森林城市建設(shè)中廢棄礦山恢復(fù)模式與技術(shù)探討

但新球，周學(xué)武，但維宇，吳照柏，程 鵬，劉 玉

(國(guó)家林業(yè)和草原局中南調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，長(zhǎng)沙 410014)

人類進(jìn)入工業(yè)化時(shí)期之后，留給地球最大的遺存是大量廢棄的礦山，這些廢棄礦山在地球上留下了由于人類人為活動(dòng)干擾造成的一種特殊景觀，也被稱為“工業(yè)瘡疤”。廢棄礦山又稱為采礦廢棄地，指人類開發(fā)利用礦產(chǎn)資源之后遺存的土地，多呈現(xiàn)為荒蕪不毛之地。這些景觀生態(tài)系統(tǒng)退化嚴(yán)重，土地功能遭到瓦解，給所在區(qū)域的生態(tài)狀況和景觀帶來了嚴(yán)重的影響，如：許多原生態(tài)的、美麗的自然景觀遭到破壞，甚至消失；產(chǎn)生的粉塵、污染物直接威脅著人類的生存；許多動(dòng)物被迫迀移，植物為了生存，呈現(xiàn)單一物種優(yōu)勢(shì)，抱團(tuán)生長(zhǎng)，導(dǎo)致區(qū)域生物多樣性減少；廢棄物隨著水土流失堵塞河道；大面積的干擾斑塊導(dǎo)致景觀破碎化等一系列環(huán)境問題[1-2]。

婁底市是湖南省比較典型的礦產(chǎn)資源性城市，經(jīng)過了多年的礦產(chǎn)生產(chǎn)，目前已經(jīng)成為資源枯竭型城市，為了實(shí)現(xiàn)城市的轉(zhuǎn)型，自本世紀(jì)初就一直在探索森林城市的建設(shè)[3]。在婁底市國(guó)家森林城市建設(shè)規(guī)劃中，面臨的最大任務(wù)也就是廢棄礦山的恢復(fù)。本文以“婁底市國(guó)家森林城市建設(shè)總體規(guī)劃”為契機(jī)，探索在森林城市建設(shè)中廢棄礦山的恢復(fù)模式與關(guān)鍵技術(shù)，目的是更好解決在我國(guó)森林城市建設(shè)的難點(diǎn)問題——生態(tài)恢復(fù)[4]。

1 森林城市建設(shè)對(duì)廢棄礦山恢復(fù)的要求

在《國(guó)家森林城市評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：“受損棄置地生態(tài)修復(fù)率達(dá)80%以上”[5-6]。由于受損棄置地大部分是廢棄礦山，因此本文主要討論廢棄礦山的生態(tài)修復(fù)問題。

我國(guó)是礦產(chǎn)資源豐富的大國(guó)，建國(guó)以來，特別是改革開放后礦業(yè)迅速發(fā)展，但大規(guī)模開發(fā)同時(shí)帶來了諸多的生態(tài)環(huán)境問題。有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，截止2018年底，全國(guó)由于礦山開采導(dǎo)致?lián)p毀的土地約有360萬(wàn)hm2，其中，已經(jīng)開采完成，并廢棄的礦山占用損毀的土地約226.7萬(wàn)hm2；正在開采的礦山占用損毀土地約133.3萬(wàn)hm2[7]。

對(duì)這些區(qū)域的土地進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，增加植被覆蓋，是實(shí)現(xiàn)森林城市建設(shè)中大地增綠的有效措施。因此，在國(guó)家森林城市建設(shè)中，一直把廢棄礦山恢復(fù)作為森林城市建設(shè)的重點(diǎn)、難點(diǎn)來進(jìn)行規(guī)劃。

1.1 廢棄礦山恢復(fù)的原則

廢棄礦山生態(tài)恢復(fù)的基本原則是要通過人工措施，依靠場(chǎng)地生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與組織能力，逐步恢復(fù)與重建生產(chǎn)能力，恢復(fù)自然生態(tài)系統(tǒng)。在進(jìn)行人工修復(fù)的過程中，要遵循以下原則[4]：①堅(jiān)持山水林田湖草統(tǒng)籌，系統(tǒng)治理。要綜合考慮場(chǎng)地和場(chǎng)地周圍的生態(tài)元素，山水林田湖草統(tǒng)籌考慮，首先恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜組成，構(gòu)架各生態(tài)元素直接的和諧高效，逐步恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能，達(dá)到系統(tǒng)治理的目的。②堅(jiān)持保護(hù)優(yōu)先，系統(tǒng)修復(fù)。在進(jìn)行修復(fù)的過程中，最大限度的保護(hù)原有的生態(tài)資源非常重要，要把周邊保留的原始生態(tài)場(chǎng)地作為修復(fù)的參照，“學(xué)習(xí)自然”，采用“近自然”“仿自然”的系統(tǒng)恢復(fù)措施。③堅(jiān)持目標(biāo)與問題導(dǎo)向，系統(tǒng)配置。由于受損棄置地(廢棄礦山)的原生生態(tài)元素已經(jīng)不存在，同時(shí)，由于廢棄物的存在，產(chǎn)生了一系列新的問題，生態(tài)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，給這些區(qū)域的生產(chǎn)、生態(tài)定位目標(biāo)也發(fā)生的變化，因此，在進(jìn)行治理的過程中，要堅(jiān)持目標(biāo)與問題導(dǎo)向，重新進(jìn)行系統(tǒng)配置。在完成場(chǎng)地的基本生產(chǎn)條件和景觀之后，依據(jù)治理目標(biāo)的不同，恢復(fù)為林業(yè)、農(nóng)業(yè)、建設(shè)用地，甚至重建為可以提供人類休閑的公園，或者周圍工業(yè)遺產(chǎn)地予以保存。④堅(jiān)持系統(tǒng)規(guī)劃、科學(xué)治理。在受損棄置地(廢棄礦山)的修復(fù)中，要立足當(dāng)前，著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，對(duì)礦區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一布局，保證修復(fù)技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理，恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)功能，滿足人民日益增長(zhǎng)的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要，更好的為周邊市民提供生態(tài)服務(wù)。

1.2 廢棄礦山恢復(fù)應(yīng)遵循的主要技術(shù)規(guī)范

主要技術(shù)規(guī)范有：《礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理技術(shù)規(guī)范(試行)》(HJ 651—2013)、《礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案(規(guī)劃)編制規(guī)范(試行)》(HJ 652—2013)、《礦山廢棄地植被恢復(fù)技術(shù)規(guī)程》(LY/T 2356--2014)、《土地復(fù)墾技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(試行)》、《造林技術(shù)規(guī)程》(GB/T 15776--2016)、《生態(tài)公益林建設(shè) 技術(shù)規(guī)程》(GB/T 18337.3--2001)、《公園設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 51192--2016)。

1.3 不同廢棄地類型生態(tài)恢復(fù)的主要技術(shù)措施

廢棄地依據(jù)場(chǎng)地形態(tài)分為：壓占型、露天挖損型、地面塌陷型和礦址文化型。

生態(tài)恢復(fù)分場(chǎng)地生態(tài)恢復(fù)和景觀恢復(fù)與重建二個(gè)階段。場(chǎng)地生態(tài)恢復(fù)主要包括：廢棄物的利用、廢棄物清理、污染物的處理、地形整理、防止雨水和滲濾液滲透、土壤中和、覆土；景觀恢復(fù)與重建主要包括：恢復(fù)植被、恢復(fù)農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)條件、公園與綠地。具體詳見表1。

2 實(shí)例探討關(guān)鍵技術(shù)——以?shī)涞资袨槔?/h2>

截止2018年底，婁底市共存在受損棄置地2 261處，總面積達(dá)4 579.46 hm2，其中已進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的受損棄置地1 062處，面積為3 626.26 hm2，受損棄置地生態(tài)修復(fù)率達(dá)到79.19%；未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的受損棄置地953.2 hm2，其中地面沉陷45.44 hm2、地面塌陷11.56 hm2、廢石(土、渣)堆場(chǎng)65.24 hm2、工業(yè)廣場(chǎng)280.4 hm2、礦山公路10.67 hm2、露天采場(chǎng)372.74 hm2、煤矸石堆156.85 hm2、其他(垃圾填埋場(chǎng)等)9.86 hm2，以及尾礦庫(kù)0.44 hm2。

表1 不同廢棄礦山類型生態(tài)修復(fù)的主要技術(shù)措施類型場(chǎng)地特征場(chǎng)地恢復(fù)措施景觀修復(fù)壓占型露天挖損型地面塌陷型礦址文化型排土場(chǎng)、垃圾填埋場(chǎng)排土場(chǎng)主要指外排土場(chǎng);廢棄垃圾填埋廢石(土、渣)堆場(chǎng)堆存的廢石尾礦庫(kù)存放礦山開采出的礦石,經(jīng)選礦廠選出有價(jià)值的精礦后排放的“廢渣”煤矸石堆存放煤炭開采和洗選加工過程中的固體廢棄物采礦廢棄地露天開采過程中或完成后留下的礦坑沉陷地地下采掘形成的大量采空區(qū),易造成嚴(yán)重的地面變形、崩塌、滑坡、礦渣流和礦坑突水突泥,以及瓦斯地質(zhì)災(zāi)害工業(yè)廣場(chǎng)地面生產(chǎn)廢棄地,大部分存在廢棄廠房及生產(chǎn)設(shè)施礦址遺存存有大量的工業(yè)物質(zhì)實(shí)體、工業(yè)生態(tài)群落,蘊(yùn)涵了工業(yè)化進(jìn)程帶來的場(chǎng)地歷史、居民共享的場(chǎng)地記憶等已有垃圾的處理;防止雨水滲透、滲濾液處理;土壤恢復(fù)植被恢復(fù)地形重塑;土壤改良植被恢復(fù)尾礦庫(kù)體土壤中和;尾礦物理阻隔;尾礦上覆土植被恢復(fù)煤矸石利用;煤矸石堆阻隔覆土植被修復(fù)對(duì)于采場(chǎng)內(nèi)較為平整的區(qū)域,采用客土覆蓋恢復(fù)為林地對(duì)于積水區(qū)域,整理后自然積水恢復(fù)為濕地地面輕微沉陷區(qū)域的房屋墻體修補(bǔ)加固地面建筑安全對(duì)已存在的沉陷盆地變形區(qū)域,利用矸石、粉煤灰等固體廢棄物充填,基本修復(fù)變形強(qiáng)烈區(qū)域被破壞的地形地貌,并與周邊區(qū)域地形保持一致基本修復(fù)變形利用機(jī)械剝離待修復(fù)區(qū)域表土,采用挖深墊淺的方法處理變形不太大的變形區(qū)域,對(duì)存在的塌陷坑可配合固廢回填進(jìn)行地形修復(fù)恢復(fù)農(nóng)業(yè)或林業(yè)地表生產(chǎn)能力利用粘土泥漿或者防滲膜進(jìn)行隔水層設(shè)置人工濕地開發(fā)利用礦山地面塌陷形成的積水條件,結(jié)合人工濕地景觀技術(shù)開發(fā)建設(shè)濕地公園廢棄物拆除,地形整理建設(shè)用地廢棄物拆除,地形整理之后覆土公園與綠地景觀化改造礦址公園或礦山公園

婁底市受損棄置地主要為廢棄礦區(qū)，豐富的工礦資源曾為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，但在工礦資源開發(fā)過程中，礦山的產(chǎn)業(yè)層次低，資源開采技術(shù)方法簡(jiǎn)單，尾礦處理不到位，違法開采現(xiàn)象嚴(yán)重，使得礦山的開采破壞了大量植被和山坡土體，水土流失嚴(yán)重，礦區(qū)綠化率低，生態(tài)恢復(fù)較弱。

2.1 壓占型

2.1.1 排土場(chǎng)、垃圾填埋場(chǎng)

1)場(chǎng)地特征。一般是露天采礦過程中，將礦層上的表土和巖石剝離并外運(yùn)至采掘場(chǎng)地境界外制定的場(chǎng)所集中堆放，集中堆放形成的人工堆墊地形，稱之為排土場(chǎng)。在排土場(chǎng)有時(shí)候也會(huì)存放一些“垃圾”，或者其他廢棄物。

正規(guī)的垃圾填埋場(chǎng)是經(jīng)過嚴(yán)格設(shè)計(jì)的場(chǎng)地，由土壤阻隔層、礫石通風(fēng)層、塑料襯布防滲透層、排水層、阻隔材料層、種植土壤層等組成。完成垃圾填埋之后，一般會(huì)進(jìn)行處理，進(jìn)行綠化覆蓋。本文討論的不是這種類型的場(chǎng)地，是指在排土場(chǎng)中，同時(shí)有垃圾或者廢棄物填埋的情況。

排土場(chǎng)的土地主要成分不但有富含有機(jī)質(zhì)的表土，還有表土下的風(fēng)化、半風(fēng)化巖層及基巖，也可能有部分低品位的礦石。由于其結(jié)構(gòu)松散，保水、保肥力差，不適于植被生長(zhǎng)。婁底市現(xiàn)存廢棄垃圾填埋場(chǎng)以及垃圾堆放場(chǎng)地5.17 hm2。

2)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)。①垃圾處理。在有垃圾填埋情況的排土場(chǎng)環(huán)境修復(fù)過程中，首先要進(jìn)行垃圾處理。處理的方法一般是把垃圾運(yùn)出排土場(chǎng)。不能夠處理的，要進(jìn)行垃圾或者廢棄物填埋，并且采用物理手段防止污染物溢出。②廢棄物處理。一般在排土場(chǎng)多多少少會(huì)有一些廢棄物存在，同時(shí)也會(huì)有一些低品位的礦石存在，在第一步處理垃圾之后，就是處理這些廢棄物，一般情況下應(yīng)該先對(duì)廢棄物進(jìn)行分類，把具有利用價(jià)值的進(jìn)行回收，沒有利用價(jià)值，且不會(huì)造成污染的可以就地填埋處理。③土壤恢復(fù)。排土場(chǎng)的垃圾和廢棄物處理之后，進(jìn)行土壤恢復(fù)，一般情況下要對(duì)排土場(chǎng)進(jìn)行土壤分析，評(píng)估是否有嚴(yán)重的污染問題。對(duì)存在有較嚴(yán)重的污染問題的場(chǎng)地，首先是污染物的處理，一般這個(gè)過程要進(jìn)行專業(yè)的評(píng)估，提供專業(yè)的處理方案；對(duì)污染情況較輕的土壤，可以通過生態(tài)修復(fù)措施治理以后再利用，主要措施包括：換土、回填客土、去表土、隔離、深耕翻土等。土壤恢復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)恢復(fù)的目的，一般以達(dá)到可以進(jìn)行植被綠化為標(biāo)準(zhǔn)；或者可以恢復(fù)林業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但如果有土壤污染的情況，一般不提倡恢復(fù)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。④植被恢復(fù)。植物恢復(fù)措施，要依據(jù)植被恢復(fù)的目的來進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果是恢復(fù)為園林休閑土地，一般會(huì)進(jìn)行地形塑造，然后種植園林植物；如果是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也有可能將場(chǎng)地改造為梯田臺(tái)地，然后種植合適的農(nóng)作物。一般情況下，首先選擇本地抗性較強(qiáng)的豆科類農(nóng)作物，這些植物的抗性更強(qiáng)，讓土壤更容易再生，能更好地促進(jìn)場(chǎng)地內(nèi)主要生態(tài)系統(tǒng)的改善與恢復(fù)。

2.1.2 廢石(土、渣)堆場(chǎng)

1)場(chǎng)地特征。礦山堆存的廢石和排放的廢氣對(duì)林地環(huán)境產(chǎn)生污染，引發(fā)林地荒化[2]。露天采礦將大量的剝離物轉(zhuǎn)移到排土場(chǎng)，該生產(chǎn)過程嚴(yán)重影響了礦區(qū)原本的地質(zhì)形態(tài)，改變其原始的生態(tài)環(huán)境。特別是露天煤礦，需大面積挖開地面，對(duì)地表植被破壞嚴(yán)重，地表疏松造成地表水土流失。煤炭本身含有大量的硫，開采過程中硫會(huì)融入到水體中，造成土壤酸化，長(zhǎng)期堆放，也會(huì)造成泥石流以及塌方等災(zāi)害。婁底市目前共有廢石(土、渣)堆場(chǎng)65.24 hm2，部分淋濾水污染較嚴(yán)重，

2)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)。①地形重塑。在對(duì)廢石(土、渣)堆場(chǎng)的治理過程中，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行地形重塑。廢石(土、渣)堆場(chǎng)的地形可依據(jù)實(shí)際缺陷進(jìn)行。根據(jù)堆場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行各剖面穩(wěn)定性的計(jì)算，并依據(jù)計(jì)算結(jié)果，分析堆場(chǎng)不穩(wěn)定甚至滑坡的原因。②土壤改良。土壤生產(chǎn)力的恢復(fù)是采礦廢棄地生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵，只有對(duì)土壤的生產(chǎn)力進(jìn)行恢復(fù)，才能確保植物的健康生長(zhǎng)，恢復(fù)景觀與用地價(jià)值的目標(biāo)才有可能得以實(shí)現(xiàn)。土壤情況是影響該地區(qū)的主要因素，如果能夠?qū)ΦV區(qū)的土壤進(jìn)行有效地改良，就可以為生物生長(zhǎng)繁殖提供良好的生態(tài)環(huán)境。露天礦區(qū)的堆場(chǎng)不同于其它地區(qū)的土壤，其中含有不同大小的砂礫、廢物尾礦以及其它一些風(fēng)化產(chǎn)物。為改良土壤的理化性質(zhì)，可對(duì)礦區(qū)堆場(chǎng)加入污泥，并利用微生物的作用，提高土壤肥力，但僅簡(jiǎn)單利用微生物是不能完全恢復(fù)土壤肥力，需要將有機(jī)肥與無機(jī)肥進(jìn)行合理配置，以增加堆場(chǎng)土壤有機(jī)物與無機(jī)物質(zhì)的含量，從而更好地提升土壤的肥力。由于礦區(qū)的土壤成份復(fù)雜，其中不乏會(huì)存在有害物質(zhì)，對(duì)于不易進(jìn)行土壤改良的地方，應(yīng)利用土工布對(duì)重金屬物質(zhì)進(jìn)行阻隔，降低重金屬對(duì)土地的污染機(jī)率后進(jìn)行客土覆蓋。對(duì)于對(duì)重金屬污染比較嚴(yán)重的區(qū)域，最為環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的措施是利用微生物凈化受污染的土壤和吸收污染物，并改善土壤的肥力。也可以采用植物修復(fù)、微生物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)等方法處理重金屬污染，比如通過種植蜈蚣草來凈化土壤中過量的砷元素。③植被恢復(fù)。土壤質(zhì)量受土壤中的二氧化碳含量、脫氫酶活性、有機(jī)碳、土壤粗粒含量以及土壤的含水量影響，根據(jù)土壤中各個(gè)成分的含量選擇合適的樹種。堅(jiān)持“適地適種”的原則，為保證植物修復(fù)達(dá)到最理想的狀態(tài)，生物的選擇上要有更高的要求。根據(jù)礦區(qū)的實(shí)際環(huán)境，可選擇多種植物進(jìn)行搭配種植，以保證生物的多樣性。復(fù)墾的植物要有頑強(qiáng)的生命力，能在惡劣的環(huán)境下生存，且耐旱、耐鹽、耐腐蝕、耐高溫和生長(zhǎng)周期較短的植物，以便更快恢復(fù)生態(tài)。植物應(yīng)選擇對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)的，另外植被恢復(fù)還需要一定量的氮，因此所選的植被應(yīng)具有一定的固氮能力。為保證植被的適應(yīng)能力，最好選擇本地區(qū)原生的植被種類，樹種的選擇直接影響到復(fù)墾的效果，在考慮樹種成本的同時(shí)，還應(yīng)考慮該樹種對(duì)土地復(fù)墾是否存在積極作用。根據(jù)湖南省林科院在冷水江市的試驗(yàn)，柏木Cupressusfunebris、構(gòu)樹Broussonetiapapyrifera、女貞Ligustrumlucidum、刺槐Robiniapseudoacacia、臭椿Ailanthusaltissima、任豆Zeniainsignis以及欒樹Koelreuteriapaniculata能在此類區(qū)域生長(zhǎng)良好，可作為優(yōu)先選擇樹種。

2.1.3 尾礦庫(kù)

1)場(chǎng)地特征。礦山開采出的礦石，經(jīng)選礦廠選出有價(jià)值的精礦后的廢渣，或者低品位的礦石。為了方便處理，或者有利于以后再次利用，一般會(huì)集中在一個(gè)指定的場(chǎng)地，這個(gè)場(chǎng)地稱之為尾礦庫(kù)。尾礦庫(kù)建設(shè)，像修建水庫(kù)一樣，一般會(huì)筑壩攔截谷口或圍地構(gòu)成，用以堆存經(jīng)過選礦后排出的尾礦或其他工業(yè)廢渣。

尾礦庫(kù)也屬于壓占型廢棄地類型，與排土場(chǎng)的差別是有許多沒有利用價(jià)值或者利用價(jià)值不大的尾礦物。其特征：一是由于大多數(shù)尾礦庫(kù)都是一個(gè)具有高勢(shì)能的人造泥石流危險(xiǎn)源，存在潰壩危險(xiǎn)，一旦失事，會(huì)造成重大事故[6-7]；二是這些沒有處理的尾礦或多或少的會(huì)存在一些有害成分，如果隨意排放，將會(huì)造成資源流失，大面積覆沒農(nóng)田或淤塞河道，更會(huì)污染環(huán)境。

婁底市目前有未治理尾礦庫(kù)0.44 hm2，為黃金礦的尾礦，尾礦庫(kù)已停用多年，局部已長(zhǎng)雜草。礦山排放的礦坑水含硫高，生物耗氧量大，pH值低，直接排入地表水后會(huì)對(duì)地表水土資源產(chǎn)生污染[8-9]。

2)修復(fù)技術(shù)。占用大量土地的尾礦一般提倡進(jìn)行二次開發(fā)，加大尾礦的綜合利用率，使其變廢為寶；不進(jìn)行二次開發(fā)的尾礦一般采取以下修復(fù)措施：尾礦庫(kù)體土壤中和，用石灰中和其中的酸性物質(zhì)；尾礦物理阻隔，利用土工布進(jìn)行阻隔；尾礦上覆土，進(jìn)行覆土，邊坡壓實(shí)；植被恢復(fù)，選用樹種可參照廢石(土、渣)堆場(chǎng)的樹種選擇。

2.1.4 煤矸石堆

1)場(chǎng)地特征。煤矸石是我國(guó)煤炭開采和洗選加工過程中最大的工業(yè)固體廢棄物，其排放量占煤炭總產(chǎn)量的15%～20%。大量煤矸石固體廢棄物堆積，壓蓋了大量的土地，使得這些土地失去生產(chǎn)能力。同時(shí)這些煤矸石的有害組分又對(duì)周邊的水土資源環(huán)境造成破壞和污染，自然排放的二氧化硫、硫化氫等有毒氣體，亦導(dǎo)致大氣嚴(yán)重污染，使礦山環(huán)境非常惡劣[3]。雖然過去開展了對(duì)煤矸石資源化綜合利用，但目前的煤矸石綜合利用率還不到30%，大多數(shù)矸石山還是采用堆存處置。婁底市煤矸石堆面積達(dá)156.85 hm2。

2)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)。①煤矸石利用。煤矸石作為工業(yè)原料現(xiàn)已開發(fā)出多種用途，如采用煤矸石、赤泥，再添加一定量雜泥土，可以制備出優(yōu)質(zhì)燒結(jié)多孔磚；以煤矸石替代黏土、頁(yè)巖為主要原料生產(chǎn)陶粒；以塑料為原料、改性煤矸石為模板，在管式爐中用KOH進(jìn)行活化制備多孔碳材料(PCM)等，因此對(duì)于部分可利用的煤矸石堆進(jìn)行評(píng)估后加以利用。②煤矸石堆阻隔覆土。目前對(duì)無法利用的煤矸石堆，應(yīng)利用土工布進(jìn)行阻隔，再進(jìn)行覆土，邊坡壓實(shí)。③植被修復(fù)。通過植被修復(fù)等方式將其修復(fù)為林地、草地、耕地等。具體的措施：一是盡量將煤矸石運(yùn)至排矸場(chǎng)，填滿后平整場(chǎng)地；二是平整場(chǎng)地后，施適量石灰，最后蓋一定厚度的表土；三是覆蓋一定厚度的表土之后，盡量閑置放置一段時(shí)間后，讓其表土自然成熟；四是表土自然成熟后，可以進(jìn)行適當(dāng)施肥、恢復(fù)植被。研究表明紫穗槐Amorphafruticosa、荊條Vitexnegundovar.heterophylla、高羊茅Festucaelata、刺槐Robiniapseudoacacia等植物，能有效改良煤矸石山的氮、磷、鉀及有機(jī)質(zhì)含量，可作為煤矸石山植被恢復(fù)的優(yōu)先選擇植物。根據(jù)土質(zhì)情況和經(jīng)濟(jì)要求，還可以種植農(nóng)作物、經(jīng)濟(jì)果木。

2.2 地面塌陷(沉陷)地

1)場(chǎng)地特征。塌陷型采礦廢棄地是在井工形式開采礦物的過程中，大量采空區(qū)形成的“地面塌陷”。調(diào)查發(fā)現(xiàn)婁底市由于“塌陷型采礦廢棄地”的大量存在，已經(jīng)出現(xiàn)了以地面塌陷、崩滑流為主的礦山地質(zhì)災(zāi)害，而且受災(zāi)面積劇增，受損程度增大，礦山次生地質(zhì)災(zāi)害已由過去的點(diǎn)狀向線狀、面狀發(fā)展，嚴(yán)重影響區(qū)域的生命與生態(tài)安全。

2)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于地面塌陷(沉陷)區(qū)，針對(duì)其地形地貌特征，可以修復(fù)為林地、草地、濕地等，修復(fù)方式主要有：①對(duì)于地面輕微沉陷區(qū)域的房屋墻體修補(bǔ)加固，并做好墻體變形的監(jiān)測(cè)工作；②對(duì)已經(jīng)形成沉陷盆地區(qū)域，利用矸石、粉煤灰等固體廢棄物充填，進(jìn)行基礎(chǔ)的地形修復(fù)；③在基礎(chǔ)地形修復(fù)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，可以采用重覆預(yù)先剝離的表土，恢復(fù)其林業(yè)或者農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；④在基礎(chǔ)地形修復(fù)后，設(shè)計(jì)標(biāo)高比較低的區(qū)域，可以利用粘土泥漿或者防滲膜進(jìn)行隔水層設(shè)置，作為人工濕地開發(fā)利用；⑤在基礎(chǔ)地形修復(fù)后，如果具有自然積水條件，結(jié)合人工濕地技術(shù)，選取合理的濕地植物綠化，形成濕地景觀區(qū)，面積足夠大的情況下，一般會(huì)采用“濕地公園”形式進(jìn)行利用。

建設(shè)人工濕地，重點(diǎn)是植物配置，一般而言，對(duì)于一些濕地水位較深的位置，配置挺水植物，如可配置蘆葦Phragmitesaustralis、菰Zizanialatifolia、香蒲TyphaorientalisPresl等植物，同時(shí)還可配置浮水生的菹草Potamogetoncrispus、水鱉Hydrocharisdubia、眼子菜Potamogetondistinctus等；對(duì)于水位相對(duì)低的區(qū)域，則可以選用燈心草Juncuseffusus、野慈姑Sagittariatrifolia、鴨舌草Monochoriavaginalis、雨久花Monochoriakorsakowii以及笄石菖Juncusprismatocarpus等植物。

2.3 露天采場(chǎng)

1)場(chǎng)地特征。露天采場(chǎng)是指在露天開采作業(yè)后留下的礦坑。露天開采作業(yè)后留下的礦坑對(duì)土地的破壞直接而醒目，與周邊區(qū)域景觀與生態(tài)系統(tǒng)形成巨大的反差，一般又大又深，土地復(fù)墾恢復(fù)難度巨大。婁底市共有露天采場(chǎng)372.74 hm2，絕大部分為采石場(chǎng)，少部分為采煤場(chǎng)，露天采場(chǎng)基本沒有土壤層。

2)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)。①場(chǎng)地修復(fù)：對(duì)于采場(chǎng)內(nèi)較為平整的區(qū)域，采用客土復(fù)綠的方式恢復(fù)為林地；對(duì)于積水區(qū)域，可根據(jù)實(shí)際情況恢復(fù)為濕地。②植被修復(fù)：對(duì)于采場(chǎng)內(nèi)的高陡石質(zhì)邊坡可采用草籽噴播和生態(tài)袋植苗的方式進(jìn)行綠化；對(duì)于垂直懸崖，可選用紫藤Wisteriasinensis、常春油麻藤M(fèi)ucunasempervirens、常春藤Hederanepalensisvar.sinensis、地錦(爬山虎)Parthenocissustricuspidata、綠葉地錦Parthenocissuslaetevirens、絡(luò)石Trachelospermumjasminoides、薜荔Ficuspumila等藤本植物進(jìn)行覆蓋。③場(chǎng)地整理之后，作為“工業(yè)遺址公園”?，F(xiàn)在已經(jīng)有一些開采數(shù)百年的露天采場(chǎng)，建設(shè)成為礦山公園，如河南息縣的“濮公山礦山公園”。

2.4 礦址文化型

2.4.1 工業(yè)廣場(chǎng)

1)場(chǎng)地特征。婁底市共有工業(yè)廣場(chǎng)280.4 hm2，大部分存在廢棄廠房及生產(chǎn)設(shè)施。

2)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)。①?gòu)U棄物拆除：對(duì)于工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)有回收價(jià)值的生產(chǎn)設(shè)施、原料進(jìn)行綜合利用，對(duì)廢棄廠房進(jìn)行拆除。②覆土復(fù)綠：廢棄物拆除后再對(duì)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行覆土復(fù)綠，將區(qū)域恢復(fù)為耕地或林地?；謴?fù)為林地盡量選用鄉(xiāng)土植物復(fù)綠，如楓香Liquidambarformosana、構(gòu)樹Broussonetiapapyrifera、鹽膚木Rhuschinensis、白背葉Mallotusapelta、馬尾松Pinusmassoniana等本地先鋒造林樹種，以及青岡Cyclobalanopsisglauca、小葉青岡Cyclobalanopsismyrsinaefolia、閩楠Phoebebournei、黃連木Pistaciachinensis、任豆Zeniainsignis、欏木石楠Photiniadavidsoniae、石楠Photiniaserratifolia、紫彈樹Celtisbiondii、珊瑚樸Celtis julianae、青檀Pteroceltistatarinowii、杭州榆Ulmuschangii、櫸樹Zelkovaserrata、榔榆Ulmusparvifolia等本地石灰?guī)r地區(qū)頂極群落樹種進(jìn)行搭配。

2.4.2 礦址遺存

1)場(chǎng)地特征。有許多采礦廢棄地不但遺存有大量的礦坑，也遺留了大量的采礦工業(yè)的廠房、工具等。這些遺存蘊(yùn)涵了大量的場(chǎng)地和采礦歷史文化信息，是礦山工業(yè)和周邊居民共享的歷史文化記憶等。這些文化遺存稱為“礦址遺存”[10-12]。

2)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)。①對(duì)于礦址遺存一般會(huì)依據(jù)特有的景觀特征、環(huán)境特征和場(chǎng)地精神開辟為礦山公園，或者重建為城市公園、旅游休閑地、礦山文化旅游地。②觀光科普模式(國(guó)家礦山公園)。在對(duì)礦業(yè)歷史文化挖掘的前提下，科學(xué)保護(hù)礦業(yè)遺跡。按照目前的政策，礦址遺存可以通過科學(xué)的系統(tǒng)規(guī)劃和建設(shè)開發(fā)利用成為“國(guó)家礦山公園”。為此，國(guó)土資源部辦公廳在專門還下發(fā)了“關(guān)于加強(qiáng)國(guó)家礦山公園建設(shè)的通知”，頒發(fā)了《國(guó)家礦山公園建設(shè)指南》，規(guī)范礦山公園的建設(shè)與管理[13]。

3 結(jié)語(yǔ)

采礦廢棄地的存在是對(duì)國(guó)土資源的巨大浪費(fèi)，并對(duì)區(qū)域景觀和生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，因此必須進(jìn)行科學(xué)治理。在森林城市建設(shè)過程中，進(jìn)行國(guó)土綠化，提高城市森林的數(shù)量，是森林城市建設(shè)的重點(diǎn)任務(wù)，但是由于土地有限，把采礦廢棄地作為綠化土地也是一種有效途徑。

2021年06月02日，國(guó)務(wù)院辦公廳以國(guó)辦發(fā)〔2021〕19號(hào)文發(fā)布了《關(guān)于科學(xué)綠化的指導(dǎo)意見》，提出“以宜林荒山荒地荒灘、荒廢和受損山體、退化林地草地等為主開展綠化”，其中的受損山體大部分屬于采礦廢棄地。在《國(guó)家森林城市評(píng)價(jià)指標(biāo)》(GB/T 37342—2019)中提出受損棄置地(Wasteland)生態(tài)修復(fù)率達(dá)80%以上。因此采礦廢棄地的生態(tài)修復(fù)是落實(shí)科學(xué)綠化和建設(shè)森林城市的重要措施。

2021年國(guó)家林業(yè)和草原局辦公室自然資源部辦公廳關(guān)于印發(fā)《造林綠化落地上圖技術(shù)規(guī)范(試行)》的通知把“廢棄礦山擬綠化用地”作為造林綠化落地上圖范圍[14]。

因此，為了實(shí)現(xiàn)采礦廢棄地全面科學(xué)恢復(fù)修復(fù)的目標(biāo)，建議制定采礦廢棄地恢復(fù)修復(fù)的政策，規(guī)范采礦廢棄地恢復(fù)修復(fù)的行為標(biāo)準(zhǔn)，推廣成熟的采礦廢棄地恢復(fù)修復(fù)技術(shù)，強(qiáng)化采礦廢棄地恢復(fù)修復(fù)管理。