矿区生态恢复理论综述
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矿区生态恢复理论综述
周进生 石 森
（中国地质大学 ・ 北京 !"""#$） （中国地质调查局 ・ 北京 !"""$%）
摘
要
文章简要介绍了生态恢复理论与实践的发展历程，综合分析了对矿区生态恢复有较大影响 矿区 生态恢复 &!’!() 理论 * 文章编号 !"") + )"%!（,"")）"$ + ""!" + "$
土地复垦根据产生的原因可分为三类：一是由剥离 的表土、开采的废石及低品位矿石堆积形成的废石 堆废弃地；二是随着矿物开采形成的大量的采空区 域及塌陷区，即开采坑废弃地；三是利用各种分选 方法分选出精矿物后的剩余物排放形成的尾矿废弃 地。近年来，土地复垦基础理论研究在如下几个方 面取得了一些进展，包括采矿的空间规划和企业规 划对土地复垦的指导作用；土地复垦与采矿工艺的 有机结合使采矿损失土地生产能力最小化；农、林 复垦用地表土层的重构以及土地生产力提高。 生态演潜理论。这是矿区生态恢复理论的基 础。生态演替理论以为，在退化生态系统中的植被 恢复是恢复生态学的首要工作，因为所有的自然生 态系统的恢复和重建，总是以植被的恢复为前提 的。植被恢复是重建任何生物群落的第一步，它是 以人工手段促进植被在短期内得以恢复。从理论上 说，只要不是在极端的条件下，没有人为的破坏， 经过一定的时间，植被总会按照自然的演替规律而 慢慢恢复的，但通常这个过程太漫长。生态恢复的 步骤包括四个环节，尾矿的综合利用，即从废弃物 中进一步回收有价元素、作为二次资源制取新形态 物质、填充井下采空区；土壤治理、包括挖出污染 土置换客土或者进行适宜的化学改良；植被恢复即 利用人工植被的方法改善和恢复生态系统；微生物 恢复，包括抗污染细菌的接种、接种高效生物、接 种营养生物。 ! 以废弃矿区景观构造为主的理论研究 随着社会生活水平的逐步提高，人们对娱乐休 闲场所的需求急剧增加。与此相适应，景观生态重 建的目的也发生了改变。这使得进行土地复垦时， 要考虑建立娱乐休闲场所，以满足人们的要求。矿 区开采虽然破坏了土地和地面景观，但景观生态重 建为人们合理规划土地用途，建立新景观提供了机 会。因此，景观生态重建的理论研究更多地放在对 地面景观的重塑和休闲场所的建立上。景观学和景 观建筑学的思想被引入到景观生态重建中。在对林 地、水域及休闲用地建设时，既使其满足休闲用地 的功能，如作为公园、运动场地、露宿营地、研究 和观察自然生态用地等，也顾及到美学方面的要 求。其理论研究重点为：景观规划；休闲场所的林 地和水域的构建；人为景观的质量和其对娱乐休闲 产业的意义；娱乐休闲用地和矿区生态保护；娱乐 休闲场地和自然保护区的协调统一；人为景观与周 边环境的融合和协调等。 " 高兹的生态重建理论 高兹的生态重建是针对资本主义经济合理性来 #%
中国矿业 ,"") 年第 !$ 卷第 $ 期
来自百度文库
!"#$#%&）专著，从理论与实践两方面研究生态系统 退 化、 恢 复、 开 发 和 保 护 机 理 问 题。 ’()* 年， +,-./0 主编了《受损生态系统的恢复过程》一书， ) 位科学家从不同角度探讨了受损生态系统恢复过 程中重要生态学和应用问题。同年， 1.,/203,4 和 +324-"5 出 版 了 6!07#.,7-#/ #8 9,/2， 73! :"#$#%& ,/2 6!"$,;,7-#/ #8 <!%.,2!2 9,/2。’()= 年，在美国召开 了“干扰与生态系统”国际研讨会，探讨了干扰对 生态系统各个层次的影响； ’()> 年，在美国威斯 康星大学召开了恢复生态学研讨会，强调了恢复生 态学中理论与实践的统一性，并提出恢复生态学在 保护与开发中起重要的桥梁作用。美国 ’()? 年成 立了“恢复地球”组织，该组织先后开展了森林、 草地、海岸带、矿地、流域、湿地等生态系统的恢 复实践并出现了一系列生态恢复实例专著（ 1!%!.， 。同年，@A!. 和 B#.2,/ 提出了恢复生态学的 ’((*） 术语，他们还出版了 6!07#.,7-#/ :"#$#%&：@ C&/73!7-" @DD.#,"3 7# :"#$$%-",$ 6!0!,."3 的 论 文 集。 ’()? 年， 国际恢复生态学会成立。 ’((’ 年，在香港举行了华南退化坡地恢复与 利用国际研讨会，系统探讨了中国华南地区退化坡 地的 形 成 与 恢 复 问 题（ E,.3,;， ’((= ） ； ’((F 年， 在瑞士召开了第一届世界恢复生态学大会，大会强 调恢复生态学在生态学中的地位，恢复技术与生态 学的连结，恢复过程中经济与社会内容的重要性， 随后国际恢复生态学会每年召开一次国际研讨会。 当前在恢复生态学理论和实践方面走在前列的是欧 洲和北美，在实践中走在前列还有新西兰、澳洲和 我国。其中欧洲偏重矿地恢复，北美偏重水体和林 地 恢 复， 而 新 西 兰 和 澳 洲 以 草 原 管 理 为 主 （ G,&/#.， ’((*； +,-./0， ’((H； I,/08-!$2 J K#4/0， ，我国强调农业综合利用（陈灵芝和陈伟烈， ’((L） 。 ’((?；任海和彭少麟，’(()） 以可持续发展为主导思想的理论研究 H 可持续发展理论与实践早在 H* 世纪 L* 年代初 即被“罗马俱乐部”的代表们研究过，提出“以粗 放型利用并大量消耗自然资源的方式来发展经济已 没有出路可言，转入资源保护型的生产已成了经济 发展的现代要求” ；)* 年代初期，可持续发展的理 念开始为大多数学者接受； ’()L 年国际环境与发 展大会发表的“我们共同的未来”报告，阐明了确 保可持续发展的主要途径； ’((H 年里约热内卢环 发大会正式承认了可持续发展理念，并在“面向 H’ 世纪”的基本文件中倡议各国均应制定本国的 可持续发展战略。大会通过的宣言中与自然资源利 用经济有直接关系的基本原则包括：各国为环境的 跨界污染负经济责任的原则；发展权利的实现应当 万方数据 矿区生态恢复理论综述
万方数据
的土地、草原、森林和野生生物等自然资源管理研 究，其中 ," 世纪初的水土保持、森林砍伐后再植 的理论与方法在恢复生态学中沿用至今（ 1/;G83 5< ，例如 O.2FF4 于 !##$ 年出版了森林再造 8C J ，!N#’） 的专著，其中有些理论至今可用（ P5GG=， !NNN） 。 农业 生 产 方 面，最 早 开 展 恢 复 生 态 学 实 验 的 是 Q5/F/CG，他与助手一起于 !N$% 年在威斯康星大学 植物园恢复了一个 ,).E, 的草场。研究提出生态恢 复只是恢复中的第一步，一个生态系统保持整体 性、稳定性和生物群体的美丽时 就 是 好 的； !N)! 年他进一步提出土地健康（ C83G .58C<.）的概念。 早在 ," 世纪 %" 年代，欧洲、北美和我国都注 意到了各自的环境问题，开展了一些工程与生物措 施相结合的矿山、水体和水流失等环境恢复和治理 工程，并取得了一些成效。从 ’" 年代开始，欧美 一些 发 达 国 家 开 始 水 体 恢 复 研 究。 R8;3S/;<. 于 !N’$ 年提出了热带雨林恢复研究中的 N 个具体方 向。!N’% 年在美国召开了“受损生态系统的恢复” 国际研讨会，探讨了受损生态系统恢复的一些机理 和方法。 ," 世纪 #" 年代，出现恢复生态学（ ;54</;8<2/3
的理论，即可持续发展理论、土地复垦生态恢复理论、景观构造理论和高兹的生态重建理论。 关键词 中图分类号 文献标识码
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既能满足当代人和后代人发展的需要，还要满足环 境保护的需要原则；经济和生态有机统一和相互关 联原则；各国加强全球性合作，以便保存、保护和 恢复人类的健康和地球生态体系的完整性原则；补 偿生态损耗的原则和对环境状况进行评价的原则。 事实上，在过去的 H* 年里，几乎所有国家为 实现可持续发展目标均立法或修改相关法律以减少 采矿 的 负 面 影 响。 联 合 国 环 境 规 划 署 （ 444M N/!D-7!M #.%）在有关采矿业和矿山发展的可持续性 问题上起着提供指导、信息和政策咨询方面的特殊 作用。由全球采矿业举措支持、世界可持续发展事 务理事会委派国际可持续发展研究所管理的采矿矿 物和可持续发展项目，其目标是解决“采矿和矿物 怎样为全世界过渡到可持续发展” 。最近由联合国 环境规划署和一个财团合伙发起的全球报告举措， 将整个可持续发展性行动计划的报表格式标准化， 其中包括了环境、社会和经济指标。 近年来，许多国家的协会将环境、社会和经济 因素的一体化这一可持续发展的思想纳入其工作计 划中。如澳大利亚矿物理事会已经审查和扩充了澳 大利亚环境管理的采掘工业法规；加拿大矿业协会 已经开始了一个可持续的采矿举措；欧洲矿业协会 制定了可持续发展的准则，并积极地参与了非能源 采掘工业的主动倡议和可持续发展 :O 项目。 正是在可持续发展理论的指导下，各国对矿区 生态恢复提出了更高要求：!加强对采矿前后生态 资源的调查和研究。对野生动植物的种类，在采前 采取积极的保护措施，采后采取挽救措施。"在进 行重建时，使新建景观和周边景观和谐地融合在一 起，并有较高的经济、生态和美学价值。#自然保 护、物种保护和经济用途在景观生态重建过程中具 有同样重要的地位。为保护本地动物、植物物种而 构建的生态空间，是生态恢复方案不可分割的组成 部分。除了农、林用地外，应构建自然保护区和自 然保护优先区，使得物种的多样性，基因资源得到 保护和增多。$生态恢复是对矿区采矿迹地状况的 改善，环境的保护，同时也为经济发展提供了基 础。 = 以矿区土地复垦、生态演替为基础的理论研究 土地复垦是生态恢复的核心内容。澳大利亚矿 山复垦界采用 6!3,A-$-7,7-#/ 一词，其内涵是“必须 使被扰动的土地恢复到预先设定的地表形式和生产 力，创建条件，使场地有一个新的可持续的不同用 途的工艺过程” （ P!07#/，’()?） 。我国将土地复垦 定义为： “对生产建设过程中，因挖损、塌陷、压 占等造成破坏的土地，采取整治措施，使其恢复到 可供利用状态的活动（国务院， ’()) 年） ” 。矿区 ’’
矿区生态因矿业活动而失衡，如空气污染、水 体酸化、土壤质量下降、生物多样性丧失、自然景 观破坏等，并威胁到人体健康。长期的生态损失积 累、新产生的毁损与治理恢复数量质量上的差异， 以及少有节制的采矿活动，使得矿区生态问题不再 是单纯的环境污染问题，而是关系到一个国家、民 族经济发展和人类生存的根本性问题。美国生态重 建学会定义的生态恢复的概念为：将人类所破坏的 生态系统恢复成具生物多样性和动态平衡的本地生 ，其实质是将人为破 态系统（23G2653/04 5@/4=4<5E） 坏的区域环境恢复或重建成一个与当地自然界相和 谐的生态系统。矿区生态恢复是一项综合性多学科 课题，它包括地貌再开发，生产能力的恢复，生态 综合性、经济和美学价值等问题。综观全球采矿业 发展史中的生态恢复，从最初的植树绿化、占压土 地复耕到功能复垦区域的建立，经历了由简单到综 合，由幼稚到成熟的过程，其理论研究也日渐丰富 和完善。 ! 矿区生态恢复研究简述 矿区生态恢复研究是恢复生态学研究的一个重 要方面。关于恢复生态学研究可追溯到 !"" 多年前 !"
周进生 石 森
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文章简要介绍了生态恢复理论与实践的发展历程，综合分析了对矿区生态恢复有较大影响 矿区 生态恢复 &!’!() 理论 * 文章编号 !"") + )"%!（,"")）"$ + ""!" + "$
土地复垦根据产生的原因可分为三类：一是由剥离 的表土、开采的废石及低品位矿石堆积形成的废石 堆废弃地；二是随着矿物开采形成的大量的采空区 域及塌陷区，即开采坑废弃地；三是利用各种分选 方法分选出精矿物后的剩余物排放形成的尾矿废弃 地。近年来，土地复垦基础理论研究在如下几个方 面取得了一些进展，包括采矿的空间规划和企业规 划对土地复垦的指导作用；土地复垦与采矿工艺的 有机结合使采矿损失土地生产能力最小化；农、林 复垦用地表土层的重构以及土地生产力提高。 生态演潜理论。这是矿区生态恢复理论的基 础。生态演替理论以为，在退化生态系统中的植被 恢复是恢复生态学的首要工作，因为所有的自然生 态系统的恢复和重建，总是以植被的恢复为前提 的。植被恢复是重建任何生物群落的第一步，它是 以人工手段促进植被在短期内得以恢复。从理论上 说，只要不是在极端的条件下，没有人为的破坏， 经过一定的时间，植被总会按照自然的演替规律而 慢慢恢复的，但通常这个过程太漫长。生态恢复的 步骤包括四个环节，尾矿的综合利用，即从废弃物 中进一步回收有价元素、作为二次资源制取新形态 物质、填充井下采空区；土壤治理、包括挖出污染 土置换客土或者进行适宜的化学改良；植被恢复即 利用人工植被的方法改善和恢复生态系统；微生物 恢复，包括抗污染细菌的接种、接种高效生物、接 种营养生物。 ! 以废弃矿区景观构造为主的理论研究 随着社会生活水平的逐步提高，人们对娱乐休 闲场所的需求急剧增加。与此相适应，景观生态重 建的目的也发生了改变。这使得进行土地复垦时， 要考虑建立娱乐休闲场所，以满足人们的要求。矿 区开采虽然破坏了土地和地面景观，但景观生态重 建为人们合理规划土地用途，建立新景观提供了机 会。因此，景观生态重建的理论研究更多地放在对 地面景观的重塑和休闲场所的建立上。景观学和景 观建筑学的思想被引入到景观生态重建中。在对林 地、水域及休闲用地建设时，既使其满足休闲用地 的功能，如作为公园、运动场地、露宿营地、研究 和观察自然生态用地等，也顾及到美学方面的要 求。其理论研究重点为：景观规划；休闲场所的林 地和水域的构建；人为景观的质量和其对娱乐休闲 产业的意义；娱乐休闲用地和矿区生态保护；娱乐 休闲场地和自然保护区的协调统一；人为景观与周 边环境的融合和协调等。 " 高兹的生态重建理论 高兹的生态重建是针对资本主义经济合理性来 #%
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万方数据
的土地、草原、森林和野生生物等自然资源管理研 究，其中 ," 世纪初的水土保持、森林砍伐后再植 的理论与方法在恢复生态学中沿用至今（ 1/;G83 5< ，例如 O.2FF4 于 !##$ 年出版了森林再造 8C J ，!N#’） 的专著，其中有些理论至今可用（ P5GG=， !NNN） 。 农业 生 产 方 面，最 早 开 展 恢 复 生 态 学 实 验 的 是 Q5/F/CG，他与助手一起于 !N$% 年在威斯康星大学 植物园恢复了一个 ,).E, 的草场。研究提出生态恢 复只是恢复中的第一步，一个生态系统保持整体 性、稳定性和生物群体的美丽时 就 是 好 的； !N)! 年他进一步提出土地健康（ C83G .58C<.）的概念。 早在 ," 世纪 %" 年代，欧洲、北美和我国都注 意到了各自的环境问题，开展了一些工程与生物措 施相结合的矿山、水体和水流失等环境恢复和治理 工程，并取得了一些成效。从 ’" 年代开始，欧美 一些 发 达 国 家 开 始 水 体 恢 复 研 究。 R8;3S/;<. 于 !N’$ 年提出了热带雨林恢复研究中的 N 个具体方 向。!N’% 年在美国召开了“受损生态系统的恢复” 国际研讨会，探讨了受损生态系统恢复的一些机理 和方法。 ," 世纪 #" 年代，出现恢复生态学（ ;54</;8<2/3
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既能满足当代人和后代人发展的需要，还要满足环 境保护的需要原则；经济和生态有机统一和相互关 联原则；各国加强全球性合作，以便保存、保护和 恢复人类的健康和地球生态体系的完整性原则；补 偿生态损耗的原则和对环境状况进行评价的原则。 事实上，在过去的 H* 年里，几乎所有国家为 实现可持续发展目标均立法或修改相关法律以减少 采矿 的 负 面 影 响。 联 合 国 环 境 规 划 署 （ 444M N/!D-7!M #.%）在有关采矿业和矿山发展的可持续性 问题上起着提供指导、信息和政策咨询方面的特殊 作用。由全球采矿业举措支持、世界可持续发展事 务理事会委派国际可持续发展研究所管理的采矿矿 物和可持续发展项目，其目标是解决“采矿和矿物 怎样为全世界过渡到可持续发展” 。最近由联合国 环境规划署和一个财团合伙发起的全球报告举措， 将整个可持续发展性行动计划的报表格式标准化， 其中包括了环境、社会和经济指标。 近年来，许多国家的协会将环境、社会和经济 因素的一体化这一可持续发展的思想纳入其工作计 划中。如澳大利亚矿物理事会已经审查和扩充了澳 大利亚环境管理的采掘工业法规；加拿大矿业协会 已经开始了一个可持续的采矿举措；欧洲矿业协会 制定了可持续发展的准则，并积极地参与了非能源 采掘工业的主动倡议和可持续发展 :O 项目。 正是在可持续发展理论的指导下，各国对矿区 生态恢复提出了更高要求：!加强对采矿前后生态 资源的调查和研究。对野生动植物的种类，在采前 采取积极的保护措施，采后采取挽救措施。"在进 行重建时，使新建景观和周边景观和谐地融合在一 起，并有较高的经济、生态和美学价值。#自然保 护、物种保护和经济用途在景观生态重建过程中具 有同样重要的地位。为保护本地动物、植物物种而 构建的生态空间，是生态恢复方案不可分割的组成 部分。除了农、林用地外，应构建自然保护区和自 然保护优先区，使得物种的多样性，基因资源得到 保护和增多。$生态恢复是对矿区采矿迹地状况的 改善，环境的保护，同时也为经济发展提供了基 础。 = 以矿区土地复垦、生态演替为基础的理论研究 土地复垦是生态恢复的核心内容。澳大利亚矿 山复垦界采用 6!3,A-$-7,7-#/ 一词，其内涵是“必须 使被扰动的土地恢复到预先设定的地表形式和生产 力，创建条件，使场地有一个新的可持续的不同用 途的工艺过程” （ P!07#/，’()?） 。我国将土地复垦 定义为： “对生产建设过程中，因挖损、塌陷、压 占等造成破坏的土地，采取整治措施，使其恢复到 可供利用状态的活动（国务院， ’()) 年） ” 。矿区 ’’
矿区生态因矿业活动而失衡，如空气污染、水 体酸化、土壤质量下降、生物多样性丧失、自然景 观破坏等，并威胁到人体健康。长期的生态损失积 累、新产生的毁损与治理恢复数量质量上的差异， 以及少有节制的采矿活动，使得矿区生态问题不再 是单纯的环境污染问题，而是关系到一个国家、民 族经济发展和人类生存的根本性问题。美国生态重 建学会定义的生态恢复的概念为：将人类所破坏的 生态系统恢复成具生物多样性和动态平衡的本地生 ，其实质是将人为破 态系统（23G2653/04 5@/4=4<5E） 坏的区域环境恢复或重建成一个与当地自然界相和 谐的生态系统。矿区生态恢复是一项综合性多学科 课题，它包括地貌再开发，生产能力的恢复，生态 综合性、经济和美学价值等问题。综观全球采矿业 发展史中的生态恢复，从最初的植树绿化、占压土 地复耕到功能复垦区域的建立，经历了由简单到综 合，由幼稚到成熟的过程，其理论研究也日渐丰富 和完善。 ! 矿区生态恢复研究简述 矿区生态恢复研究是恢复生态学研究的一个重 要方面。关于恢复生态学研究可追溯到 !"" 多年前 !"