资源型城市的生态风险与生态修复

[收稿日期]2009205217

[基金项目]国家科技支撑计划重大项目(2006BAJ05A03)

[作者简介]赵俊锐(1966—),男,山西运城人,中国农业大学资源与环境学院博士研究生、淄博市国土资源局高级

经济师,主要从事土地资源经济与土地利用研究。

第26卷第1期2010年1

月

(社会科学版)

Journal of Shandong University of Technol ogy (Social Sciences )

Vol .26,No .1Jan .2010

资源型城市的生态风险与生态修复

赵俊锐

(中国农业大学资源与环境学院,北京100193)

[摘　要]　资源型城市的过度开发,致使生态环境和自然景观遭到严重破坏,直接影响到人民的生产和

生活。资源型城市的生态风险主要有地形地貌破坏、地表塌陷和裂缝、尾矿废石污染、矿坑水污染等多种类型。要按照生态优先,可持续发展,政府调控、公众参与和市场运作相结合,边开采边治理,因地制宜、综合治理、注重实效等生态修复原则,落实好各项政策,将生态风险降至最低,形成良好的生态发展格局。

[关键词]　资源型城市;生态风险;生态修复

[中图分类号]F124.5 [文献标识码]A [文章编号]167220040(2010)0120024204

资源型城市(包括资源型地区)是以本地区矿产、森林等自然资源开采、加工为主导产业的城市类型。长期以来,作为基础能源和重要原材料的供应地,资源型城市为我国经济社会发展做出了突出贡献。但是,由于缺乏统筹规划和资源衰减等原因,这些城市在发展过程中积累了许多矛盾和问题,主要是经济结构失衡、失业和贫困人口较多、接续替代产业发展乏力、生态环境破坏严重、维护社会稳定压力较大等。[1]

资源型城市的过度开发严重破坏了本地区的生态环境,导致了大面积的农田塌陷、水质污染、水资源破坏,引发了地质灾害等,造成很大的生态风险。据初步统计,截止2006年全国矿业开发占用和损坏的土地面积为154.5万公顷,其中尾矿堆放91.5万公顷,露天采坑23.0万公顷,采矿塌陷33.0万公顷。[2]

因此,研究资源型城市的生态风险与生态修复,具有重要的现实意义。

一、资源型城市的生态风险

生态风险就是生态系统及其内部组分所承受的风险,指一个种群、生态系统或者整个景观的正常功能受外界胁迫,从而在目前和将来减少该系统内部某些要素或其本身的健康、生产力、遗传结

构、经济价值和美学价值的可能性。[3]

资源型城

市以资源开发为主,主要是地下开采或者露天开采,这些不可避免地造成生态环境的破坏,尤其是我国长期以来以粗放型经济发展为主,生态平衡受到严重破坏,阻碍和制约了区域的可持续发展,具有很大的生态风险。

(一)露天开采对地形地貌的破坏

露天开采对土地的破坏除剥离物占地外,主

要是挖损。[4]

我国大部分露天煤矿多采用外排土方式,外排土场压占土地量约为采掘场挖损量的1.5～2.5倍,平均为2倍,正常投产后,每开采万吨煤排土场压占土地0.04～0.33公顷,露天煤矿

外排土压占土地面积达16300公顷。[5]

排土场堆

垫的岩土结构松散、地层层序缺损或紊乱,[6]

极易遭受侵蚀。例如,据初步调查,山东省淄博市目前正在生产的露天采矿场有210家,包括铁矿、铝土矿、各类灰岩矿、砖瓦用页岩、钾长石矿、饰面用花岗岩、建筑用砂矿、水泥配料用砂岩矿等。这些矿山的开采对原有的地形地貌都有不同程度的破坏,特别是各类石灰岩矿山、砖瓦用粘土矿山、钾长石矿、饰面用花岗岩矿和铁矿山尤为严重。部分采石场植被毁坏,形成采场立面高、坡度大,边坡坡面角均大于70°,其直观可视范围内地貌景观破坏现象突出,恢复治理难度较大。同时极易

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引发泥石流、滑坡、山体崩塌等地质灾害。

(二)地下开采造成地表塌陷、裂缝

地下开采矿山易造成地表塌陷、地裂缝。如果采矿方法得当,并且用废石充填采空区,产生地表塌陷的可能性比较小。但随着开采活动的不断进行,开采深度逐步增加,采空区范围不断增大,形成地表塌陷和地裂缝的机会也随之增加。而且,矿泉水的开采一旦过量,也有造成地面沉降的可能。

(三)尾矿及废石污染

矿山开采形成的尾矿及固体废弃物会造成严重的环境污染。我国是矿业大国,国有煤矿堆积山累计1500余座,仅矸石一项约30亿吨,且其中

有300余座自燃,[7]排放大量煤尘、S O

2、CO

2

、CO

等有毒有害气体和热辐射。

尾矿及废石的危害是多方面的:其一,堆积占用大量的土地,并且由于固体废弃物大量堆放,长期风化,扬尘对区内大气环境造成了一定污染,采掘场、矸石山自燃及煤炭的利用释放出大量的S O2、CO2、CO等有毒有害气体,严重污染大气环境。[8]其二,由于人工开挖,如开挖煤矸石,使其坡角超出了安全角的范围而处于不稳定状态,危及周围设施的安全。随着近几年科技进步,国家禁用粘土砖,、瓦,使煤矸石的利用量大幅度增加,煤矸石堆放量基本没有增加;同时自燃后的煤矸石大量用于烧制水泥配料、修路等,堆存量也在逐年减少,煤矸石堆存量在目前的条件下逐年减少,其危害性也将降低。但在开发利用的同时,特别是老煤矸石堆的开挖,因为单堆过高过大,会使自然坡角超出安全范围,极易引起崩塌和渣石流灾害。其三,大气降水淋滤,使其中的有害元素随淋滤液进入地下,污染了周围地下水,形成重金属污染。煤矿区重金属主要是由于煤矸石风化自燃及淋溶而迁移到土壤、水体中的。[9]煤矸石含有大量的硫铁矿和重金属元素,在堆放过程中由于自燃和降雨淋滤形成的溶液使周围土壤、水体受到污染。其中,毒性最大的是Cd、Pb、Hg、A s,它们能在生物放大作用下大量地富集,对人体健康产生长远的不良影响。[8]同时,由于排土堆积使含Ca、Mg、K、Na的盐类流失,汇集到低洼地区,再经过蒸发作用使土壤产生盐渍化,已有研究表明:距离排土场越近,盐分含量越高(含盐量高达0.7%以上)。[10]

(四)矿坑水排放及地下水污染

矿区排放的矿井水、洗选废水、淋溶废水等,以及煤炭综合利用过程中排放的工业废水,排放量及危害度均较大。尽管各矿井和洗煤厂加强了处理,但长期轻度污水的排放,必然造成污染物的积累,形成地表水体和浅层地下水的污染。[11]矿坑水中主要污染物为悬浮物和硫化物,直接用于农田灌溉,会使土壤板结、酸化,降低土壤质量。选矿废水中污染物较复杂,多为V类水质,直接排放会造成水环境污染,并造成生活用水污染。

二、国内外生态修复

领域的现状和发展趋势

生态修复是指对生态系统停止人为干扰,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化,或者利用生态系统的这种自我恢复能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。目前生态修复主要指致力于那些在自然突变和人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作。

生态修复研究的时间和历史可追溯到19世纪30年代,但将生态修复作为生态学的一个分支进行系统研究,是1980年Cairns主编的《受损生态系统的恢复过程》一书出版以来才开始的。在生态修复的研究和实践中,涉及的相关概念有生态恢复(Ecol ogical Rest orati on)、生态修复(Ecol og2 ical Rehabilitati on)、生态重建(Ecol ogical Recon2 structi on)、生态改建(Ecol ogical Rene wal)、生态改良(Ecol ogical Recla mati on)等。虽然在涵义上有所区别,但是都具有“恢复和发展”的内涵,即使原来受到干扰或者损害的系统恢复后使其可持续发展,并为人类持续利用。1975年,在美国首次召开了“受损生态系统的恢复”国际会议,对生态修复的原理、概念和特征进行了探讨。在此后的20多年里,国际上多次召开相关的专题讨论会。1994年在英国召开的第六届国际生态学大会上,生态恢复学是15个议题之一。[12]

生态修复在美国、西欧一些发达国家受到广泛重视,并在20世纪80年代期间,开展了一系列的工程实验研究工作,取得了大量的成功经验。美国强调恢复到破坏前的地形地貌,要求原农田恢复到农田状态,原森林恢复到森林状态,把环境保护提到极高的地位或看作唯一的整治目的。如美国弗吉尼西亚南部煤矿开采了100多年,已成

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