冶金礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)的進(jìn)程范文

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摘要：冶金礦山廢棄地是對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行開發(fā)利用時(shí)在地球表面留下的“疤痕”。近年來(lái)，冶金礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)工作受到越來(lái)越多的重視。闡述了冶金礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)的必要性及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀；詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外鐵礦廢棄地常用的土壤改良技術(shù)、植被恢復(fù)技術(shù)、邊坡治理技術(shù)，以及再利用模式；同時(shí)指出了加緊開展廢棄礦山的生態(tài)修復(fù)工作，應(yīng)當(dāng)成為今后我國(guó)環(huán)境治理的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：冶金礦山；廢棄地；生態(tài)修復(fù)；土壤改良；邊坡治理

冶金礦山行業(yè)涉及面廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要基礎(chǔ)。但在礦山的開采過(guò)程中，會(huì)不可避免地挖掘和破壞山體、毀壞林地和耕地、擠壓動(dòng)植物的生存空間，造成嚴(yán)重的水土流失和生態(tài)系統(tǒng)退化，形成大片的裸露山體和廢棄礦場(chǎng)；在資源的加工過(guò)程中，會(huì)副產(chǎn)大量的固體廢棄物，如廢石、尾渣等，它們堆棄占用土地，破壞耕地，釋放有毒物質(zhì)，并向周圍環(huán)境遷移擴(kuò)散，通過(guò)食物鏈在動(dòng)植物體內(nèi)和人體中富集，威脅礦區(qū)生物的多樣性和礦區(qū)居民的正常生產(chǎn)生活，制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展［1-6］。隨著礦產(chǎn)資源的日益貧化，這些問(wèn)題日趨嚴(yán)重，因此，對(duì)礦山廢棄地進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，恢復(fù)其原有功能，已經(jīng)刻不容緩。

1冶金礦山廢棄地的生態(tài)現(xiàn)狀

冶金礦山廢棄地指在礦山開采過(guò)程中因被污染、占用或破壞，以致暫時(shí)失去利用價(jià)值的土地［7］。根據(jù)其成因，礦山廢棄地可分為五類：（1）排巖場(chǎng)。由被剝離的表土、被剝采的廢石以及缺乏深加工價(jià)值的低品位礦巖堆棄而成，堆積體結(jié)構(gòu)松散、不穩(wěn)定，自然條件下很難風(fēng)化粉碎，表層植被生長(zhǎng)困難；（2）尾礦庫(kù)。由礦石經(jīng)洗選加工后產(chǎn)生的尾渣泵送堆積而成［8］。尾渣粒徑小、質(zhì)地松散、表層干燥、保水能力差，尾渣會(huì)持續(xù)向外界釋放有毒物質(zhì)，尾渣毒性很強(qiáng)，植被難以存活［1-2］；（3）露天采坑。露天開采埋層較淺的礦床所形成的凹坑，通常直徑較大、挖掘較深，表層巖石風(fēng)化嚴(yán)重，植被立地條件差，難以形成植被覆蓋［9］；（4）塌陷區(qū)。礦區(qū)地下大量開采后，地質(zhì)條件不穩(wěn)定，地面塌陷所形成的塊狀、帶狀凹陷區(qū)域，塌陷區(qū)地表破碎、難以復(fù)墾，塌陷坑四周封閉，坑內(nèi)常年積水［10-11］；（5）壓占地。為開發(fā)礦山所修建的輔助設(shè)施，如建筑物、公路等，它們會(huì)占用大量土地，在礦山停采后，這些區(qū)域被水泥、砌石、磚瓦等覆蓋，難以復(fù)墾。我國(guó)在20世紀(jì)50年代就開始了礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)工作，但受限于當(dāng)時(shí)的觀念和技術(shù)水平，這項(xiàng)工作一直處于零星、小規(guī)模狀態(tài)，并未完全發(fā)展起來(lái)。針對(duì)礦區(qū)嚴(yán)重破壞的情況，國(guó)家相繼出臺(tái)了多項(xiàng)舉措，一方面規(guī)范和引導(dǎo)礦區(qū)土地復(fù)墾工作［12］，同時(shí)明確礦企在礦山修復(fù)工作中的責(zé)任，增強(qiáng)了企業(yè)的責(zé)任意識(shí)，政企聯(lián)合，加快了我國(guó)礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)的工作進(jìn)展［13］，截止2016年底，我國(guó)已累計(jì)投入修復(fù)資金近千億元，累計(jì)修復(fù)土地上百公頃，資助研發(fā)、推廣了近200項(xiàng)先進(jìn)治理技術(shù)，生態(tài)修復(fù)工作取得顯著進(jìn)步［14］。然而，我國(guó)礦區(qū)污染面積大，污染程度深，而多數(shù)礦企習(xí)慣了“先污染后治理”的生產(chǎn)模式，歷史欠賬多，使得環(huán)境治理資金需求量巨大。在當(dāng)前持續(xù)低迷的礦業(yè)形勢(shì)下，礦區(qū)土地的修復(fù)費(fèi)用主要由政府財(cái)政撥款提供，資金缺口很大［15］。截止2016年底，我國(guó)礦山廢棄地的修復(fù)率仍不足30%，與其他礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家50%~70%的平均修復(fù)率相距甚遠(yuǎn)，廢棄土地修復(fù)工作不容樂(lè)觀［13］。國(guó)外礦山的生態(tài)修復(fù)工作可追溯到19世紀(jì)末，到20世紀(jì)中期已經(jīng)開始了系統(tǒng)化、規(guī)模化的治理工作，并在法律法規(guī)、管理方式和修復(fù)技術(shù)等方面獲得了大量的成功經(jīng)驗(yàn)。澳大利亞實(shí)行礦產(chǎn)開發(fā)、土壤改良與生態(tài)恢復(fù)相結(jié)合的“三位一體”管理模式，促進(jìn)了礦區(qū)土地復(fù)墾和生態(tài)修復(fù)工作的進(jìn)展［12］；美國(guó)的礦山土地復(fù)墾工作始于20世紀(jì)30年代，現(xiàn)已形成了健全的法律體系和完善的管理制度，廢棄土地復(fù)墾率高達(dá)85%，其首創(chuàng)的復(fù)墾保證金制度已被許多國(guó)家學(xué)習(xí)采用［16］。德國(guó)在礦區(qū)土地復(fù)墾方面投入了大量的人力和財(cái)力，目前德國(guó)廢棄土地的復(fù)墾率已經(jīng)超過(guò)90%[13]。相比較而言，我國(guó)礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)工作任重而道遠(yuǎn)。

2冶金礦山的生態(tài)修復(fù)技術(shù)

礦山廢棄地地表大多坑洼不平、浮石凸起，鐵礦等金屬礦廢棄地地表還散落有許多硬度大、難以破碎的低品位礦石。在進(jìn)行土地復(fù)墾前，應(yīng)首先利用推土機(jī)、壓路機(jī)等大型設(shè)備對(duì)其地表進(jìn)行平整處理，使區(qū)域附近地表性質(zhì)盡量均一化，減小土壤改良和植被恢復(fù)的阻力，為后續(xù)復(fù)墾工作創(chuàng)造有利條件。礦山廢棄地土壤重金屬污染嚴(yán)重，氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素嚴(yán)重缺失，土壤結(jié)構(gòu)性差，在不進(jìn)行人工干涉的情況下，礦區(qū)植被很難恢復(fù)。因此，修復(fù)礦區(qū)污染土壤是礦區(qū)植被恢復(fù)和生態(tài)重建的前提。

2.1物理修復(fù)技術(shù)

土壤的物理修復(fù)技術(shù)包括表土轉(zhuǎn)移和客土回填兩種。表土轉(zhuǎn)移指在礦山開采前將區(qū)域內(nèi)表層土壤收集保存，待閉礦后再重新覆蓋的方法［17］，在這個(gè)過(guò)程中，雖然地表植被被完全破壞，但土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素和種子庫(kù)得以很好保存，能夠加快植被的恢復(fù)速度［18］，表土轉(zhuǎn)移法僅適用于新開礦山和新建尾渣場(chǎng)，在西歐國(guó)家的鐵礦露采場(chǎng)應(yīng)用較為廣泛。客土回填指直接將區(qū)域內(nèi)原有表土全部移除，回填適于植被生長(zhǎng)的耕植土，在表面形成0.1~1.0m厚的覆蓋層，以達(dá)到土壤改良的目的，Mago-ba等［19-20］在大量實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，覆土厚度與植被覆蓋率的增量成正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)覆土厚度為30cm時(shí)，區(qū)域內(nèi)植被的覆蓋率能提高近70%。該法效果明顯，但需要外借耕值土，費(fèi)用昂貴。湖北黃梅馬尾山鐵礦通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后采用了表層客土全覆蓋、喬灌草間植的方式進(jìn)行植被恢復(fù)，對(duì)防治水土流失和改善區(qū)域環(huán)境起到了很好的效果。

2.2化學(xué)修復(fù)技術(shù)

礦山廢棄地普遍酸堿化過(guò)度，土壤pH值嚴(yán)重偏離正常范圍，不適于植被生長(zhǎng)，必須添加酸堿調(diào)節(jié)劑進(jìn)行基質(zhì)改良。對(duì)于酸化土地，可以施用石灰、碳酸氫鹽等進(jìn)行基質(zhì)改良［22］，劉珊珊等［23］探究了用石灰調(diào)節(jié)南京紫金山銅礦堆浸場(chǎng)pH值的可行性，發(fā)現(xiàn)在浸場(chǎng)表層持續(xù)噴撒石灰一段時(shí)間后，能夠顯著提高基質(zhì)表層的pH值，但由于渣堆厚度較深、下層尾渣酸化嚴(yán)重，因此對(duì)渣堆深處的pH值沒(méi)有明顯調(diào)節(jié)效果，這對(duì)于鐵尾礦庫(kù)表層基質(zhì)的改良可起到一定的借鑒作用。對(duì)于堿化土地，可以投入石膏、碳酸氫鹽、硫酸亞鐵等來(lái)中和基質(zhì)的堿性［24］。Na+含量過(guò)高容易導(dǎo)致土壤板結(jié)，石膏中的Ca2+能夠有效地替換Na+，降低土壤堿性，疏松土壤，改善水分、空氣和有機(jī)質(zhì)的流通條件。當(dāng)土壤酸堿度過(guò)高或失調(diào)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，宜采用“少量多次”的方法施加調(diào)節(jié)劑，這樣既能保證藥劑的持續(xù)效力，增強(qiáng)調(diào)節(jié)效果，又能節(jié)省藥劑。重金屬處理是土壤修復(fù)的關(guān)鍵，利用化學(xué)物質(zhì)（包括鈣酸鹽、含磷材料、鐵氧化物、鐵鹽、ED-TA、α-淀粉酶、腐殖酸等）的吸附沉淀、氧化還原、催化還原、絡(luò)合等作用，可以在一定程度上達(dá)到重金屬離子固定的目的，顯著減弱重金屬離子的遷移能力［25-31］。鐵礦廢棄地中存在的重金屬主要有銅、鎘、鉛、鋅等，Ca2+對(duì)這些重金屬離子有明顯的拮抗作用，可以有效緩解其毒性，向廢棄土地中噴撒藥劑可阻礙農(nóng)作物對(duì)它們的吸收，保證農(nóng)產(chǎn)品安全［32］。EDTA通過(guò)螯合作用可以固定多種重金屬離子，且對(duì)土壤中的微生物群落幾乎不產(chǎn)生影響，是目前廣泛應(yīng)用的鐵礦廢棄地重金屬淋洗劑［33］。黃凱［34］將有機(jī)肥和泥炭的混合試劑經(jīng)過(guò)特殊工藝處理后，用于修復(fù)鉛鋅礦尾礦庫(kù)污染土壤。Wu等［35］利用黏土、生物炭成功研制出一種具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的新型納米復(fù)合材料，能促使有毒的Cr6+轉(zhuǎn)化成無(wú)毒的Cr3+，大大簡(jiǎn)化了土壤的修復(fù)步驟，提高了修復(fù)效率。另外，利用城市污泥較強(qiáng)的黏性、持水性和保水性，將其用于土壤改良，既能夠提高土壤肥力，改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，又能以廢治廢，促進(jìn)城市固體廢棄物的資源化再利用［36-37］。另外，從城市污泥中提取出的一些菌株還能對(duì)Cr6+起到還原作用，可有效去除其中90%的Cr6+，實(shí)現(xiàn)鉻渣堆六價(jià)鉻的高效治理［38-39］。

2.3生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)指利用酶、菌類及土壤動(dòng)物等的新陳代謝作用來(lái)降低土壤中有毒、有害物質(zhì)的濃度，從而達(dá)到土壤修復(fù)目的的一種技術(shù)。趙永紅等［40］認(rèn)為，植物與降解菌的協(xié)同作用，可顯著增加土壤中降解菌的數(shù)量，提高降解菌的活性，改善植被的根際微環(huán)境，促進(jìn)植被對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收，促進(jìn)植被的立地生長(zhǎng)，加快土壤環(huán)境的改善速度。Denny等［41］研究發(fā)現(xiàn)，在土壤中接種菌根，菌根分泌物能夠增強(qiáng)土壤中重金屬離子的遷移能力，增強(qiáng)植被的抗性，促進(jìn)植物對(duì)重金屬離子的吸收，加快土壤的凈化速度。Boyer等［42］研究了土壤動(dòng)物蚯蚓對(duì)土壤中重金屬的凈化作用，發(fā)現(xiàn)蚯蚓既能夠吞食土壤中的重金屬，又能夠疏松板結(jié)土壤，增加土壤孔隙度，改善土壤的物理結(jié)構(gòu)。徐池［43］對(duì)用不同馴化濃度/時(shí)間篩選出的赤子愛(ài)勝蚯的生理指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)比較，通過(guò)急性毒性試驗(yàn)和彗星試驗(yàn)確定了該種類蚯蚓的耐性最佳馴化條件，用該最佳條件篩選出的赤子愛(ài)勝蚯對(duì)重金屬有強(qiáng)提取作用，利用蚯蚓的吞食作用來(lái)改善重金屬污染土壤具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.4植被恢復(fù)技術(shù)

鐵礦廢棄地土地貧瘠、鹽堿化嚴(yán)重、重金屬毒害作用強(qiáng)，經(jīng)過(guò)一系列的修復(fù)措施，如表土轉(zhuǎn)移、化學(xué)試劑投放等，在一定程度上修復(fù)被破壞的土壤，通過(guò)人工種植能較快實(shí)現(xiàn)礦區(qū)的植被覆蓋，最終建立起新的生態(tài)平衡［44］。禾草植物和豆科植物經(jīng)常都被用作礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)過(guò)程中的先鋒植物，它們生長(zhǎng)迅速，抗旱性強(qiáng)，耐貧瘠能力強(qiáng)，且豆科植物具有固氮能力，能夠產(chǎn)生易于植被吸收、且緩釋性能良好的有機(jī)氮，這對(duì)于貧瘠土壤的修復(fù)改良至關(guān)重要［45］。楊卓等［46］對(duì)禾草植物高羊茅和黑麥草的重金屬耐受性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)這兩種植物抗逆性很強(qiáng)，可在重金屬污染土壤中迅速生長(zhǎng)，能夠起到防止土壤侵蝕的作用。Chen等［47］發(fā)現(xiàn)，香根草具有對(duì)Cd2+的強(qiáng)富集作用，即使在Cd2+含量極低的土壤中，葉片中所吸收的Cd2+濃度也可達(dá)218gC/hm，是鐵礦廢棄地中Cd的理想治理植物。此外，高山甘薯、海州香薷、酸模等對(duì)Cu有較強(qiáng)的富集作用，高山漆菇草、東南景天羽葉鬼針草等對(duì)Pb也有富集作用［48-52］。多季收割重金屬富集植物，土壤中重金屬離子濃度降低，這時(shí)可種植一些生物量更大的植物（如灌木、喬木等）來(lái)完善區(qū)域的生物群落，增強(qiáng)礦區(qū)的保水、保肥能力和抗逆性［53］。對(duì)于收割獲得的重金屬富集植物體，可采取焚燒法、高溫分解法、生物解吸法、植物冶金法、液相萃取法等進(jìn)行處理［54-55］，其中焚燒法和高溫分解法能夠顯著減少植物殘?bào)w的體積和重量，是目前最為行之有效的重金屬富集植物體處置技術(shù)［56-57］。

3冶金礦山的邊坡治理技術(shù)

鐵礦廢棄地環(huán)境惡劣，露天采坑等區(qū)域表土幾乎被完全剝離，土地結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，水分和養(yǎng)分流失嚴(yán)重，滑坡時(shí)有發(fā)生；排巖場(chǎng)、尾礦庫(kù)的堆積結(jié)構(gòu)松散，顆粒易流動(dòng)，且堆場(chǎng)往往勢(shì)能較高，是潛在的人造泥石流發(fā)生源［11］。鑒于這些特征，除對(duì)礦區(qū)采取必要的生態(tài)修復(fù)手段外，還必須輔以邊坡治理等措施，以疏通地表徑流，減少基質(zhì)流失，增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性，降低滑坡和潰壩風(fēng)險(xiǎn)。

3.1客土噴播技術(shù)

客土噴播技術(shù)是一項(xiàng)新型的巖質(zhì)邊坡綠化技術(shù)，主要利用機(jī)械攪拌設(shè)備將客土、種子、緩釋肥、粘結(jié)劑、保水劑、穩(wěn)定劑等充分混勻，在待修復(fù)坡面上錨桿掛網(wǎng)，然后利用泵和壓縮空氣機(jī)將基材垂直噴附到坡壁上，形成具有一定厚度的噴附層［58］。噴附層結(jié)構(gòu)良好，含有植物生長(zhǎng)所需的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中的保水劑為高分子樹脂材料，具有很強(qiáng)的儲(chǔ)水保水能力，可吸收超過(guò)自身重量數(shù)百倍的水分，且高壓下水分不脫除［59］。在種子的出苗和生長(zhǎng)過(guò)程中，噴附層能夠持續(xù)供水供肥，確保植物的正常生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)邊坡的快速綠化。為豐富邊坡生物群落，客土噴播技術(shù)通常采取草罐混植的搭配方式進(jìn)行植被培育，同時(shí)選用根系發(fā)達(dá)、抗逆性強(qiáng)的植物種子，充分利用植物根系對(duì)土壤的加筋和錨固作用，力求達(dá)到最佳護(hù)坡效果［60］。

3.2植被混凝土技術(shù)

植被混凝土技術(shù)綜合了土壤學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)、巖土力學(xué)、園藝學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，系統(tǒng)考慮了邊坡角度、裸巖性質(zhì)、氣候特征、綠化要求等條件，采用特定的混凝土配方和種子配方，將植生土、膠結(jié)劑、綠化劑、有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)、肥料、保水劑、草種等基礎(chǔ)材料混勻，然后澆灌于坡壁以起到邊坡防護(hù)與綠化的作用［61］。植被混凝土所用的膠結(jié)劑為普通硅酸鹽水泥，將其與特制的綠化劑配合使用，能夠在巖坡表面形成具有大量細(xì)密孔隙的植被生長(zhǎng)基質(zhì)，該生長(zhǎng)基質(zhì)既能像普通混凝土那樣穩(wěn)固邊坡，又因?yàn)樗?dú)特的多孔結(jié)構(gòu)，可以加快水分和養(yǎng)分的運(yùn)輸速率，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)順暢，植被生長(zhǎng)迅速，對(duì)裸巖邊坡的治理效果良好［62］。

3.3生態(tài)灌漿技術(shù)

像排巖場(chǎng)這種類型的礦山廢棄區(qū)域，它們的地表特征明顯，堆渣呈塊狀、塊間空隙大，幾乎不存在植被生長(zhǎng)土壤，可借鑒工程灌漿技術(shù)來(lái)對(duì)它們的邊坡進(jìn)行治理。將基質(zhì)材料、黏土和水等按照特定的配比攪拌制漿，然后由上而下對(duì)渣堆邊坡灌漿，漿體填充表面空隙，并逐漸在渣堆表層形成一層富含養(yǎng)分的植被生長(zhǎng)基質(zhì)，該基質(zhì)層具有一定硬度和抗侵蝕能力，既防滲護(hù)坡，又適于植被生長(zhǎng)，能夠?yàn)楹罄m(xù)的植被恢復(fù)工作奠定良好基礎(chǔ)［11］。

3.4生態(tài)植被毯和袋技術(shù)

生態(tài)植被毯是以稻草、麥秸、玉米桿等為骨架，負(fù)載壤土、保水劑、有機(jī)質(zhì)、植物種子等制備出的一種裸露邊坡高效水土保持材料[63]。植被毯適用于坡度較緩的裸露邊坡，能夠有效減少地表徑流和降水對(duì)坡面的沖刷，減少水土流失，其中含有的壤土和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以有效促進(jìn)區(qū)域植被的立地生長(zhǎng)，植被毯生產(chǎn)成本低、修復(fù)效果好，目前應(yīng)用十分廣泛［64］。生態(tài)植被袋技術(shù)是一項(xiàng)新型的柔性護(hù)坡技術(shù)，袋體為無(wú)紡布袋，以聚丙乙烯為原料制備而成，通常會(huì)在制作過(guò)程中添加抗老化劑，以延長(zhǎng)植被袋的使用壽命。在進(jìn)行植被袋的護(hù)坡施工時(shí)，將耐性較強(qiáng)的草木種子通過(guò)木漿紙附著在袋體內(nèi)側(cè)，然后向袋內(nèi)裝入干燥、疏松的細(xì)粒壤土，為促進(jìn)植被生長(zhǎng)，還會(huì)適量摻入緩釋肥和保水劑，當(dāng)袋內(nèi)壤土達(dá)到密度要求后，停止裝土，用專用縫紉機(jī)封口，然后堆壘護(hù)坡［65］。在工程實(shí)踐中，由鋼材、水泥等筑造的護(hù)坡?lián)鯄儆谟操|(zhì)結(jié)構(gòu)，常因局部沉降或受力不均勻而破裂；由植被袋構(gòu)筑的護(hù)坡系統(tǒng)屬于柔性結(jié)構(gòu)，可在一定范圍內(nèi)維持結(jié)構(gòu)體的穩(wěn)定。生態(tài)植被袋既能夠穩(wěn)固邊坡，減少水土流失，又能為植被的生長(zhǎng)提供載體，增強(qiáng)邊坡的觀賞性，是一種有效的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。

4冶金礦山的功能化再開發(fā)

在礦山生態(tài)功能基本恢復(fù)后，可根據(jù)礦區(qū)自身屬性的不同，選擇恰當(dāng)?shù)陌l(fā)展模式進(jìn)行資源的再開發(fā)利用。常見(jiàn)的礦山廢棄地生態(tài)開發(fā)模式有三種：?jiǎn)我粡?fù)綠模式、農(nóng)業(yè)復(fù)墾模式、景觀再造模式。再利用模式的選擇，依廢棄地的規(guī)模、環(huán)境、交通等因素的不同而不同，不同的再利用模式能夠產(chǎn)生不同的綜合效益［66］。

4.1單一復(fù)綠模式

主要適用于地理位置不佳、復(fù)墾后可獲得的耕地資源有限，基本無(wú)景觀開發(fā)價(jià)值的礦山廢棄地，可引入水生植物，如蘆葦、金魚藻等，將其培育成人工濕地，增加塌陷區(qū)的生態(tài)穩(wěn)定性；而對(duì)于一些采深較大、面積較廣的露天采坑，可對(duì)其邊坡和底部進(jìn)行加固防滲處理，以開發(fā)成小型湖泊；特別是對(duì)于一些破壞十分嚴(yán)重的礦區(qū)，經(jīng)人工輔助手段后即使能夠在它的地表形成植被覆蓋，它的生態(tài)功能也仍有可能十分脆弱，稍加干擾就會(huì)引起植被的大片枯萎、死亡，使礦區(qū)再次朝廢棄土地的方向逆轉(zhuǎn)，這時(shí)可通過(guò)法規(guī)條例，將其設(shè)定為自然保護(hù)區(qū)，加強(qiáng)監(jiān)管措施，杜絕人為擾動(dòng)，為礦區(qū)生態(tài)正常恢復(fù)創(chuàng)造有利條件。

4.2農(nóng)業(yè)復(fù)墾模式

主要針對(duì)經(jīng)適當(dāng)修復(fù)后可被重新賦予生產(chǎn)力的廢棄土地，如馬鋼姑山礦的多層次立體土地復(fù)墾模式是國(guó)內(nèi)鐵礦廢棄地農(nóng)業(yè)復(fù)墾的典型，該礦排巖場(chǎng)是依托礦區(qū)原有露天采坑形成的多平臺(tái)堆積場(chǎng)，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的多物種配置和多層次配置原則，設(shè)計(jì)出了可進(jìn)行農(nóng)、林、牧、漁綜合開發(fā)的立體復(fù)墾結(jié)構(gòu)［67］，將中心積水采坑設(shè)計(jì)成魚塘，進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖；對(duì)水塘淺水區(qū)底層土壤施以必要改良措施，進(jìn)行水稻種植，同時(shí)在水稻中放養(yǎng)鴨、鵝等家禽；對(duì)排巖場(chǎng)堆積平臺(tái)，則種植上防風(fēng)林、生態(tài)林、經(jīng)濟(jì)林等，同時(shí)林間修建小道，供市民休閑之用；排巖場(chǎng)斜坡坡度大、渣粒多、水土流失嚴(yán)重，可喬、灌、草間植，增加斜坡植被覆蓋率，減少降水對(duì)斜坡的侵蝕，增加排巖場(chǎng)的生物多樣性，提高生態(tài)位的利用率。

4.3景觀再造模式

對(duì)于一些具有旅游開發(fā)潛力的礦山廢棄地，可以將其作為景觀資源加以二次開發(fā)，為城市的可持續(xù)性發(fā)展，特別是老工業(yè)城市的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型提供新的著力點(diǎn)。德國(guó)政府綜合魯爾區(qū)當(dāng)時(shí)所面臨的社會(huì)、環(huán)境、資源等各方面的問(wèn)題，制定出了符合自身情況的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃方案，確保了區(qū)域環(huán)境治理方法與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策的連續(xù)性，設(shè)計(jì)人員對(duì)魯爾區(qū)的鐵礦采坑、橋梁隧道以及其它礦區(qū)建筑物進(jìn)行了構(gòu)思精妙的景觀改造，將舊礦區(qū)成功開發(fā)成了新的旅游資源［68］。遼寧撫順是我國(guó)重要的煤炭和鐵礦基地，大規(guī)模的礦床開采作業(yè)使得當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，礦區(qū)百姓深受其害，撫順市在對(duì)礦區(qū)環(huán)境進(jìn)行全面調(diào)查后，以國(guó)家“振興東北老工業(yè)基地”政策為契機(jī)，將原有廢棄礦坑、采坑塌陷地成功打造成了特色旅游景區(qū)，既緩解工礦企業(yè)與當(dāng)?shù)鼐用竦拿埽泊龠M(jìn)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型升級(jí)［69］。湖北黃石國(guó)家礦山公園是我國(guó)第一家國(guó)家礦山公園，是鐵礦遺址開發(fā)的典型代表，這種開發(fā)模式既有助于保留采址的原有風(fēng)貌，展現(xiàn)礦區(qū)曾經(jīng)的輝煌成績(jī)，又能夠啟迪和教育后人，增強(qiáng)游客的環(huán)保意識(shí)，對(duì)其它礦山廢棄地的開發(fā)利用具有重要借鑒作用［66］。

5結(jié)語(yǔ)

礦山廢棄地是區(qū)域內(nèi)空氣污染、水污染、水土流失的主要發(fā)生源，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和地貌景觀，嚴(yán)重威脅礦區(qū)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。在耕地資源日益緊缺的今天，礦山廢棄地的修復(fù)工作對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性發(fā)展、人地和諧共處和糧食供應(yīng)安全具有重要意義。在我國(guó)，抓緊學(xué)習(xí)國(guó)外礦山先進(jìn)治理理念，借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，加大我國(guó)礦山治理技術(shù)的研發(fā)力度，加大治理資金的投入力度，明確政府、企業(yè)和個(gè)人的責(zé)任，加快我國(guó)礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)速度，應(yīng)當(dāng)成為今后環(huán)境治理工作的重中之重。

作者：楊華明；李建文 單位：中南大學(xué)資源生物學(xué)院礦物材料及其應(yīng)用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室