遵義市歷史遺留礦山生態(tài)修復(fù)實(shí)踐探究

摘要：遵義市境內(nèi)存在較多歷史遺留礦山，對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成明顯破壞，修復(fù)難度較大。針對遵義市歷史遺留礦山的生態(tài)修復(fù)，利用遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)對生態(tài)破壞進(jìn)行識(shí)別與診斷，提出自然修復(fù)與工程修復(fù)相結(jié)合的模式。其間通過生態(tài)問題分級，制定不同損害程度的修復(fù)策略，涵蓋地質(zhì)安全、植被恢復(fù)和土壤改良。同時(shí)，采用遙感和電動(dòng)修復(fù)等創(chuàng)新技術(shù)，顯著提升修復(fù)效果。評估顯示，修復(fù)后土壤有機(jī)質(zhì)含量提升至3.5%，植被覆蓋率超過75%，重金屬污染減少，土地價(jià)值增長30%～50%，促進(jìn)旅游業(yè)發(fā)展，環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

關(guān)鍵詞：歷史遺留礦山；生態(tài)修復(fù)；效益評估；遵義市

中圖分類號(hào)：X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）01-0-03

Research on the Ecological Restoration Practice of Historical Legacy Mines in Zunyi City

Abstract： There are many historical legacy mines in Zunyi city， which have caused significant damage to the ecological environment and are difficult to restore. For the ecological restoration of historical mines in Zunyi city， remote sensing technology and geographic information systems are used to identify and diagnose ecological damage， and a combined model of natural restoration and engineering restoration is proposed. During this process， ecological issues are classified and restoration strategies are developed for different degrees of damage， covering geological safety， vegetation restoration and soil improvement. At the same time， innovative technologies such as remote sensing and electric restoration have been adopted to significantly improve the restoration effect. The assessment shows that after restoration， the soil organic matter content has increased to 3.5%， vegetation coverage has exceeded 75%， heavy metal pollution has been reduced， land value has increased by 30%～50%， and tourism development has been promoted， with significant environmental and economic benefits.

Keywords： historical legacy mines; ecological restoration; benefit evaluation; Zunyi city

礦山開采活動(dòng)導(dǎo)致的生態(tài)破壞問題在全球范圍內(nèi)日益嚴(yán)重，尤其是歷史遺留礦山，生態(tài)系統(tǒng)退化、水土流失和重金屬污染等問題十分突出。國內(nèi)外雖已開展多種生態(tài)修復(fù)實(shí)踐，但在技術(shù)集成與修復(fù)效果上仍面臨諸多挑戰(zhàn)。遵義市位于貴州省北部，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均降水量約為1 100 mm。遵義市礦山分布廣泛，尤其是紅花崗區(qū)、匯川區(qū)和播州區(qū)，主要礦種包括砂石礦、煤礦、硫鐵礦和鉬鎳礦。由于長時(shí)間的開采，歷史遺留礦山植被嚴(yán)重退化，裸露巖石和礦渣堆積物廣泛存在，形成大量地質(zhì)安全隱患，水土流失嚴(yán)重。歷史遺留礦山具有典型的生態(tài)破壞特征，修復(fù)難度較大，當(dāng)前急需采取綜合治理措施[1]。因此，以遵義市歷史遺留礦山為研究對象，開展綜合生態(tài)評估，創(chuàng)新修復(fù)技術(shù)，探索生態(tài)修復(fù)路徑，并量化修復(fù)對生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，為類似地區(qū)提供技術(shù)借鑒和決策參考。

1 研究方法

1.1 技術(shù)工具應(yīng)用

礦山生態(tài)問題識(shí)別應(yīng)用多種技術(shù)工具。一是遙感衛(wèi)星。高分系列衛(wèi)星用于獲取礦區(qū)高分辨率遙感影像，識(shí)別植被退化、裸露地表以及礦山開采區(qū)域的分布。二是無人機(jī)。無人機(jī)用于高精度三維建模與航測，特別適用于礦山高陡邊坡地形監(jiān)測及地質(zhì)災(zāi)害隱患識(shí)別。三是土壤侵蝕監(jiān)測儀。土壤侵蝕監(jiān)測儀用于監(jiān)測礦山水土流失，獲取土壤侵蝕模數(shù)及表層土壤厚度的變化數(shù)據(jù)。四是水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備?？梢姽夥止夤舛扔?jì)用于檢測礦區(qū)水體的重金屬含量，如鎘、鉛，精確分析水體污染[2]。

1.2 生態(tài)問題識(shí)別與診斷

通過技術(shù)工具的綜合應(yīng)用，識(shí)別遵義市礦區(qū)的主要生態(tài)問題。一是植被退化。遙感影像與無人機(jī)航測數(shù)據(jù)顯示，礦區(qū)植被覆蓋率低于15%。裸露地表面積占礦區(qū)總面積的40%以上，特別是高陡邊坡和礦渣堆積區(qū)，植被退化尤為嚴(yán)重，導(dǎo)致生態(tài)功能明顯下降。二是水土流失。土壤侵蝕監(jiān)測結(jié)果表明，水土流失面積占區(qū)域總面積的30%以上，土壤侵蝕模數(shù)達(dá)4 000 t/（km2·a）。高坡區(qū)（坡度大于25°）的土壤厚度不足150 mm，水土流失速率明顯增加，直接影響區(qū)域穩(wěn)定性。三是地質(zhì)安全隱患。無人機(jī)航測數(shù)據(jù)顯示，超過20處的邊坡存在滑坡或崩塌風(fēng)險(xiǎn)，部分邊坡的坡度超過45°，結(jié)構(gòu)極不穩(wěn)定，尤其在礦山塌陷區(qū)，地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)明顯加大。四是水體污染。水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，河流水體的污染程度顯著升高，主要來源于礦渣堆積和廢水滲透，已對當(dāng)?shù)厮促|(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

1.3 礦山生態(tài)問題分級

目前，遵義市歷史遺留礦山主要存在3類生態(tài)問題，即植被退化、水土流失和地質(zhì)安全。根據(jù)《礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)規(guī)范 第1部分：通則》（TD/T 1070.1—2022）的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，遵義市歷史遺留礦山生態(tài)問題可分為Ⅰ級、Ⅱ級。研究區(qū)歷史遺留礦山植被覆蓋率低于30%，導(dǎo)致生態(tài)功能嚴(yán)重退化，植被退化問題等級為Ⅱ級。根據(jù)《礦山廢棄地植被恢復(fù)技術(shù)規(guī)范》（LY/T 2356—2014），遵義市歷史遺留礦山土壤流失量大于3 000 t/（km2·a），水土流失面積占比超過30%，水土流失問題等級為Ⅱ級。根據(jù)《地質(zhì)災(zāi)害分類分級標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（T/CAGHP 001—2018），遵義市歷史遺留礦山邊坡滑坡風(fēng)險(xiǎn)較高，坡度大于30°，存在較大的地質(zhì)安全隱患，地質(zhì)安全問題等級為Ⅱ級。

2 修復(fù)策略與路徑

2.1 修復(fù)目標(biāo)

修復(fù)目標(biāo)明確指向生態(tài)系統(tǒng)功能的全面恢復(fù)與提升土地利用效率。具體來看，關(guān)鍵目標(biāo)有4個(gè)。一是通過提升土壤有機(jī)質(zhì)含量和陽離子交換能力，恢復(fù)土壤肥力，確保土壤生態(tài)服務(wù)功能恢復(fù)至原生狀態(tài)。二是優(yōu)化植被結(jié)構(gòu)，將植被覆蓋率至少提高到80%，構(gòu)建多層次植被群落，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力。三是降低地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，尤其是滑坡和泥石流等風(fēng)險(xiǎn)，提升地質(zhì)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)區(qū)域長期生態(tài)安全。四是提升礦區(qū)土地利用率，確保修復(fù)后的區(qū)域具備可持續(xù)發(fā)展能力，發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益[3]。

2.2 修復(fù)方案的選擇與應(yīng)用

為實(shí)現(xiàn)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)功能的全面恢復(fù)，修復(fù)方案以植被恢復(fù)、水土保持、地質(zhì)安全隱患治理和重金屬污染治理為核心，結(jié)合具體的修復(fù)目標(biāo)，采用多種技術(shù)手段，確保各項(xiàng)措施的有效性。

2.2.1 植被恢復(fù)工程

采用噴播技術(shù)，結(jié)合土壤改良劑進(jìn)行植被恢復(fù)，選用適應(yīng)性強(qiáng)的本地植物黃櫨、馬尾松。一是種子混合。將植物種子、土壤改良劑和保水材料混合，合理控制用量（300 kg/hm2），確保噴播材料均勻分布在裸露地表。二是噴播機(jī)操作。高壓噴播機(jī)工作壓強(qiáng)設(shè)定為8～10 MPa，確保種子在大面積裸露地表得到均勻覆蓋。噴播距離為15～20 m，根據(jù)地形調(diào)整噴播角度，保證種子均勻覆蓋。三是坡面加固。針對坡度大于25°的區(qū)域，采用植物纖維網(wǎng)覆蓋，增強(qiáng)表土穩(wěn)定性。纖維網(wǎng)的鋪設(shè)密度為1.5～2.0 kg/m2，確保坡面不因水土流失而惡化。

2.2.2 水土保持措施

結(jié)合梯田設(shè)計(jì)、截水溝布設(shè)和植被護(hù)坡，應(yīng)對水土流失。一是梯田設(shè)計(jì)。梯田寬度定為2 m，坡面角度控制在15°～25°，以減緩水流速度。每2 m設(shè)置一層梯田，用土石填筑，防止水土流失。二是截水溝設(shè)計(jì)。深度設(shè)定為0.5 m，寬度為0.3 m，根據(jù)坡面形態(tài)沿斜坡布設(shè)，間距為5～10 m，防止雨水沖刷坡面。三是植草護(hù)坡。選用香根草，栽種密度為10～15株/m2，根系發(fā)達(dá)，有利于固定土壤。種植后灌溉3次，確保成活率大于90%。

2.2.3 地質(zhì)安全隱患治理

采用錨桿加固與噴漿支護(hù)技術(shù)，確保高陡邊坡的穩(wěn)定性。一是錨桿安裝。每根錨桿長度為6 m，直徑為25 mm，按間距2 m布置，鉆孔深度為8 m，注漿量控制在10 L/m，確保錨固力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。二是噴漿作業(yè)。噴漿混凝土層厚度為30 cm，混凝土材料強(qiáng)度等級為C30，噴漿壓強(qiáng)設(shè)定為8～10 MPa。作業(yè)期間需要保證均勻覆蓋，防止孔隙導(dǎo)致支護(hù)失效。三是監(jiān)測系統(tǒng)。邊坡處安裝傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測位移，傳感器間距為10 m，位移變化不得超過2 cm，一旦發(fā)現(xiàn)超標(biāo)，立即采取補(bǔ)充加固措施。

2.2.4 土壤和水體生態(tài)修復(fù)

將電動(dòng)修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)相結(jié)合，去除土壤和水體中的重金屬污染。一是電動(dòng)修復(fù)。每公頃布置10根電極棒，深度插入2 m，電壓設(shè)置為20～30 V，電場作用時(shí)間為24 h/d，處理周期為30～45 d。電極棒通過電場引導(dǎo)土壤中的鎘、鉛等重金屬遷移至電極附近進(jìn)行集中處理。二是植物修復(fù)。種植超富集植物（如芥菜），種植密度為8株/m2，定期（每90 d）收割富集重金屬的植物，防止重金屬再污染。每次收割后，植物會(huì)進(jìn)行集中無害化處理。

2.2.5 生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測與評估

通過無人機(jī)遙感與傳感器進(jìn)行監(jiān)控，確保修復(fù)效果。一是無人機(jī)遙感。每月使用無人機(jī)進(jìn)行航測，飛行高度為150 m，每次覆蓋面積為50 hm2，數(shù)據(jù)包括植被覆蓋率、坡面穩(wěn)定性等，形成三維數(shù)字模型用于分析。二是土壤傳感器布置。每平方千米布設(shè)5個(gè)傳感器，深埋30 cm，監(jiān)測土壤濕度、重金屬含量和有機(jī)質(zhì)含量。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至中央監(jiān)控系統(tǒng)，分析異常情況，即時(shí)調(diào)整修復(fù)策略。

3 效益評估

通過生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的綜合評估，修復(fù)后的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)價(jià)值均提升。生態(tài)效益方面，修復(fù)前土壤有機(jī)質(zhì)含量不足1.0%，年均土壤流失量達(dá)4 000 t/km2，植被覆蓋率不足20%。修復(fù)后，土壤有機(jī)質(zhì)含量提升至3.5%，土壤流失量小于500 t/km2，植被覆蓋率大于75%，生物多樣性指數(shù)為20%。此外，水分含量為30%，進(jìn)一步增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力。經(jīng)濟(jì)效益方面，修復(fù)前礦區(qū)土地利用率低，經(jīng)濟(jì)效益接近于零。修復(fù)后，土地價(jià)值增幅為30%～50%，工業(yè)、農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)的可持續(xù)發(fā)展為當(dāng)?shù)刈龀鲇辛ω暙I(xiàn)，推動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的全面復(fù)蘇。具體數(shù)據(jù)如表1所示。

4 結(jié)論

經(jīng)生態(tài)問題識(shí)別與分級，遵義市歷史遺留礦山主要存在水土流失、植被退化及重金屬污染等問題。根據(jù)生態(tài)破壞程度和問題特征，將自然恢復(fù)和工程修復(fù)相結(jié)合，采取植被恢復(fù)、土壤改良和地質(zhì)安全隱患消除等措施，逐步修復(fù)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)。應(yīng)用遙感和電動(dòng)修復(fù)等創(chuàng)新技術(shù)，極大地提升修復(fù)效果。效益評估結(jié)果表明，修復(fù)后礦區(qū)土壤肥力明顯提升，植被覆蓋率提高，重金屬污染得到有效控制。同時(shí)，礦區(qū)土地價(jià)值顯著提高，工業(yè)、農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)的發(fā)展?jié)摿υ鰪?qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益明顯提升，為當(dāng)?shù)氐目沙掷m(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。研究成果為復(fù)雜礦區(qū)的生態(tài)修復(fù)提供切實(shí)可行的技術(shù)方案，并為類似區(qū)域的生態(tài)治理提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

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