矿山废弃土地复垦研究现状及生态重建构想

张亚波

(陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西 西安 710075)

1 引言

矿山是原料和能源的生产基地，矿产开发是我国国民经济的一大支柱。矿山开发过程给周围的生态环境带来了极大的负担，露天开采、矿渣等废弃物堆积、地面塌陷等产生大量的矿山废弃地[1]。我国矿山数量庞大，因采矿造成的废弃土地面积逐年增加，其中煤炭开采对土地破坏程度最严重，不仅形成了大量矸石山占用土地，并且对土地有着持久的污染，这都威胁着我国社会的稳定发展，随着工业化、城镇化及生态文明建设的不断推进，人地矛盾变得越来越突出[2～4]。

为有效缓解人地供需问题，保证矿山废弃土地占补平衡，把握耕地与经济、社会、生态效益的动态平衡，科学合理规划矿山废弃地整治规划编制，实现矿山废弃土地可持续利用的生态化格局。必须加强矿山废弃土地综合整治工作，加快推进矿山土地复垦工作[5]。按照土地利用总体规划和整治规划的要求，科学合理地进行矿山废弃土地复垦，从不同方向加快矿区生态重建，充分挖掘矿山废弃地生产潜力，提高矿山废弃地的利用强度，改善区域生态环境，促进区域国民经济的健康持续发展[6]。

2 国内外研究现状

2.1 国外研究现状

德国和美国是最早开始土地复垦工作的国家[7]。20世纪50年代末，一些国家已经对复垦区进行系统的绿化；60年代，随着许多工业发达国家对制定复垦规划和复垦工程实践活动的不断加强，矿区废弃地复垦开始进入了科学复垦时代；70年代初，随着复垦技术的不断提升，越来越被人们认为土地复垦是一个多部门、多行业协作的具系统性的工程，因此土地复垦常常被各个企业纳入到矿产开采设计、规划、施工等过程中。80年代末至90年代以来，随着矿区废弃地修复、开发及重建工作的不断进行，矿区废弃地利用的理论处于高潮时期。近10 年来，国际上矿区废弃地复垦研究领域更加活跃，比如，国外一些相关组织召开土地复垦的专题会议，且在有土地复垦方向的国际会议上，土地复垦经常被作为会议的重点论题。

一直以来，国外对土地复垦的研究比较重视，不仅制定了各项土地复垦的法规，而且土地复垦方面的理论研究与实践活动特别活跃。在英国、美国、加拿大及匈牙利等国家，政府在资金筹备方面，主要采取给予复垦资源补贴、创建复垦基金及疏通各种渠道筹集资金等措施支持土地复垦工作；在科研建设方面，各个国家纷纷成立专门的土地复垦学术团体、研究机构，如美国专门成立了国家矿山土地复垦研究中心以加快推动土地复垦方面技术研究[7，8]。另外，英国、澳大利亚、波兰、南非等国家对土地复垦的研究较深，且复垦技术也较先进[9]。近年来，国外在土地复垦的各个方面取得了不同的研究成果：遥感与GIS 在土地复垦的应用、矿山开采对土地生态环境的影响机制与生态环境恢复研究、无覆土的生物复垦及抗侵蚀复垦工艺、矿山复垦与矿区水资源及其它环境因子的综合考虑及清洁采矿工艺与矿山生产的生态保护[10]等。

国外一些国家在矿区土地复垦工作中通常采用综合复垦模式，可有效避免单一的治理模式带来的弊端，实现土地、环境及生态的综合恢复。在法律法规方面，国外的土地复垦方面具完善的法律法规，此外建立了强大的科研组织机构，注重与其他机构合作，形成了清晰的实施标准[11～13]。同时国外土地复垦的组织管理也非常成功，英国、美国等国家有专门做土地复垦的公司，主要承揽一些矿山和市政复垦的工程。前苏联、德国、匈牙利及澳大利亚等国家相继成立了土地复垦机构和专业团队，为企业实现土地复垦工作[14～16]。

2.2 国内研究现状

由于经济、技术等因素的影响，我国较其他国家在土地复垦方面的工作起步较晚。直到20世纪50、60年代，少数矿山才开始自发的进行覆土造田工作。到20世纪80年代，随着1988年国内首部与矿区土地复垦有关的规范性文件《土地复垦规定》颁布之后[17]，土地复垦工作才逐步走向了法制化。

矿山废弃土地复垦在国内主要是从复垦的目标、技术、模式以及管理层次这几个方面进行研究和探索。尽管我国矿山废弃土地复垦的技术取得可喜的成绩，但是目前我国矿山废弃土地复垦率依然不可观。要解决这个问题，必须先明确我国矿山废弃土地复垦的潜力。目前学者们在土地潜力研究方面仅仅局限于耕地整理和农村宅基地整理等的单项潜力研究，复垦潜力基础研究主要集中在土地复垦潜力来源以及土地损毁程度分析等方面。对于矿山废弃土地复垦潜力的研究较少，我国几乎没有相关学者在矿山废弃土地复垦的潜力方面进行系统研究。在土地复垦潜力来源方面主要对区域性以及地震损毁土地复垦潜力来源进行研究。

总体来看，目前我国矿山废弃土地复垦研究已经取得了一定的进展。但由于我国矿山废弃土地复垦起步晚，我国矿山土地复垦事业仍存在很多问题，如相关矿山土地复垦的法律法规不完善、复垦技术落后、资金来源少且单一、从事复垦的学者较少且涉及的领域窄，与国际水平相比尚有较大差距等一些问题[18]。为了推进矿山废弃地复垦事业，必须有效解决上述制约我国复垦工作可持续发展的问题，从全局出发，加强相关法律法规的建设、明确各个管理部门的专项职能、积极引进新技术、提高大众参与度等，确保这一系列举措的有效实施，才能更好地保障矿区土地复垦事业的良好发展。

3 矿区土地复垦技术方法及生态重建构想

3.1 矿区土地复垦技术方法

土地复垦是一项复杂的技术工程，具有综合性、系统性、地域性及多样性的特点[19]。目前，我国对矿区土地复垦的研究主要集中于农地保护，露天矿区土地复垦的对象主要有挖损、占压和污染的土地[20]。矿区土地复垦主要以矿区塌陷地整治和废弃矿渣处理为主，据以往的实践经验，塌陷地主要用平整法、挖深垫浅法以及固体物料充填法。其中平整法主要针对没有积水的塌陷区，即塌陷较浅并未到达区域地下水位的地区。挖深垫浅法主要是用于塌陷区较深、易形成区域积水且水质较好的地区，将塌陷较深的区域继续挖深，填充塌陷较浅的区域，这样在枯水期将塌陷较深的区域经后期改造形成养殖水产的地区。固体填充法的主要填充材料为煤矸石和粉煤灰，特别是在煤矿区，这两种填充材料用处不大，且占地面积广，对矿区环境造成一定程度的污染，用这种方法既可以节约土地可以降低矿区复垦的成本。基于某些填充物会产生土壤的二次污染的风险，一些学者提出了卫生填埋法、裂缝填充、塌陷土地阶地化及等高沟垄种植等土地整治技术[20，21]。在一些土壤侵蚀地区，可应用修筑鱼鳞坑、修筑淤地坝，修筑水池、水坝等工程技术。

3.2 矿区土地生态重建构想

矿区土地生态重建贯穿于矿山开发的整个过程，包括露天采矿场、排土场、尾矿场、矸石场及塌陷区的生态重建。移土和覆土是矿区生态重建的关键环节，实施过程中往往需要将土移动、覆盖到尾矿库及废石场，才能进一步地实施植被恢复等其他恢复工作。在矿区生态恢复中移土所花费的费用是矿山生态恢复总费用的比重非常大，为了节省这一部分费用，往往在矿产开采的过程中有意识地将采剥作业中产生的土就近堆积，降低移土的费用。根据采矿作业的进展流程应及时调整废石场机械平整处理的时间，避免后期随着采矿作业的进行导致机械作业难度加大，或无法作业的困难。因此在矿产开采过程中一定要将生态重建工作考虑进去，做到采矿与生态重建共存。

矿区土地生态重建具局限性，矿产类型、规模，地质条件及气候都是决定其服务价值的因素。融合矿区植被景观生态设计，做到“因地制宜、因时制宜”将矿区土地利用科学合理的划分，细化出不同的功能性区块，同时把景观设计融入到矿区生态重建中去，以植物景观为重点规划方向，在原有植被得到最大化保护的同时将矿区内植物品种的生态功能性获得拓展。根据区域的气候不同和受损土壤的特性选择适宜性的植被，为了避免成本的浪费和原有植被的生长受到影响，杜绝引入不适合该环境生长的植被。

4 结语

我国矿区废弃土地复垦和生态重建是生态文明建设的大计，这与我国国民经济的健康稳健发展密切相关。矿区废弃土地复垦事业坚持走可持续发展的道路，本文通过对矿区废弃土地复垦的国内外研究现状进行阐述，总结了我国目前矿区土地复垦工作的不足，后续土地复垦工作实施过程中需加快实现复垦技术的不断更新，先进设备地不断引进及相关管理政策实际操作性的加强等一系列措施，这些措施的实现是生态文明建设的阶梯。