礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)研究綜述

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1、礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)研究現(xiàn)狀與展望摘要：礦山廢棄地對生態(tài)環(huán)境有著極大的破壞作用，危及人類的生存與健康，并影響到區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。對礦區(qū)廢棄地實(shí)施生態(tài)恢復(fù)是目前解決礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題的重要措施之一，積極開展礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復(fù)的研究至關(guān)重要。本文回顧我國礦區(qū)采礦的歷史，分析了礦區(qū)采礦所帶來的生態(tài)環(huán)境負(fù)面影響問題，并歸納出我國礦區(qū)廢棄地的類型和特點(diǎn)，綜述了我國礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)的主要方法。最后，展望我國未來礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)研究的前景并提出了合理的建議。關(guān)鍵詞:礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復(fù)修復(fù)技術(shù)礦區(qū)廢棄地是指礦區(qū)開采過程中,露天采

2、礦場、排土場、尾礦壩、塌陷區(qū)以及受重金屬污染而失去經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值的土地[1]。礦區(qū)廢棄地是一種極端裸地,植被稀少,水土流失嚴(yán)重,可造成礦區(qū)水體、土壤和大氣的嚴(yán)重污染,引發(fā)一系列經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會等方面的問題。特別是露天煤礦矸石山排土場含有煤粉、高硫煤矸、深層巖石,對周邊地區(qū)造成了嚴(yán)重的危害。這些污染危害如果不加速治理,將對環(huán)境產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的后果。礦區(qū)廢棄地治理已經(jīng)成為制約礦區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素,而礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復(fù)是促進(jìn)采礦業(yè)與農(nóng)業(yè)的持續(xù)協(xié)調(diào)展的主要手段和保護(hù)礦區(qū)社會穩(wěn)定的重要措施,同時(shí)也是保護(hù)環(huán)境、改善生態(tài)環(huán)境的必要條件

3、。因此,在礦區(qū)廢棄地上進(jìn)行快速、高效的生態(tài)恢復(fù),已成為當(dāng)前生態(tài)環(huán)境保護(hù)所面臨的緊迫任務(wù),是必須要解決的問題。1.我國礦區(qū)廢棄地的類型與特點(diǎn)礦業(yè)廢棄地是指為采礦活動所破壞的,非經(jīng)治理而無法使用的土地。根據(jù)其來源可劃分為4種類型：1）由剝離表土、開采的巖石碎塊和低品位礦石堆積而成的廢石堆廢棄地;2）隨著礦物開采而形成的大量采空區(qū)和塌陷區(qū),即采礦坑廢棄地;3）開采出來的礦石經(jīng)各種分選方法分選出精礦后的剩余物排放堆積形成的尾礦廢棄地;4）采礦作業(yè)面、機(jī)械設(shè)施、礦山輔助建筑物和道路交通等先占用后廢棄的土地。由于受采礦活動的劇烈擾

4、動,礦業(yè)廢棄地具有眾多危害環(huán)境的極端理化性質(zhì),其主要特點(diǎn)如下[2]。(1)表土層破壞導(dǎo)致缺乏植物能夠自然生根和伸展的介質(zhì),水分缺乏、營養(yǎng)物質(zhì)不足、毒性物質(zhì)含量過高。(2)極端貧瘠,N、P、K及有機(jī)質(zhì)含量極低,或是養(yǎng)分的不平衡。(3)存在限制植物生長的物質(zhì),如重金屬含量過高、極端pH值或鹽堿化等。2.礦區(qū)開采的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)2.1占用和破壞大量的土地資源一般而言,露天采礦所占用土地面積大約相當(dāng)于采礦場面積的5倍以上。我國現(xiàn)有國營礦山企業(yè)8000多個(gè),個(gè)體礦山23萬多個(gè)。我國礦區(qū)破壞土地面積累計(jì)達(dá)2.88萬km2,并且每年以

5、大約467km2的速度增長,進(jìn)一步加劇了我國人多地少的矛盾。2.2對地表景觀的改變礦山開采主要分為露天開采和地下開采兩種方式。露天開采必須砍伐植物和剝離表土,因而地表植被往往蕩然無存,取而代之的是大片的裸地;地下開采常導(dǎo)致地表沉陷、裂縫,影響土地耕作和植被正常生長,從而引發(fā)地貌和景觀生態(tài)的改變。盡管兩類采礦方式對土地的破壞途徑、程度和方式不同,但都不可避免地造成地表景觀的改變,導(dǎo)致數(shù)倍于開采范圍的區(qū)域生態(tài)和自然景觀的破壞。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國因采礦直接破壞的森林面積累計(jì)達(dá)106×104hm2,破壞草地面積達(dá)26.3×104hm

6、2。2.3產(chǎn)生環(huán)境污染,危害人體健康礦業(yè)廢棄物中含有大量的酸性、堿性、毒性或重金屬成分物質(zhì),這些物質(zhì)通過逕流和大氣擴(kuò)散,污染水、大氣、土壤及生態(tài)環(huán)境,其影響的區(qū)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了礦區(qū)的范圍。重金屬污染是礦業(yè)廢棄地普遍存在且最為嚴(yán)重的問題,這些重金屬在風(fēng)吹、水蝕作用下能迅速向四周擴(kuò)散并在土壤中積累,當(dāng)積累達(dá)到一定量后就會對土壤、植物系統(tǒng)產(chǎn)生毒害,不僅導(dǎo)致土壤退化,農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)降低,而且還將通過逕流和淋洗作用污染地表水和地下水,使水文環(huán)境惡化,并可能通過直接接觸、食物鏈等途徑危及人類的生命和健康。2.4破壞生物群落的生態(tài)平衡

7、和生物多樣性勘礦、采礦引起的地表與地下水的擾動可以對生物群落造成很大的危害,且許多是不可逆的。如選礦廢水的污染,導(dǎo)致魚蝦幾乎絕跡。2.5地面塌陷,誘發(fā)地震采礦業(yè)對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈擾動,無論是正在開采或已廢棄的礦,都有產(chǎn)生地塌陷和誘發(fā)地震的危險(xiǎn)。廣東凡口鉛鋅礦地表開裂影響區(qū)近5km2,建筑受損面積7×104m2,農(nóng)田受損面積0.7km2。河流中斷,礦坑涌水加劇。大同煤礦因采空區(qū)頂部冒落產(chǎn)生地震幾十次,最大達(dá)里氏3.4級。3.我國礦區(qū)土地生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的方法由于礦區(qū)廢棄地對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞,因此迫切需要對礦區(qū)廢棄地進(jìn)行生

8、態(tài)恢復(fù)與重建。但是,目前我國礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工作總體上還處于初期階段,因此,在我國大力開展礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工作是當(dāng)務(wù)之急。生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵的是生態(tài)系統(tǒng)功能的恢復(fù)和合理結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,而生態(tài)系統(tǒng)的各種功能是靠系統(tǒng)的各組成成分相互作用來實(shí)現(xiàn)的。因此,要恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的功能,必須恢復(fù)系統(tǒng)的非生物成分的功能,進(jìn)行植被的恢復(fù)及動物群落和微生