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煤炭型工矿废弃地复垦研究进展及存在问题

2022-01-01魏样卢楠

区域治理 2021年17期
关键词:废弃地植被重构

魏样 ,卢楠

1.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司;2.陕西省土地整治重点实验室;3.陕西省土地工程建设集团有限责任公司;4.自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室;5.陕西省土地整治工程技术研究中心

煤炭是我们国家的重要能源之一,对我国经济发展起到了举足轻重的作用。我国煤炭资源丰富,主要集中分布在东北、华北、西北等地。随着我国社会经济的快速发展,对矿产资源的需求也越来越大,矿产资源的开采在满足社会发展需求的同时,在一定程度上对生态环境造成了负面影响。矿产资源开采会对土地造成剧烈扰动,引起土体挖损塌陷失稳,采矿废弃物压占污损土地,植被破坏,生物多样性锐减等一系列生态环境问题,更有甚者导致人们无法在原有土地上生产生活,迫使村庄搬迁,农村劳动力转移,从而遗留形成了大量的工矿废弃地。有调查显示,我国因煤炭开采而破坏的土地每年达4×106hm2[1],数量庞大,迫切需要进行复垦修复。

一、煤炭型工矿废弃地复垦的意义

煤炭型工矿废弃地复垦是采取物理、化学或生物学手段,将失去生产能力的土地变为可利用的土地,促进土地资源的节约集约利用,有效减少水土流失、改善生态环境,从而保证区域生态环境形成良性循环。为了促进复垦利用,恢复生态环境,原国土资源部及各省相继发文,试点开展工矿废弃地的复垦利用工作,着力缓解城镇建设用地需求,改善生态环境,促进可持续发展,有效地促进了工矿废弃地的复垦利用。对工矿废弃地进行综合整治和生态修复是践行“绿水青山就是金山银山”理念的重要举措,对于保障土地资源的可持续利用,保护我国土地安全和粮食安全,维护社会稳定和谐具有重要的推动作用。

二、煤炭型工矿废弃地对生态环境的影响

(一)影响地表景观,破坏生物群落结构

煤炭开采分为露天开采和地下开采两类,两种开采方式均会不同程度的对地表景观造成一定程度的破坏[2]。露天开采会砍伐植被、剥离表土,从而破坏景观。地下开采常会引发地表沉陷、坍塌等问题,影响植被的正常生长。有资料显示,我国因采矿而直接破坏的森林面积超过106万hm2,草地面积超过26万hm2[3]。废弃地对植被的破坏势必会影响生物群落结构,破坏生态系统平衡和生物多样性。

(二)污染水土环境,威胁人体健康

煤炭开采过程中会产生一定量的砷、汞、铅等重金属和多环芳烃等有机污染物,这些成分会在污染土壤的同时通过径流等扩散到水体环境中,从而污染水环境。当污染物积累到一定程度后会对植物产生毒害,导致作物产量和品质降低,严重者会通过食物链进入人体内,进而危害人体健康。土壤污染常常具有隐蔽性和不可逆性,因此会对周边的生态环境造成非常严重的影响。

(三)占用和破坏土地资源

煤炭的开采不可避免会占用大量的土地,大量的矿产资源开采对土地资源的占用和破坏非常严重。一般的露天采煤占用土地面积约为采场面积的5倍以上[4]。有资料显示,我国现有国营矿山企业超8000个,个体矿山超23万个,每年因采矿破坏的土地面积数量巨大,直接威胁我国18亿亩耕地红线,加剧了我国人多地少的主要矛盾[5]。

三、煤炭型工矿废弃地复垦措施

煤炭型工矿废弃地复垦措施主要包括物理重构措施、化学重构措施、生物营养重构措施以及植被恢复措施。通过物理重构解决土体失稳塌陷压占等问题,通过化学重构解决土体污染问题,通过生物营养重构解决土地贫瘠问题,通过植被恢复改善生态环境。

(一)物理重构

物理重构主要包括对采空区的充填,对塌陷区的表土剥离回填,对压占区的平整等。采空区充填一般是利用煤矸石[6]、粉煤灰[7]等工业废弃物回填,或采用废石、尾矿砂等作为骨料,辅以水泥、石灰等胶结物质浇筑充填[8],采空区充填可重构缺失损毁地层,有效解决采空区沉陷等安全问题,抑制土壤水分渗漏,达到水肥保蓄的目的,同时实现了煤矸石等采煤废弃物的高效利用,在减少土地资源占用和保护环境的同时,避免了地质灾害等问题的发生。剥离回填是进行采场表土的剥离回填,表土层与其他土层相比,具有较强的生物累积作用,微生物、土壤肥力,尤其是有机质含量较高,因此对采场表土进行剥离回填非常必要。表土剥离可根据不同的区域条件,采用不同的剥离方式,主要包括“挖深垫浅”的条带复垦表土外移剥离法和梯田模式表土剥离法。

(二)化学重构

化学重构主要是针对煤炭型工矿废弃地普遍存在的砷、汞、铅等重金属以及多环芳烃等有机污染物进行修复治理。常用的重金属修复治理方法包括固化稳定化、土壤淋洗、电动修复、生物修复等,常用的有机污染修复技术主要包括蒸汽抽提技术、热处理技术、脱卤技术、氧化技术、生物技术等[9]。每种修复方法各有其优缺点,物理化学修复技术见效快,但价格较为昂贵,且易破坏土体结构、影响土壤生物活性。生物修复方法绿色安全,但是修复周期长,修复效率较低。因此,根据土地利用规划及当地环境条件,因地制宜寻找合适的修复方法尤为重要。

(三)植被重建

煤矿开采会直接或间接对天然植被造成一定程度的破坏,一方面破坏了植被的生产功能,另一方面破坏了植被的生态功能,矿区植被重建应根据区域特点,坚持生态适宜性原则,宜农则农,宜林则林,宜草则草。以乡土植物为主,选育适应性强、根系发达[10]、生态效果好的物种,从而恢复区域植被生产和生态功能。植被恢复的核心问题是要恢复植被生存的土壤环境,复垦矿区土壤养分一般较为贫瘠,因此,植被重建应在恢复土壤环境、改良土壤的前提下,结合生态学要求,营造适生植被,增强生物多样性。

四、煤炭型工矿废弃地复垦存在的问题

(一)复垦相关法规制度不够完善

近年来,国家陆续出台了《土地复垦条例》《土地复垦条例实施办法》等[11],明确了工矿废弃地土地复垦的相关目标和任务。但是条例法规对于复垦相关权责规定不明、可操作性较差,且已不适应现今的发展要求。另外,复垦过程中还缺乏相应的标准规范,比如,煤炭型工矿废弃地调查评估规范、复垦主体工程及配套工程施工规范等,导致在的工程中人为主观因素影响过大,复垦工程实际科学性及可操作性不强,复垦质量参差不齐。现存的问题对煤炭型工矿废弃地复垦工作的顺利、全面开展产生显著的影响。

(二)复垦修复技术研究相对滞后

每年,我国因煤炭开采而破坏形成的工矿废弃地数量非常庞大。然而,不同区域土壤、植被、气候等自然条件不同,煤炭型工矿废弃地的污损程度也存在差异,应采取因地制宜的复垦修复措施,以保证区域地貌重塑、土体有机重构、植被重建以及生物多样性的保护等。我国现有的相关修复技术还不够先进,修复技术体系还不够系统完善,从而直接影响了煤炭型工矿废弃地的生态复垦修复。

(三)复垦资金筹措存在难度

煤炭型工矿废弃地复垦难度较大,相应的耗资较大,现今,复垦资金主要是政府投入,资金规模有限,且资金渠道单一[12-13]。政府投入资金不够与复垦耗资巨大之间的矛盾使得复垦难以达到理想的效果。因而,如何整合资金,保证复垦工作顺利有序进行,是煤炭型工矿废弃地复垦持续深入有效开展的关键所在。

五、小结

对煤炭型工矿废弃地进行复垦修复是我国的重要任务,对于保障我国土地安全、粮食安全、生态安全以及社会稳定意义重大。针对现今复垦存在的问题,应逐渐完善复垦制度,因地制宜加快复垦修复技术研发,制定复垦调查、施工、评价等技术规范,同时不断加强资金融合与资金投入,保障复垦取得显著成效,从而使煤炭型工矿废弃地真正成为“绿水青山”和“金山银山”。

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