1、礦山生態環境破壞與生態修復人口、環境、資源問題是當今社會可持續發展的三大主要問題。實現三者的協調、均衡、和諧發展是當務之急。從某種角度來，區域可持續發展是社會可持續發展的子集，而礦山生態環境問題是區域可持續發展的核心或樞紐，因為礦產資源開發利用對一定區域的生態環境系統擾動最大、破壞力最強。運用資源經濟學、恢復生態學的原理和方法對礦山生態環境進行探討，對一定區域可持續發展至關重要。修復礦區土地的生產力、維護生態系統健康對區域農業生產、環境保護均具有重要的現實意義。由于礦藏的不可移動性，以致礦山開采長期占用、破壞、污染土地，改變了區域水系結構，破壞了動植物區系，引發一系列社會經濟與生態環境問題，成

2、為全球環境與發展面臨的焦點問題之一。我國礦區土地復墾工作起步較晚，土地復墾率較低，迫切要求探索適合我國國情的土地復墾技術，提高土地復墾率和生產潛力。本文將在系統分析礦山開采生態環境效應的基礎上，總結適合我國礦區土地復墾的典型技術，以期推動全國土地復墾工作的進一步發展。1.礦山開采的生態環境效應（一）誘發地質災害。由于地下采空，地面及邊坡開挖影響了山體、斜坡的穩定，往往導致地面塌陷、開裂、崩塌和滑坡等頻繁發生。而礦山排放的廢渣堆積在山坡或溝谷，廢石與泥土混合堆放，使廢石的摩擦力減小，透水性變小而出現漬水，在暴雨下也極易誘發泥石流。（二）水文地質條件發生變化與水質污染。礦區塌陷、裂縫與礦井疏干排水

3、，使礦山開采地段的儲水構造發生變化，造成地下水位下降，井泉干涸，形成大面積的疏干漏斗；地表徑流的變更，使水源枯竭，水利設施喪失原有功能，直接影響農作物耕種。同時，礦山開采過程中產生的礦坑水、廢石淋濾水等，一般較少達到工業廢水排放標準，嚴重影響水生生物的生存繁衍與人畜生活飲用。（三）土壤退化與污染由于表土被清除采礦后留下的通常是新土或礦渣，加上大型采礦設備的重壓，往往使土壤堅硬、板結，有機質、養分與水分缺乏。而地面塌陷導致地下水位下降、土壤裂隙產生。土壤中的營養元素也隨著裂隙、地表徑流流入采空區或洼地，造成許多地方土壤養分短缺，土壤承載力下降。礦山固體廢渣（煤什石等）經雨水沖刷、淋溶，極易將其中

4、的有毒有害成分2滲入土壤中，造成土壤的酸堿污染（主要是強酸性污染）、有機毒物污染與重金屬污染。而土壤的納污和自凈能力有限，當污染物超過其臨界值時，將向外界環境輸出污染物，其自身的組成結構與功能也會發生變化，最終導致土壤資源的枯竭。并且，土壤污染在地表徑流和生物地球化學作用下還會發生遷移，危害毗鄰地區的環境質量，受污染的農產品則會通過食物鏈危害人體健康。（四）水土流失加劇。礦山開采直接破壞地表植被，露天礦坑和井工礦抽排地下水使礦區地下水位大幅度下降，造成土地貧瘠，植被退化，最終導致礦區大面積人工裸地的形成，極易被雨水沖刷；由于排土場和尾礦占地，形成地面的起伏及溝槽的分布，增加了地表水的流速，使水

5、土更易移動，沖刷加劇。（五）生物多樣性損失。植被清除、土壤退化與污染、水土流失，對礦區生物多樣性的維持都是致命打擊，嚴重威脅了動植物生存。2.礦區生態恢復的典型技術2.1礦區土壤污染的治理礦區土壤重金屬污染的治理。國內外礦區土壤重金屬污染治理主要包括物理、化學和生物治理技術三類。其中，生物治理技術包括微生物修復技術、動物修復技術與植物修復技術。設施簡便，投資少，對環境擾動也少，被認為是最有生命力的。礦區土壤培肥改良技術。土壤培肥改良技術就是對土壤團粒結構、pH值等理化性質的改良及土壤養分、有機質等營養狀況的改善，這是礦區生態恢復的最終目標之一，具體包括：（1）表土轉換：在采礦前先把表層及亞表層

6、土壤取走并加以保存，待工程結束后再放回原處，這樣雖破壞了植被，但土壤的物理性質、營養條件與種子庫基本保持原樣，本土植物能迅速定居。（2）客土覆蓋：廢棄地土層較薄時，可采用異地熟土覆蓋，直接固定地表土層，并對土壤理化特性進行改良，特別是引進氮素、微生物和植物種子，為礦區重建植被提供了有利條件。（3）土壤物理性狀改良：土壤物理性狀改良的目標是提高土壤孔隙度，降低土壤容重，改善土壤結構，短期內可采用犁地和施用農家肥等方法。（4）土壤pH值改良：對于pH值不太低的酸性土壤可施用碳酸氫鹽或石灰來調節酸性，增加土壤中的鈣含量，改善土壤結構。（5）土壤營養狀況改良：主要包括化學肥料、有機廢棄物、固氮植物、綠

7、肥、微生物等。32.2礦區植被的恢復。根據礦區的氣候和土壤條件，植被篩選應著眼于植被品種的近期表現，兼顧其長期優勢，植物品種的選擇首先要根據生物學特性，考工適地適樹原則，尤以選擇根系發達、固土固坡效果好、成活率高、速生的鄉土植物。在配置植物時要考慮邊坡結構、種植后的管護要求、自然條件等，以決定種植的形式和品種。同時要考慮與設計目的相適應；與附近的植被和風景等條件相適應。2.3水土流失的綜合治理（1）固體廢棄物攔擋工程。在堆棄場地建設擋渣墻、攔渣壩和排水工程等，進行攔擋與防漏處理。（2）坡面排水工程。對影響礦山安全的坡面根據坡長分段布設截流溝、排洪渠等工程，并配以防護林草帶，增加植被覆蓋，減少坡

8、面徑流對地表的沖刷，保證礦業生產安全運行。（3）邊坡防護工程。礦山開采形成的各類邊坡，除盡可能采取措施恢復植被外，根據邊坡穩定程度及對周圍的影響，采取相應的工程措施進行防護。坡面防護根據坡度不同而采用石砌護坡或植被護坡。（4）土地整治工程。對礦山生產過程中產生的大量廢石堆、廢棄工業場地及尾礦庫，采取排蓄結合的辦法，排水攔渣,有效解決“三廢”污染。同時對服務期滿的棄渣場、尾礦庫采取復墾措施，提高土地利用率。（5）植被恢復工程。對各類裸露面，分別采取不同的措施，加速植被恢復。3.項目概況本文以“門頭溝區龍鳳嶺廢棄礦山生態修復試驗示范工程”為例，就礦山對生態環境的影響進行分析，并提出相關環保措施。門

9、頭溝區內礦藏豐富，其中以煤、石灰石儲量大、分布廣，并有近700年的開采歷史。經調查，截止到2004年底區內廢棄礦山133個，總占地面積866.65公頃，棄渣總量144190立方米。該項目采用的技術原理：項目將緊緊圍繞工程建設目標，通過結合重點工程建設，進行單項技術成果的直接應用，及成熟技術的組裝、配套與集成，解決工程中各項技術難題，建立具有高科技含量和示范價值的模式區，向周邊輻射推廣。并通過建立一定面積的試驗示范區，進行初步成果的中試、開展科學研究、積累基礎數據與資料，加快門頭溝區生態修復工程建設，為切實提高工程科技含量、確保工程質量提供技術保障。該項目的關鍵技術創新點：試驗示范工程在治理中應

10、用了雙向格柵、生態植被毯、植生基材噴附等技術，具有一定的創新性；提出的植物品種選擇和品種組合模式，為本地區大范圍公路邊坡、采石廠、什石山的水土保持與生態修復提供了科學技術支撐，具有較突出的推廣應用價值，目前已達到國內領先水平。4.項目區環境問題門頭溝區礦山企業大都分布在108、109國道兩側和名勝風景區沿線，大量煤什石山和采石棄渣由于無人管理，天長日久經過風吹日曬雨淋，風化分解，形成沙土，大風吹過，揚塵四起，不僅影響人們的生產生活，而且造成了嚴重的生態環境問題；堆放在山坡和溝道的大量煤什石和采石棄渣，為泥石流和山洪的爆發提供了大量的物質條件，極易產生泥石流，給人們生命和財產構成很大的威脅；另一

11、方面，光巖裸地散布于區內主要景點和交通要道沿線，形成山體之中的斑禿，影響了區內的景觀效果，給旅游業發展帶來不利的影響。多年無序開采，使得山體傷痕累累。作為首都的西部屏障，如何治理廢棄煤礦、采石場以及河道荒灘，以遏制風蝕危害，防治水土流失，實施生態修復已到了刻不容緩的地步。礦山開采后產生的主要環境問題有：4.1邊坡穩定問題礦體剝采活動將破壞區內原有地貌景觀及巖體的完整性，形成陡坎、臨空面，破壞斜坡的自然坡度角，導致斜坡的穩定性受到影響，加之礦體表層風化，在采礦過程中容易發生石塊滑落，崩塌等邊坡失穩現象，從而影響采礦安全。4.2土地和植被破壞問題區內進行的露天開采，將完全破壞地表的土地和植被，降低

12、土地涵養分，加劇水土流失，且治理難度較大，過程較長。廢石堆放和生活建筑物的搭建不僅改變原有地貌景觀，且覆蓋植被，影響植物生長。固體廢棄物的堆放也毀壞原生植被，惡化植物群的生存條件，使其覆蓋率降低，并引起水土流失。4.3占用與破壞土地資源露天采礦、開挖和各類廢渣、廢石、尾礦堆置等直接破壞與壓占土地。礦區5剝采長生的排土場如不及時治理，必然會產生重大的生態環境危害。4.4對景觀的影響露采礦山不僅占用與破壞大量的土地資源，而且采掘剝離對自然景觀的肢解和蠶食相當嚴重。采礦使原來綠樹成蔭的青山綠水變得千瘡百孔，采礦留下一些陡峭的光滑石壁（坡度60°80°,少數成倒鷹嘴狀），幾乎寸草不

13、生。一些露采礦山采用凹陷式開采，采后形成的深坑廢棄后都積水成潭。這些都嚴重影響了周圍的環境景觀。4.5地質災害露采礦山采礦后形成的高而陡的采礦邊坡常誘發滑坡、崩塌地質災害或存在滑坡、崩塌地質災害的隱患；一些廢土、石、渣、煤什石的堆放不當，也會引起泥石流的發生。4.6環境污染露采礦山固體廢棄物長期堆放在水體邊，經降雨淋濾，使廢棄物中的有害物質隨雨水排入地表水體，造成水體污染；止匕外，有些廢土（石、渣）堆中因含有放射性元素，如鍬（天青石），對周邊環境形成放射性污染。5.環保措施礦山生態恢復治理是一項復雜的系統性工程，涉及學科面廣，包括：恢復生態學、景觀生態學、生態經濟學、環境地質學等。廢棄露采礦山

14、生態恢復一般可從5個方面來進行：廢棄地的整治；巖質邊坡綠化；地質災害的治理；環境污染的修復；景觀綜合治理。5.1廢棄地的整治礦山廢棄地整治的關鍵是在正確評價廢棄地類型和特征的基礎上進行植被的恢復與重建，進而使生態系統實現自行恢復并達到良性循環。露采礦山廢棄地包括四種類型：一是由剝離的表土、開采的廢石及低品位礦石堆積形成的廢石堆廢棄地；二是隨著礦物開采形成的大量的采空區域即采坑廢棄地；三是利用各種分選方法分選出精礦物后的剩余物排放形成的尾礦廢棄地；四是采礦作業面、機械設施、礦山輔助建筑物和道路交通等先后占用后廢棄的土地。（1）基質改良。露采礦山廢棄地中一般缺乏N、P、K等營養元素，但這些難以由自

15、然過程所恢復，或者需要很長時間，必須通過人為方式恢復。土壤作6為植物生長的介質，其理化性質和營養狀況是生態恢復成功與否的關鍵。目前主要有：表土覆蓋法；化學改良法；施加有機質等方法。采取“以廢治廢”的方法具有很好的生態效益和社會效益，污水污泥、生活垃圾、泥碳及動物糞便含有大量有機質，釋放緩慢，可緩解金屬離子毒性和提高基質的持水保肥能力，以一定比例施用能有效提高礦山廢棄地的有機質含量和改變其結構性能。但是長期改良必須依靠植物，利用固氮植物和菌根植物改良廢棄地是經濟效益與生態效益俱佳的方法。（2）植被恢復。植被恢復是礦山廢棄地生態恢復的關鍵，因為幾乎所有的自然生態系統的恢復總是以植被的恢復為前提的。

16、故根據具體環境條件選擇適宜的樹種是生態恢復的關鍵技術之一。由于礦山廢棄地的自身特點、周邊的自然、社會環境等差異，礦山廢棄地的生態恢復有著完全不同的目標。若以水土流失和污染控制為目標，則適宜選擇一些生物量高、根系發達的多年生的耐性草本植物，同時選擇部分灌木、喬木加強其控制效果。若以農業用地為目標，選用的植物或作物品種，必須考慮到有害元素在可食部分的積累狀況，盡可能避免有害元素在食物鏈中的大量富集。以野生生物保護為目的的生態恢復，則盡可能選擇鄉土物種，而且物種的組成盡可能的多樣化，在這種情況下，引入地帶性原始植被的土壤種子庫是一個很好的策略。以旅游休閑為目的的生態恢復，則在考慮植被耐性的同時，也要

17、考慮到可觀賞性花草樹木的配置。可見，物種選擇不僅受制于礦山廢棄地本身特性，同時還要兼顧生態恢復的目標。5.2巖質邊坡綠化巖質邊坡一般坡度較大，在40。70。之間，通常是碎石和石塊結構。有些石壁坡面光滑，無任何基質，而且坡度大多超過80°甚至達90°,往往有相當的高度，通常數十米，甚至上百米，是名副其實的“懸崖峭壁”。顯然，復綠都是極其困難的。一些發達國家，如美國、德國、英國和日本等，較早開始重視坡壁綠化，并開創了一系列的坡壁綠化工程技術，它們是種子噴播法、客土噴播法、鋼筋水泥框格法、植生卷鋪蓋法、纖維綠化法、厚層基材噴射綠化法、生態多孔混凝土綠化法以及客土袋液壓噴播植草法等

18、等。7但是在國外由于采石有嚴格的法律法規約束，石壁坡度超過60。時一律要求臺階式開采，所以石壁很少有陡高坡，因而這些技術在國外能達到預期的效果。但我國大部分地區的石壁的坡度都超過600甚至達90°,因而直接模仿和引進國外技術方法，效果不甚理想，而且成本過高，不適合我國國情。如目前國內較常用的噴播技術，由于噴漿與巖體的黏結很差，防護效果也不理想。石壁實現綠化需具備兩個條件：一是坡面上必須有植物能賴以持續生長的種植基質；二是種植基質能永久固定在巖面上。止匕外，綠化的同時，要考慮邊坡的穩定和安全，也要考慮與周圍環境協調一致做到一勞永逸，避免重復建設并盡量減少日常維護和管理費用。此外，對城市景觀影響較大的如離交通線或者旅游點較近，且可視面積較大的石壁，可以考慮結合城市片區規劃和小區設計，從文化藝術與體育的視角進行整治，對石壁進行景觀再造，將石壁整形、雕塑或用植物造景，美化環境。5.3地質災害的治理露天采礦場閉坑后留下的潛在災害類型主要有滑坡、崩塌、泥石流等，這是由于露采后留下的高邊坡和廢石、廢渣堆放較高，