基本农田保护区内采矿废弃地的生态重建_高向军

第21卷第7期2005年7月农业工程学报

Tr ansactions of the CSAE V ol.21　N o.7July 2005

基本农田保护区内采矿废弃地的生态重建

高向军1

,罗　明

1,2

,龙花楼

1,3※

(1.国土资源部土地整理中心国土整治研究室,北京100035;　2.中国人民大学土地管理系,北京100872;　3.国际应用系统分析研究所,A-2361Lax enburg ,奥地利)

摘　要:首先区别了矿区废弃地恢复、复垦和生态重建3个概念;随后探讨了采矿废弃地生态重建的目标和措施;在分析中国现行技术存在问题的基础上,探讨了现阶段生态重建技术的研发与示范;最后提出了为进一步保护矿区内现有的基本农田和重建因采矿破坏的基本农田,还应加强矿区开采沉陷监测与预警的系统研究,构建采矿废弃地生态重建的政策保障体系,及探讨以土地整理项目促进采矿废弃地生态重建的可推广模式。关键词:基本农田;生态重建;采矿;废弃地;土地整理

中图分类号:F311 文献标识码:A 文章编号:1002-6819(2005)07-0052-04

高向军,罗　明,龙花楼.基本农田保护区内采矿废弃地的生态重建[J].农业工程学报,2005,21(7):52-55.

Gao Xiang jun ,Luo M ing ,L ong Hua lo u .Eco log ical reconstr uction o f der elic t mined -land in co nse rv a tio n area s of prime

far mla nd [J ].Tr ansac tions of the CSA E ,2005,21(7):52-55.(in Chinese with Eng lish abstract )

收稿日期:2004-12-27　修订日期:2005-03-19

基金项目:国土资源部重点科技项目“典型矿山环境监测与土地复垦技术”(20040507);国家自然科学基金项目(40201001)

作者简介:高向军,博士,研究员,中国土地学会副理事长,中国土地学会土地整理分会主任委员,主要从事土地经济、土地整理与土地利用研究。北京　国土资源部土地整理中心,100035。

Email :gaoxiang jun @

通讯作者:龙花楼,博士,副研究员,主要研究领域为土地利用变化与土地可持续利用。北京　国土资源部土地整理中心,100035。Email :longh l @lcrc .org .cn

0　引　言

1999年1月1日起施行的《基本农田保护条例》中将基本农田定义为“按照一定时期人口和社会经济发展对农产品的需求,依据土地利用总体规划确定的不得占用的耕地”。基本农田保护区,是指为对基本农田实行特殊保护而依据土地利用总体规划和依照法定程序确定的特定保护区域。尽管该条例禁止任何单位和个人在基本农田保护区内采石、采矿,但由于条例规定省、自治区、直辖市划定的基本农田应当占本行政区域内耕地总面积的80%以上,加上矿藏位置具有不可选择的特点,以致矿区内有许多基本农田保护区被破坏,引发一系列社会、经济与生态环境问题。

土地资源是人类赖以生存的物质基础,迄今为止,由于矿业的开发已对土地资源造成了严重的影响与破坏。据统计,中国目前累计工矿破坏土地已达400万

hm 2

,其中采煤破坏土地的数量最大。在采矿破坏的土

地中,黄淮海地区约有90%以上为高产农业区,华东、华北的采煤沉陷地多位于基本农田保护区[1]。中国目前矿区土地复垦率仅为12%,每年因采矿破坏的土地仍在以3.3～ 4.7万hm 2

的速度在递增,东部地区基本农田保护区的破坏问题尤为突出。例如安徽省淮北市,全市采煤塌陷地达 1.67万hm 2,约有26万农民失去土

地,占全市农业人口的1/5,其中烈山区人均占有耕地仅0.004hm 2,有的村变成了“无地村”,使农民丧失基本生活保障,严重影响了社会稳定和区域可持续发展。中国是个人多地少的国家,土地资源非常紧缺。因此,为了既能有效地利用与开发矿产资源,又能保护生态环境,矿区土地的生态重建就成为矿区开发、生产中的一项必不可少的任务[2]。它不仅是恢复耕地资源,保护基本农田的需要,也是保证矿产资源开采与实现地上地下协调发展的必然要求。

矿区废弃土地整治的关键和基础是生态重建(Ecological

reco nstructio n ),它有别于恢复

(Restoration)和复垦(Reclamation)[3,4]

:恢复意指重塑

开采前的环境;复垦是要使采矿迹地适于原有物种或与之类似的物种生存[5];生态重建则是努力使采矿废弃地具有某种形式和一定水平的生产力,并维持相对稳定的生态平衡,而且要与周围景观价值相协调[6]。恢复不太可能,也不一定必要;复垦只是生态重建的一部分内容,而且并非所有的采矿废弃地都能复垦;生态重建是按照景观生态学原理,在宏观上设计出合理的景观格局,在微观上创造出合适的生态条件,把社会经济的持续发展建立在良好生态环境的基础上,实现人与自然的共生,它涵盖了复垦以外的社会、经济和环境的需要[3]。

1　生态重建的目标

基本农田是确保国家粮食安全的基础,同时它还为农民提供了基本生活保障。据此,采矿废弃地生态重建

的目标主要有如下3个方面。1.1　提高采矿废弃地的自然生产力

在采矿废弃地形成之前,当地的景观生态系统通过内部生物之间、生物与环境之间的相互作用和系统内物种的自我组织、自我调整过程而达到了相对稳定状态。各景观元素间的物质流、能量流、信息流和物种流的渠道畅通,使景观发挥着正常的生产功能和保护功能[3]。

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采矿活动改变了当地景观要素的性能,破坏了原来优良的景观结构,使景观元素间原本畅通的物质流、能量流、信息流和物种流的渠道受阻,景观生态系统的生产功能几乎丧失殆尽。尤为重要的是采矿活动影响了采矿地的地形和地下水系,同时也破坏了当地的土壤结构,使地力明显下降。土地肥力不足成为绿色植物生长的主要限制因素。土地肥力包括土壤肥力(作物生长所需的养分和水分)、气候肥力(光、热、温度、湿度、空气)和生物肥力,采矿废弃地缺的是养分和生物肥力。尽管通过大量使用有机肥,提高土壤中有机质的含量,能得到改善,但针对中国大范围的采矿废弃地来说这一途径是不现实的。因此,根据采矿废弃地的光、热、水、土等自然条件,提高其自然生产力,就成为采矿废弃地生态重建的一个重要任务。

1.2　建立复合生态经济系统

虽然社会、经济和自然是3个不同性质的系统,但其各自的生存和发展都受其它系统结构和功能的制约,必须当成一个复合系统来考虑,即“社会—经济—自然复合生态系统”[7]。这一复合的生态经济系统是由生态、经济和技术3个子系统相互结合形成的有机整体,表现为:1)生态与经济的统一与结合;2)系统组成要素多,各生物、环境因素及经济、技术因素共存于一体,交互作用,都具有易变性;3)系统组成因素的变化运动受自然经济规律制约,使人类运用科学技术条件下具有可控性[8]。这一复合系统还蕴含了目前正在国内兴起的循环经济的一些特点,如通过生态规划设计以使不同群体间形成资源共享和废物循环的生态产业链,采取资源综合循环利用,达到生态经济系统的最优化配置[9]。不与矿区的经济建设及社会发展相联系的生态重建是行不通的,只有按照生态经济系统的思想进行生态重建,才能在保持一个良好的生态环境的基础上,源源不断地从系统中生产出更多的物质财富,并协调好经济建设和社会发展的关系。这一点在基本农田保护区内采矿废弃地的生态重建中显得尤为重要。

1.3　缓和人地矛盾

目前,由于采矿活动致使许多基本农田遭到破坏,以致农民无从开展农业生产,耕地数量与质量锐减而人口却仍保持增长势头,人地关系十分紧张。因此,应通过采矿废弃地的生态重建尽可能恢复耕地,以解决当地因失去土地而被转为“非农业人口”但国家却不能安排正式工作的农民的失业问题,缓和人地矛盾。

2　基于景观生态学原理的生态重建措施

2.1　应用仿自然原型原理提高采矿废弃地的自然生产力

自然的生态系统是一种自我设计系统,自然原型就是通过自组织作用自我设计出来的。这种自然的自我设计,能够以较低的能量消耗做更多的功来维持着自然生态系统的运转[10]。在利用天然能源方面,任何人工群落都远不能与自然群落相比拟,自然原型在能量利用上是很成功的,也有着合理的物质循环机制。

因此,在生态重建过程中,最好去寻找自然界已有的自然设计方案,仿效自然原型来进行生态重建,而不能为某地拟定一个武断的设计方案。应根据自然原型,按人类的经济要求,设计一个叠加于其上的理想的适应环境系统,为社会生产更多的物质财富,又不违背自然界的组织原则。例如,先可以寻找某些土著先锋植物(最好是能在短期内带来一些经济效益的,如豆科植物)的自然原型,在增加矿区废弃地上的生物量与恢复土地自然生产力的同时,发展饲料工业,为养殖业(养牛、羊、猪等)提供饲料来源。逐渐恢复地力到一定程度后,再进行其它形式的农业生产。

2.2　根据多样性和异质性原理优化景观结构

异质性是指在一个区域(景观或生态系统)内对一个种或更高级的生物组织的存在起决定作用的资源(或某种性状)在空间或时间上的变异程度[11]。景观的多样性与异质性程度高,将有利于那些需要在不同的生境繁殖、觅食和休息的动物生存。由于多样性及异质性程度高,所以总物种数目就多,同时会有更长的食物链及更多的共生现象存在。

如果人类不加以调整,采矿废弃地常常是倾向于多样性的减少,均质性的增加。因此,在采矿废弃地的生态重建过程中,切忌搞单一经营。多种经营中,种植业用地应因地制宜地布局果园、林地、苗圃、水/旱作地等;养殖业应有养羊、牛、猪、鸡,及水产养殖等;另外还可有加工业和旅游业。生态重建措施要对耕地、果园、养殖池塘、沟渠、道路、林地等景观要素进行优化组合并引入一些新的成分,调整和构造新的景观格局,增加景观的稳定性和异质性,从而创造出优于原有景观生态系统的经济和生态效益,形成新的高效和谐的人工—自然景观。此外,采矿废弃地的生态重建,应根据不同外部条件,因地制宜地进行不同土地利用的生态组合,采用不同的重建技术,建立复合的生态经济系统。

2.3　运用人与自然界生物控制共生理论协调矿区人地关系

V ester总结出人类系统与生物系统间生物控制共生的规律,期间彼此增强,以最小的能量输入和最低的物质消耗足以保证任何系统关键部分的自我调节[12]。在基本农田保护区内采矿废弃地的生态重建中,运用生物控制共生理论,主要是研究矿区人地关系恶化的因果反馈关系,增加新的反馈键,使整个反馈环向有利于稳定的方向发展。由于采矿活动导致矿区废弃地产生,耕地面积就随之减少;耕地面积减少,意味着一部分农民将因失去土地而失业,矿产部门通常在本部门内安排失业农民的就业问题;从事采矿业的人增多,加快了矿藏的开采量,矿区废弃地也就随之增多,导致基本农田的进一步减少,形成一个不断加剧的正反馈环。要使人地关系趋于缓和,必须根据生物控制共生理论,增加一个负反馈键,即采取生物措施和工程措施恢复耕地,使农民回到土地上来,并逐渐减少矿区废弃地的面积,使人地关系趋于协调。

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　第7期高向军等:基本农田保护区内采矿废弃地的生态重建