆放工作中，嚴(yán)格根據(jù)這一方案進(jìn)行。

其次，根據(jù)廢棄物化學(xué)性質(zhì)制定相應(yīng)的廢棄物處理工藝，并在開采過程中，保證廢棄物堆放和處理，可同時(shí)開展。

最后，對(duì)已經(jīng)完成開采的礦洞和經(jīng)過處理后達(dá)到景觀設(shè)計(jì)要求的廢棄物放置點(diǎn)，根據(jù)礦山土壤化學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及水文條件，按照當(dāng)?shù)毓芾聿块T的有關(guān)要求制定合理的恢復(fù)措施。

3.2 礦山生態(tài)重建的技術(shù)方法

首先是土壤恢復(fù)。土壤恢復(fù)主要有土壤穩(wěn)定處理以及土壤改良兩種技術(shù)。土壤穩(wěn)定化處理指的是將因采礦產(chǎn)生的洼坑重新回填為平臺(tái)。對(duì)地面積水、土壤鹽漬化進(jìn)行脫鹽排水操作，對(duì)積水探險(xiǎn)區(qū)則可通過填充、復(fù)墾法進(jìn)行處理。而以煤矸石作為填充物對(duì)沉陷區(qū)進(jìn)行填充處理，既可以促進(jìn)礦山礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，同時(shí)不需要投入更多的成本費(fèi)用[6]。

土壤改良可通過化學(xué)改良法添加有機(jī)肥等方式實(shí)現(xiàn)。礦山尾礦和廢棄物堆放地，通常都缺乏植被生長所需的鉀、磷、氮等有機(jī)物，所以，需要對(duì)礦山環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。對(duì)PH值、碳酸鈣含量較高的礦山，可通過煤炭酸腐物實(shí)現(xiàn)土壤改良的目的。有機(jī)肥對(duì)土壤污染物有著直接影響，可根據(jù)土壤污染物選擇最佳的有機(jī)物，從而將污染物質(zhì)含量減少到最低限度。

其次，植被恢復(fù)。植被恢復(fù)是恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟和環(huán)節(jié)。除特殊自然環(huán)境外，植被生長是在一定自然周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。其生長過程一般為：符合地質(zhì)條件物種的進(jìn)入→土壤肥力積累→結(jié)構(gòu)改善→毒性沉降→環(huán)境條件的變化→群落的進(jìn)入。所以，可從中得到植被恢復(fù)有關(guān)的啟示，也就是將植被恢復(fù)歸納為種類選擇以及土壤條件兩個(gè)方面。物種選擇，應(yīng)當(dāng)從土壤適應(yīng)性、土壤改良等角度入手，而礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)重建時(shí)，應(yīng)當(dāng)將污染物、礦區(qū)環(huán)境以及耐性植被等因素充分考慮在內(nèi)。

最后，微生物系統(tǒng)恢復(fù)。微生物系統(tǒng)恢復(fù)要求除恢復(fù)礦區(qū)周圍最先的生態(tài)外，還要在其他微生物作用下，將周圍污染物減少到最低限度。而不同微生物對(duì)不同污染的適應(yīng)性是不同的，所以，應(yīng)當(dāng)接種該地微生物。就磷礦廢棄地而言，通過接種區(qū)域內(nèi)的微生物，可將當(dāng)?shù)匚廴疚镌販p少到最低限度，同時(shí)還可以為當(dāng)?shù)仄渌逻M(jìn)入族群提供相應(yīng)的生產(chǎn)環(huán)境。

4 小結(jié)

本文主要對(duì)鄂西礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行了總結(jié)和分析，并在這一基礎(chǔ)上就礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)進(jìn)行了相應(yīng)的研究。礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)指的是以礦區(qū)周圍生態(tài)環(huán)境恢復(fù)和周圍環(huán)境保護(hù)為目標(biāo)，如土壤恢復(fù)、植被恢復(fù)、微生物系統(tǒng)恢復(fù)。礦山礦區(qū)周圍生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)恢復(fù)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)礦區(qū)開采技術(shù)特點(diǎn)以及自然環(huán)境特點(diǎn)，制定相應(yīng)的生他重建程序，并根據(jù)具體的環(huán)境特點(diǎn)，采取相應(yīng)的技術(shù)手段。