澳大利亚的矿山环境恢复技术与生态系统管理

澳大利亚的矿山环境恢复技术与生态系统管理

澳大利亚是一个重要的矿业国，矿业每年给澳大利亚的经济带来约４００亿美元的产值。但在过去，由于对环境保护措施以及废物处理不当所造成的影响缺乏了解，大多数开发项目只注重生产，很少考虑生物多样性和生态状况，使矿业活动遗留下许多问题，如废弃物没有得到有效处理、河流污染、山坡裸露等。最近，澳大利亚政府已经花巨资恢复历史活动对环境造成的破坏，加大对矿山生态环境的治理力度。但目前对矿业部门来说，矿山生态环境问题仍然是它们必须认真解决的问题。

澳大利亚之所以在矿山生态方面能取得良好成效，主要是因为它们既注重技术应用，又重视管理保护。澳大利亚在恢复技术方面在国际上处于领先地位，特别是矿山现场生态恢复。１９９６－１９９７年期间矿业部门花了３. ６９亿美元用于环境保护，主要用于废水管理、水资源保护以及生物多样性和景观生态系统的保护方面。同时，由于除了在农用地上进行的采矿活动外，大多数矿山是在闭坑后建立本地生态系统。因此，为了在不利的环境条件下使这些生态系统成功地得以建立并达到稳定，在技术发展方面仍然有许多的工作要做。

在管理上，澳大利亚还要求，如果对矿产资源进行开采，需要取利益相关者的同意，至于矿业部门将来能否继续进行开采，则越来越取决于它们在生态环境保护工作方面的成效。特别是在立法上，澳大利亚通过制定相关法律对矿山生态环境进行有效的管理。如１９９６年，澳大利亚矿业协会发起制定了澳大利亚矿山环境管理规范，其主要目的是在矿产开发的各个阶段，即从最初的勘探、闭坑到最终的矿山恢复，为促进环境管理工作提供一种框架。下面分别从技术和管理两个方面介绍澳大利亚在矿山生态系统管护方面的理论和经验。

1. 矿山生态系统恢复的技术

澳大利亚早期的采矿活动一般是地下的，对地表所造成的影响较小。但由于对生物种群不太关注，而且对环境问题缺乏了解，所以常常根本没有对矿山环境进行恢复。而现在越来越多的矿山采取大规模露天开采的方式，这样所造成的影响要比小规模地下采矿活动更大、更广。然而，由于现代采矿活动造成的废弃物和尾矿坝要按照高标准进行恢复，这就减轻了对生态系统所造成的影响。矿山一般有附属矿井，另外还有运输公路及基础设施，这势必会对生物多样性功能（如水文和动物的迁徙）产生影响。为了最大程度减少对当地生态系统的影响在监测和管理方面对新矿山的要求更加严格。目前，澳大利亚矿业部门为了进一步了解当地的生态系统，提高对受影响地区的恢复水平，已经开展了许多工作，这大大地改进了闭坑后矿山地区的生态环境质量。

１.１表土处理和苗床管理技术

表土是否富有生命力对于矿山土地的恢复非常重要，这一点已为矿山恢复活动所证实。例如，在西澳大利亚所恢复的铝土矿坑里红柳桉树森林种群中，77％的物种来源于土壤种子库。而对于植被生物量中不复存在的许多物种的种子，特别对于早期的演替物种，土壤种子库常常是它们的唯一来源。在受到扰动后的最初阶段．这些物种对种子库的发展具有促进作用。

表土还原是目前止在利用的一项技术。虽然并不都能直接将表土还原，但大多数矿山还是利用了这项技术．并最大程度地减少堆放表土的时间。澳大利亚有关人员为此对种子的掩埋进行了研究，结果表明，当深度超过５?１０CM时．许多物种就难以发芽了。此外还发现，土壤的堆放降低了土壤种子库的活力。

利用岩石护体降低侵蚀，形成有利于建立本地植被的小气候，也是一项可行的技术。在陡峭的斜坡上只利用表土不可能阻止发生侵蚀。从而减缓植被形成的速度。如果结合石块铺砌方法，可以利用表土来保护所恢复区域内的生物多样性，同时铺砌的石块可以防止将来一些突发性事件，如暴雨或火灾等。

利用肥料来促进幼苗的早期生长直到能够形成有机物以及营养物质的循环为止，这样可以促进矿山生态系统的恢复。许多公司在所恢复的区域内，将提炼铝土矿时产生的能够吸收磷的矿渣加入到沙质土壤中，可以增加土壤的肥力，目前已对此项技术进行了调查，而且取得了一定的成效。

土壤松动技术在澳大利亚运用得很普遍。由于在恢复活动期间，重型机械在土壤表面反复碾压，可能在下面形成硬质底层。如果用推土机或铧犁犁动深部，就可以松动地下密实层．使深根物种在恢复区内能够长期生存。土壤松动技术还可以帮助形成小气候．使水发生渗透，从而最大程度地降低侵蚀作用，同时还可以有助于源汇区的发展，促进营养物质的循环。

1.2种子撒播技术

在种植计划中，通过撒播种子能够帮助建立本地物种。矿业部门为此做了大量的工作．通过利用种子处理和储藏技术、选择撒播种子的时间、开发休眠中止技术以及各种工程措施，形成了低成本、高效率的种子撒播技术，使生态系统得到最大程度的恢复。

矿业部门利用直接播种技术来恢复闭坑后的矿山土地，而种植管桩幼苗在所恢复景观中只占较小的一部分。在种子来源方面，尽可能在活动地附近寻找种子。同时由于种子撒播的成功取决于气候和发芽后的降雨情况，所以为了最大程度地提高种子在干旱区的成活率，矿业部门一般只预先处理３０?５０％的种子，如果最初的种子没有成活，种子库中还有一部分可供备用。

在澳大利亚通过烟熏来帮助在矿山环境中重新播种植被潜力巨大。因为对于生态系统中的许多植物种类来说，烟熏能够促进种子发芽。所以在播种成储藏前，为了解决种子的休眠问题，可以用烟熏作为一种处理方式。为此在维多利亚的桉树林曾进行过一项研究，结果表明，没有发现烟熏对于种子发芽有不利影响。该研究结果支持将烟熏作为撒播种子的一种常规处理方式，这项技术在澳大利亚一些矿业公司得到了利用，可用来改善所恢复地区的物种补充和生态系统状况。

１.３利用单一我种和外来物种方法

许多矿山一直是利用单一栽种和外来物种对矿山生态进行恢复。而外来植物种类（以及动物和微生物）可能明显改变澳大利亚的生态系统。在某些地方，已经出现了这种情况，对生态系统造成了危害。因此，在澳大利亚的“生物多样性国家战略”中，其中有一个目标是在生态系统恢复工作中鼓励使用本地物种，不再使用非本地物种（不管是国内的还是国外的），防止非本地物种繁殖传播。

而在过去，外来固氮作物或者保护性作物用来帮助改善矿山土壤，提供有机质以及稳定土壤表面。通过土壤种子库的补充恢复，这些物种中有许多一直存活干闭坑后的矿山环境中。

目前，在矿山开采区，大多数恢复活动是在混合种子中使用外来物种，或者利用不育的、不结果的外来物种，目的是帮助稳定土壤，使本地物种能够建立起来。在常年利用外来物种来稳定土壤的地方，已进行了认真监测，使这些物种不向邻区蔓延。

例如，在过去的３０多年中，澳大利亚 Alcoa矾土公司一直在西南澳大利亚的红柳桉树林中开采铝土矿。在这段时期，矿山生态系统恢复的标准不断发生变比。在上个世纪７０年代早期以前，闭坑后的矿山生态系统是利用外来松树来恢复，按照非底层播种的方法来种植。而松树不利于当地废土层的发育，因此底土层物种很少能生长起来，只有松树能够成活。所以在上世纪７０年代就停止了松树的栽种。

由于对当地上层物种对疾毒苗引起的顶枯病的敏感性缺乏了解，后来选用了非本地的桉树物种。在种植桉树的地方（这些桉树来自东部各州），于下层土中播种了本地出物物种。这些地方要比松树林具有更高的生物多样性，但生物品种没有采矿的那么齐全。