內(nèi)蒙古霍林河高海拔高寒露天煤礦生態(tài)修復(fù)實(shí)踐

黃安華

（國家電力投資集團(tuán)有限公司，北京 100029）

近年來，隨著國家和內(nèi)蒙古自治區(qū)對生態(tài)環(huán)境治理提出了新的更高的要求，霍林河南、北露天煤礦適當(dāng)加大生態(tài)修復(fù)治理資金投入，開展復(fù)墾區(qū)域高標(biāo)準(zhǔn)綠化，進(jìn)而在臨近城市區(qū)域推進(jìn)生態(tài)恢復(fù)、綠色發(fā)展的礦山生態(tài)修復(fù)工作。通過合理選擇草木品種，探索復(fù)墾綠化的新方法、新技術(shù)和新工藝，以確保植被成活率和覆蓋率，建立了“自維持、免維護(hù)”的近自然生態(tài)系統(tǒng)，為高海拔高寒露天煤礦復(fù)墾綠化提供了新的參考。

1 生態(tài)環(huán)境及土壤條件

1）生態(tài)環(huán)境。霍林河煤田南、北露天礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市境內(nèi)，地處大興安嶺南麓，在科爾沁草原腹地，煤質(zhì)具有低硫、低磷、高揮發(fā)分、高灰熔點(diǎn)、發(fā)熱量穩(wěn)定的顯著特征，是火力發(fā)電的“綠色燃料”。礦區(qū)平均海拔+1 000 m 水平，主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是降水量少、干旱，年平均降水量僅為380 mm；低溫、大風(fēng)，冬季嚴(yán)寒，凍結(jié)期長，最低氣溫達(dá)到-35 ℃，土壤從10 月上旬開始凍結(jié)至次年5 月解凍，僅能滿足早熟喜涼作物生長的需要。

2）土壤條件。礦區(qū)的成土母質(zhì)主要有基巖風(fēng)化土、洪坡積物、河流沉積物、沙質(zhì)風(fēng)積物和風(fēng)積黃土5 類，《霍林河露天煤礦礦山復(fù)墾技術(shù)研究報(bào)告》顯示，南、北露天礦地段土壤理化性狀一般，需要進(jìn)行改良才能保證植物良好的生長效果，其植被屬于蒙古草區(qū)系，地帶性植被為草原植被，隱域性植被為草甸植被。

2 生態(tài)修復(fù)工作存在的主要問題

從我國露天礦生態(tài)修復(fù)總體情況來看，露天煤礦開采具有安全性高、開采效率高、采出率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是，露天開采對環(huán)境的破壞也是客觀存在的[1]。我國露天礦的土地治理與生態(tài)恢復(fù)往往是在采礦出現(xiàn)環(huán)境問題后才采取的一種后患處理措施，特別是由于對露天礦礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和研究工作不足，導(dǎo)致恢復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益不佳，無法形成高水平、可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)[2]。截至2017 年末，南、北露天煤礦到位臺階復(fù)墾綠化雖已形成一定規(guī)模，但仍然還存在一定不足：

1）重視程度不夠。近年來，兩礦逐步認(rèn)識到礦山企業(yè)生態(tài)恢復(fù)治理的重要性，不斷加大投入力度，但與國家生態(tài)建設(shè)要求和綠色礦山建設(shè)要求仍存在著一定的差距，不同程度上存在環(huán)保投入“欠賬”現(xiàn)象，露天礦生產(chǎn)區(qū)域與周邊的生態(tài)環(huán)境和諧程度還存在欠缺。

2）到位臺階尚未完全實(shí)現(xiàn)復(fù)墾。尚有生產(chǎn)過程中到位臺階覆土后未及時(shí)綠化的缺陷，有部分臺階陸續(xù)到位尚未覆土。零散的以往到位臺階未及時(shí)覆土綠化。

3）復(fù)墾綠化工作實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)不高。雖然設(shè)立了建設(shè)生態(tài)型礦山的目標(biāo)，但執(zhí)行過程的標(biāo)準(zhǔn)不夠高，存在著綠化后植物種植的密度與現(xiàn)行要求有差距，植物澆灌系統(tǒng)尚未形成，成活率無法保證等問題。

3 生態(tài)修復(fù)總體思路

以資源的綠色開發(fā)為基本出發(fā)點(diǎn)，解決好煤礦生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系，最大程度地控制草地生態(tài)環(huán)境擾動，不斷治理和恢復(fù)煤礦生產(chǎn)引起的擾動區(qū)生態(tài)，促使礦產(chǎn)開發(fā)與草原生態(tài)的和諧共生。在科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行各項(xiàng)復(fù)墾綠化治理措施的規(guī)劃和布局，做到責(zé)任范圍明確，治理措施得當(dāng)，資金投入到位，生態(tài)效益顯著。

1）推進(jìn)綠色礦山建設(shè)。大幅度提高復(fù)墾綠化資金投入，以強(qiáng)有力的措施確保露天礦的生態(tài)恢復(fù)。以礦區(qū)復(fù)墾綠化治理作為綠色礦山建設(shè)的子內(nèi)容，將綠色礦山建設(shè)作為打造綠色企業(yè)的子內(nèi)容，聘請環(huán)保專業(yè)機(jī)構(gòu)，編制綠色企業(yè)及綠色礦山建設(shè)方案，整體、系統(tǒng)、科學(xué)規(guī)劃環(huán)境保護(hù)和環(huán)境修復(fù)工程，構(gòu)建生態(tài)廊道。

2）創(chuàng)新復(fù)墾技術(shù)應(yīng)用。結(jié)合區(qū)域環(huán)境因素，充分考慮復(fù)墾綠化的技術(shù)可行性，選擇合適的剝離表土進(jìn)行復(fù)墾，選擇適宜本地生長的草木品種進(jìn)行種植，設(shè)置澆灌設(shè)施，滿足植被澆灌需求，并探索復(fù)墾綠化部位實(shí)現(xiàn)噴淋的新方法、新技術(shù)和新工藝，以確保植被成活率和覆蓋率。將1 年生和多年生草本植物進(jìn)行混種，不同種類灌木按區(qū)域混植，以便保證綠化效果和控制植物病害。堅(jiān)持永久治理和臨時(shí)治理相結(jié)合，對到位臺階實(shí)施永久治理措施，對未到界排土臺階，臨時(shí)散種草本植物的措施。

4 生態(tài)修復(fù)技術(shù)路線和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

4.1 技術(shù)路線

按照構(gòu)筑我國北方重要生態(tài)安全屏障、建設(shè)祖國北疆更加亮麗風(fēng)景線的總要求，確立了“明渠暗窖，打造海綿式排土場；外排內(nèi)蓄，建設(shè)生態(tài)型露天礦”的設(shè)計(jì)理念，采取“工程措施為輔，生物措施為主”的技術(shù)路線，實(shí)施“覆土整形、供水系統(tǒng)、水土保持、土壤改良、植被重建以及澆灌系統(tǒng)（平臺噴灌+坡面滴灌）”6 大修復(fù)治理工程，建立“自維持、免維護(hù)”的近自然生態(tài)系統(tǒng)。

4.2 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1）整形標(biāo)準(zhǔn)。對沉降到位的排土場實(shí)施修坡、整平，排土場復(fù)墾場地有控制水土流失的措施，排土場平臺整平時(shí)坡頂線方向應(yīng)有3%～5%的反坡。

2）覆土標(biāo)準(zhǔn)。邊坡覆土厚度不小于0.5 m，土壤環(huán)境質(zhì)量達(dá)到保障植物正常生長的土壤標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)土壤實(shí)際條件，平盤覆土厚度不小于0.5 m，栽植喬木時(shí)覆土厚度不小于1 m。

3）生態(tài)恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合礦區(qū)的自然條件，以喬木、灌木及草本植物為主，所選植物應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。對于干旱、壓實(shí)、病蟲害等具有較強(qiáng)的耐受性；對粉塵污染、凍害、風(fēng)害等具有一定的抵抗性。植物根系發(fā)達(dá)，有較高的生長速度。根蘗性強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)，能固持土壤，網(wǎng)絡(luò)固沙性較好。同時(shí)，落葉豐富，易于分解，以便形成松軟的枯枝落葉層，提高土壤的保水保肥能力，具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。植物播種栽培較容易，成活率高。

4）植物栽植標(biāo)準(zhǔn)。喬木行距、株距為2.5 m×2.5 m，灌木行距、株距為1 m×1 m，草籽150 kg/hm2，防護(hù)柳條沙障長度70 cm 以上，埋入地下50 cm，枝條株距為4 cm。

5）管護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。管護(hù)工程主要包括補(bǔ)植、灌溉、施肥、除病蟲害、防火、防凍，管護(hù)期為6 年[3]。建設(shè)灌溉噴淋裝置，及時(shí)進(jìn)行澆水。確保在植被成活率達(dá)到90%。

5 生態(tài)修復(fù)措施

根據(jù)霍林河地區(qū)干旱、少雨、高寒的氣候特征，結(jié)合先期科研院校的技術(shù)研究成果，南、北露天礦確定以生物措施固本，恢復(fù)植被系統(tǒng)，以工程措施固形，建立生物的立地條件，實(shí)現(xiàn)2 種措施的優(yōu)勢互補(bǔ)，以收到恢復(fù)植被、恢復(fù)生機(jī)、維持生態(tài)平衡的良好效果。同時(shí)，通過生產(chǎn)程序的優(yōu)化降低采場、排土場用地量。外排土場對到界時(shí)序進(jìn)行調(diào)整，加快形成到界臺階后及時(shí)開展復(fù)墾綠化工作[4]，最大化實(shí)現(xiàn)內(nèi)部排土，使采掘場全部有效空間充分得以利用，減少外排土量，達(dá)到外排土場占地面積逐年降低最終實(shí)現(xiàn)全部內(nèi)排的效果。

1）邊坡整形。對不滿足復(fù)墾綠化要求的排土場到位臺階，分割或削坡降角方式進(jìn)行臺階整形，上部卸荷，下部加載，穩(wěn)定邊坡，保證整形后的臺階平直，且坡面角度控制在35°以下，并保證坡面平整度利于覆土、水土保持和植被種植。對于臨時(shí)綠化位置，邊坡整形后進(jìn)行散播草種。

2）臺階覆土。排土場排棄的砂巖、泥巖、礫巖及炭質(zhì)泥巖，膠結(jié)疏松，固結(jié)程度低，結(jié)構(gòu)不良，保水保墑能力差，肥力低，不利于植物生長。為了綠化植被的成活率，平臺及邊坡復(fù)墾首先覆土，土料來自采掘場剝離表土，對于草原露天礦，要選擇“原表土單獨(dú)剝離、存放、二次倒土”工藝[5]，具體為剝離臺階頂部的第四系層和腐植表土與其它剝離土需分別堆放，剝離表土集中堆放在指定地點(diǎn)備用，當(dāng)排土臺階按設(shè)計(jì)要求到位后，及時(shí)進(jìn)行平臺及邊坡覆土。種植草及灌木覆土厚度0.5 m 以上，種植喬木覆土厚度1 m 以上。

3）臺階平臺擋水圍埂。邊坡頂部設(shè)置擋水圍埂，防止大氣降水時(shí)排土場頂部匯水直接流向邊坡，對邊坡造成破壞，提高邊坡穩(wěn)定性。擋水圍埂斷面采用梯形，頂寬0.5 m，內(nèi)外坡比為1:1，平臺圍埂總高度為0.5 m。所有整形及綠化后的排土場根據(jù)地形情況設(shè)置排水溝，將匯水引至底部，防止雨水沖刷邊坡，減少水土流失。

4）侵蝕溝治理。針對排土場侵蝕溝進(jìn)行治理，在排土場的頂部平臺邊緣做反斜坡2%～3%，利用埋設(shè)直徑0.4 m 波紋排水管，埋深0.6 m，將匯入集水坑的水排到排土場底部排水溝。

5）網(wǎng)格護(hù)坡。網(wǎng)格護(hù)坡防止降水對邊坡的沖刷，保存網(wǎng)內(nèi)的有機(jī)質(zhì)，提升復(fù)墾綠化效果。網(wǎng)格護(hù)坡采用插沙障方法，沙障要在永久邊坡造林和種草前設(shè)置。施工時(shí)先挖溝槽，溝深50～60 cm，形成1.0 m×1.0 m 的網(wǎng)格。選取選1～2 年生以上的枝條（平均直徑0.5 cm 以上），截成70 cm 以上的插條，隨截隨插，枝條埋入地下50 cm，兩側(cè)培土，地上部分露出20 cm，扶正踏實(shí)，枝條株距為4 cm。

6）種草植樹。礦區(qū)植被恢復(fù)是礦上企業(yè)對礦山建設(shè)、生產(chǎn)過程中造成的植被破壞進(jìn)行修復(fù)，是礦山企業(yè)的社會責(zé)任和義務(wù)[6]。針對覆土到位臺階，分別實(shí)施牧草覆蓋、林木覆蓋、樹草兼種方式進(jìn)行綠化。植被復(fù)墾是促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的主要手段[7]，所選用的植被應(yīng)適合霍林河地區(qū)的自然條件，耐寒、耐貧瘠、生長迅速的植物物種。根據(jù)先期技術(shù)成果，霍林河地區(qū)適合生長的草種為紫花苜蓿、沙蒿、披堿草、草木犀、老芒麥、羊草等，適用樹木品種為檸條、沙棘、樟子松等。

7）牧草覆蓋及林木覆蓋。草籽選取1 年生及多年生草本植物，采取混種方式，種子等級為1 級，播種前經(jīng)過技術(shù)處理。種牧草雨季搶墑拉溝條播，保證條間距小于20 cm 且成網(wǎng)格狀，播深2 cm，稍鎮(zhèn)壓。在臺階邊坡上挖育林坑防止降水對治理邊坡沖刷，按照不同樹種形成不同規(guī)格的育林坑尺寸及垂直深度，并將坑底刨松，整平。具備機(jī)械挖坑條件的，可采用挖坑機(jī)等設(shè)備作業(yè)。栽植樹木時(shí)，種植穴底填土呈半圓土堆，植入樹木，苗木直立穴中，填土至1/3 時(shí)，輕提樹干使根系舒展，并充分接觸土壤并踩實(shí)，再埋土至坑邊緣高度處踩實(shí)，視旱情保證澆水。

8）樹草兼種及平臺擋水圍埂種植。按上述方式，保證草本植物行間距小于30 cm，2 年生以上灌木間距1 m、喬木小于2.5 m，并做好澆水工作。整地規(guī)格為穴徑30 cm，深30 cm，回填10 cm 剝離表土。種植苗木為1～2 年生灌木實(shí)生苗。

9）撫育管理。出苗后病蟲害嚴(yán)重時(shí)要進(jìn)行防治，在苗期或干旱時(shí)用灑水車或噴淋設(shè)施澆水。播種翌年，對缺苗斷壟處進(jìn)行補(bǔ)播、補(bǔ)植。

6 保障措施

1）強(qiáng)化方案執(zhí)行。為保證復(fù)墾綠化方案順利實(shí)施、新增到位區(qū)域得到有效控制、煤礦生產(chǎn)區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展，生產(chǎn)過程中須嚴(yán)格遵守復(fù)墾綠化方案的治理措施、進(jìn)度安排、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等要求，保質(zhì)保量地完成治理任務(wù)。

2）確保措施落地。結(jié)合方案開展施工圖設(shè)計(jì)工作，以便復(fù)墾綠化措施能按詳細(xì)的設(shè)計(jì)要求順利實(shí)施，并定期對復(fù)墾綠化方案的實(shí)施進(jìn)度、質(zhì)量等情況進(jìn)行實(shí)地監(jiān)督、檢查。

3）做好后期維護(hù)。需對恢復(fù)植被定期進(jìn)行巡視，遇到?jīng)]有成活的苗木及時(shí)補(bǔ)栽樹，要加強(qiáng)植物措施后期幼林撫育和管護(hù)工作，確保各種植物的成活率[8]，使生態(tài)修復(fù)功能不斷增強(qiáng)，發(fā)揮長期、穩(wěn)定保證生態(tài)環(huán)境的作用。要堅(jiān)持邊生產(chǎn)、邊治理，避免亂挖、亂棄，盡量減少對地面的擾動，切實(shí)保護(hù)好霍林郭勒草原的生態(tài)環(huán)境。

7 結(jié)語

截止2019 年7 月底，南、北露天煤礦完成了138 hm2應(yīng)治未治排土場生態(tài)恢復(fù)治理。新到位臺階整形完成率由50.8%提高到80%以上，排土場臺階坡面角由自然安歇角大于35°消減至小于30°，應(yīng)復(fù)墾綠化率由原來不足92%提高到96%以上，植被覆蓋度由原來的35%以下提高到50%以上。