广西锰矿废弃地生态恢复的现状与治理对策

广西锰矿废弃地生态恢复的现状与治理对策

摘要矿山开采活动引起的生态失衡、景观破坏、水土流失、生物多样性丧失、土地退化等环境污染问题越来越引起人们的关注。在调查了广西全洲、荔浦、板苏和八一锰矿废弃地土壤肥力状况、土壤重金属污染情况、植被现状的基础上，分析了广西锰矿废弃地生态恢复面临的主要问题，结合广西当地的地理地貌特征、气候特点和区域植被情况，提出广西锰矿废弃地生态恢复的原则、恢复过程、恢复措施和对策，以期为正在进行的广西锰矿废弃地的生态恢复提供技术参考。

关键词广西锰矿废弃地；生态恢复；现状；对策

矿山开采污染环境的问题已引起人们的关注[6]，采矿活动引起生态平衡和景观破坏、水土流失、生物多样性丧失、诱发环境地质灾害（如地面塌陷、矿井透水、山体滑坡及泥石流等）；废弃物的排放、堆存不仅破坏和占有大量的土地资源，而且导致区域重金属污染（表层土壤、地表水、地下水）、土地退化、农作物减产和品质下降，直接危及到人体健康和矿产业的可持续发展。大量的矿产资源开采活动造成以水土资源为核心的生态环境破坏十分严重，矿区废弃地的生态恢复成为迫切需要解决的问题。

1广西锰矿废弃地生态恢复现状

目前，在广西国土资源厅登记开采的矿区269处（截止2004年），其中国有矿山企业28个，生产规模在5万吨以上的大、中型矿山有16座，乡镇或个体采矿企业超过230个[7]。但广西在锰矿废弃地生态恢复及其研究方面仍是空白，由于生态恢复与矿山开采相分离，大部分矿山在开采后未进行复垦，而是弃置任植被自然生长定居。且在复垦方面也是局限于农业和林业用途（注重经济效益），如板苏锰矿[8]和荔浦锰矿[1-3]，在技术上多属简单的工程覆土和随意种植，有相当的盲目性，失败率很高；在研究、规划方面十分欠缺，恢复后评估方面也几乎没有。

我国煤矿区废弃地复垦研究较多[9-11]，关于有色金属矿山废弃地复垦研究也有报道[12-13]，但是矿山废弃地的生态恢复一定要因地制宜，符合当地的气候条件、污染状况和本地植物的生理生态特点，外国外地的技术不可能照搬到中国和广西。因此，广西必须研究开发符合本地实际情况的矿山重金属污染的生态恢复技术。

2广西锰矿废弃地生态恢复面临的主要问题

矿山废弃地是一种极端的生境，理化性质差，营养物质缺乏，重金属含量高，它严重影响植物的定居，因而植被恢复的难度较大。通过对全洲、荔浦和板苏三锰矿废弃地土壤条件的分析，得出锰矿废弃地影响植物定居的主要胁迫因子有：①表土层破坏导致土壤物理结构不良，持水保肥能力差，风蚀水蚀现象严重。②土壤贫瘠，总氮、总磷及有机质含量低，且养分不平衡，缺乏必要的营养元素（特别是氮、磷）。③重金属含量高（尤其是锰、镉），影响植物的各种代谢途径，抑制植物对营养元素的吸收及根系的生长。④干旱引起的生理干旱。⑤土壤呈酸性，酸性条件会加剧重金属的溶出和毒害，并会导致养分不足。⑥土质松散易流动，风扬现象及地表温度过高。除了上述土壤条件恶劣外，生物种类的减少和丧失给矿区废弃地的恢复带来了更加不利的影响。

3广西锰矿废弃地生态恢复的基本原则

矿山废弃地的生态恢复过程，被认为是人工干预的生态系统重建过程，它以生态学的演替理论为基础，以恢复生态学的理论原则为指导。本文结合世界先进水平矿业国家的恢复经验，提出锰矿废弃地生态恢复的基本原则。

（1）在开采前，先准备好矿山生态恢复计划，与开采地政府土地主管部门和土地拥有者就闭矿后的土地使用目标达成共识，土地使用目标应与当地气候、土壤类型、地形地貌特征和恢复后的管理水平相匹配。

（2）边开采，边恢复，尽可能使恢复的速度与开采的速度接近，尽量将清除土壤面积和辅助设施占用面积降至最少，创造与四周景观相协调的地形来减少长远的视觉影响。

（3）尽可能恢复当地被采矿活动破坏的自然排水模式，减少采矿过程和开采后因水和风引起的侵蚀，识别任何可能有害的覆盖层或裸露层，进行妥善管理以防止环境损害。

（4）描述表土特征，并保存表土作恢复之用。若表土不适宜或已丢失，确定并测试其他可选底质。

（5）考虑在破坏的土地上恢复被清除的植被，确保表层1～2m土壤能支持植物的生长。

（6）使用与闭矿后土地用途一致的物种来复垦废弃地。

（7）满足所有的法规要求，让被恢复的区域安全，监测和管理恢复区域，直到植被能自我维护（调节）并满足土地拥有者的要求，或植被能融入到周围环境的管理之中。

4广西锰矿废弃地生态恢复的过程

矿山废弃地的生态恢复是一个以恢复生态学为基础、以多学科理论与技术为指导的程序性很强的工作。基本可分为2种情况：一是废弃地上根本没有土壤层，必须先覆土，再改良；二是废弃地有土壤层，可进行直接改良。完整的生态恢复工作应包括：生态恢复目标的确定、植被重建技术的选择、物种选择和基质改良、种植与管理、监测与评价和后期维护。本文参考Cook & Johnson（2002）总结的金属矿山废弃地生态恢复的一般程序[14]，提出广西锰矿废弃地生态恢复过程，具体操作步骤见图1。

5广西锰矿废弃地生态恢复措施

矿山废弃地是一类异常极端的生境，不具备正常土壤的基本结构和肥力，甚至土壤生物（包括微生物）也不复存在。这种极端裸地，植物的自然生长定居和生态系统的原生演替过程极其缓慢，通过人工措施来加快废弃地植被的生态恢复是废弃地治理的必然选择。考虑到不同锰矿区废弃地退化程度不一样以及不同废弃地退化因素也有所差异，同时经济条件也是废弃地治理很大程度上所需考虑的一个因素，因此对广西锰矿废弃地可采取不同的生态恢复策略与技术。

5.1土壤整治

板苏锰矿区和八一锰矿的凤凰矿区采矿后地面为布满沉陷坑的坡地和丘陵，地表破碎，起伏不平，水土流失严重，且石块与泥土混杂，有些采矿坑大面积积水。因此，首先采取工程措施将露天采空区充填、覆土、整平，充填时要岩石底土在下，表土在上，分层进行。在矿区堆积大量洗矿、选矿后剩余的尾矿、矿渣，其重金属含量较高、缺乏营养元素，可将这些废弃物充填到采矿坑底部，覆盖岩石后上层覆盖约30cm的黄土。对坡度较陡，工程量大，施工困难的区域，减缓坡度使高陡边坡形成缓边坡或修整为梯田，修筑为多台阶梯田，但必须首先考虑稳定化问题，要采取在坡底修坝、设栏等加固方式，以避免滑坡、崩塌、泥石流等灾害。另外，在缺少填充材料的塌陷区，可采用“挖深补浅”的办法，这样可以