黄土高原露天煤矿复垦策略分析

胡 炜

（中国地质大学 （北京）人文经管学院，北京 100083）

1 露天煤矿生态形势

1.1 露天煤矿开采的概况

与世界主要产煤国相比，我国露天煤矿开采比重较小。数据显示，我国井工开采煤炭产量占95%以上，露天采煤只占不到5%，而其他主要产煤国露天开采产量比重为：加拿大88%、德国78%、美国61.5%、俄罗斯56%。露天采煤可以尽量实现集中开采，提高劳动生产率，降低成本，降低安全生产风险。并且，遵照严格的环境恢复法规，实施相应技术，可以大规模的实施对环境的整体调整和恢复。因此，露天开采是各采煤国家都将优先发展的增加煤产量的途径。就矿区环境治理而言，各国的策略不同，美、加以恢复原有地表生态为基本原则，澳、俄以补偿和恢复为基本原则。

1.2 生态脆弱的露天煤矿区生态形势严峻

据1998年统计数据，我国露天开采煤炭破坏的土地面积约2 200hm2/a，2000年以后，估算破坏的土地面积以8%～9%的速度递增，到2020年达到年均破坏土地约66000hm2的程度。露天采煤对矿区土地资源及生态环境的破坏毋庸置疑日益加剧，而更为严峻的是，我国露天煤矿分布具有明显的区域性，多集中在中西部地区，以山西、内蒙古、陕西、新疆等地为主。值得注意的是，这些地区多属于温带干性大陆气候，生态系统比较脆弱，大规模露天开采对环境的破坏较难恢复，总的来看一是植被和生物圈恢复起来比较难，二是植被破坏后造成地表剥蚀，地面景观破坏，三是土地沙化致使沙尘增加，直接影响到我国的中部和东部地区，四是这些地区长期以农业和矿业作为经济支柱产业，长期处于经济欠发达状态，国家和地方的政策法规制定和执行也不到位，故而历史遗留环境问题也非常多。

2 露天煤矿的土地复垦状况

2.1 土地复垦的政策和要求

露天矿土地复垦是指将采矿破坏的土地因地制宜地恢复到所期望状态的行动和过程。其主要目标是重新建立永久稳定的景观地形，这种地形在美学上和环境上能与未被破坏的土地相协调，而且采后土地的用途能最有效地促进其所在的生态系统的稳定和生产力的发展。根据可持续发展的观点，经复垦后的土地，不但要满足当代人的需求，而且也要为后代人留下一个良好的生存环境。

土地资源是国家重要的自然资源，土地资源的开发利用有力地支持了各项生产建设。但在露天煤矿的建设过程中，因挖损、压占、施工等造成了土地的破坏及生态环境的恶化。而且，露天采煤本身需要剥离地表土进行开采，以及排土场和矸石山还存在着占用耕地问题。由于认识自然的历史局限性及法制法规的不完善和执行不到位，加之露天煤矿近些年又迅猛发展，加剧了一系列的矿山环境问题和生态破坏，已严重影响地区的生态环境质量和经济持续发展。成为亟待解决而又要认真对待的大问题。关于对破坏土地复垦利用和恢复改善生态环境，基本依据是《中华人民共和国土地管理法》、国务院《土地复垦规定》、《土地复垦技术标准（试行）》《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国固体环境污染物防治法》等国家的有关法律、法规，以及国土部等《关于加强生产建设项目土地复垦管理工作的通知》、《矿山生态环境保护与污染物防治技术政策》等关于矿山生态环境保护与污染防治的多个部门规章与文件，成为指导露天煤矿进行土地复垦和环境保护的基本原则。

2.2 露天煤矿区复垦现状

现实情况是，鉴于我国人多地少，人均占有耕地更少，露天煤矿开采存在愈演愈烈的的矿场和和排土场、矸石山占用耕地问题，已经引起中央、省级和地方政府的高度重视，在当前各地制定了耕地红线，采取严厉措施保障存量的形势下，露天煤矿土地的恢复利用成为亟待解决的问题。因此要求露天煤矿在生态恢复过程中参照当体生态体系的实际情况，除尽量少占或不占基本农田外，积极把矿场造地复田，在复垦的土地上种植庄稼，以符合政策法规的需要。

3 生态脆弱露天矿区复垦研究

本文进行了文献调查和建模研究，主要着眼于验证在晋北、陕北、内蒙古中西部等半沙化和黄土高原等生态脆弱区进行露天煤炭的开采过程中，环境恢复首先要考虑基本生态系统的恢复与稳定，首先营为林草地。采用长周期、滚动式间歇轮换的策略，在后期实现耕地补偿，把少部分林草地复垦为旱地。

3.1 方法和路线

本文参考了各省矿产资源生态普查及部分论文1999～2005年间及研究积累成果资料。所采用的研究方法是对象矿区土地利用/覆盖直接由矿区未来人工扰动和复垦时空的影响。选取陕西神府、内蒙古东胜和平朔露天矿区安太堡三大露天矿，分别确定了各自的采区顺序和开采时限。生态环境质量状况指数（EI）按照《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ/T192-2006）来计算。EI取值权重为EI＝0.25×生物丰度指数＋0.2×植被覆盖指数＋0.2×水网密度指数＋0.2×土地退化指数＋0.15×环境质量指数；水土流失预测按照原地貌、人工扰动区和复垦土地区划分土壤侵蚀强度单元进行计算。依据生态环境状况的不同，在同一时期设置了不同的情景（表1）。

表1 情景设置一览表（2010～2030年）

3.2 测算生态环境指数变化趋势

生态环境是指由生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的整体，主要或完全由自然因素形成，并间接地、潜在地、长远地对人类的生存和发展产生影响。生态环境的破坏，最终会导致人类生活环境的恶化。生态环境状况评价目的是为保护和改善生态环境、开发利用自然资源提供科学依据。

根据露天采矿对土地资源挖损、压占和占用的时空顺序，井工矿开采诱发沉陷对土地资源的破坏，以及矿区万吨复垦面积的复垦速度、耕地占卜平衡从复垦的高覆盖草地和复垦林地中占卜的原则，根据设定的情景1，情景2和情景3，预测研究当期（2010～2020年），中期（2020～2030年）两个时段的因子数值，包括：生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和环境质量指数，求得EI值（表2）。

表2 两个时期不同情景下生态环境指数统计均值

4 结论

上述图表表明：在不同情景下多种因子中以水土流失变化表现最为明显，其他因子指数的变化则相较不显著。由于先期选定的扰动区范围值相对较小，周期较短，也可见影响比较大。如果周期加长，人工扰动的范围扩大，则会产生更为显著的生态受益。由此可以说明：矿区复垦应当将采矿、地质、农学、水文学、植物学、土壤学等多学科理论和技术融于一体，在规划设计露天矿区的土地复垦时，要对矿区的地质构造、地形地貌、生物群落、土岩特性以及自然条件等做好详细调查，从而制定出合理的“开采－复垦”方案，以使矿区遭到破坏的土地最大限度地得到复垦和取得最好的经济效益和社会效益。矿区土地复垦规划以做好剥离物规划和排土场规划为基础，以及确定最终采场规划；目的就是要做好复垦地利用方向规划、植物群落规划，以及水文规划；最后要做的是复垦监控。

在黄土高原生态脆弱区煤炭资源的开采过程中，应该更加考虑环境的脆弱性和生态体系恢复的长期性，排土场的复垦首先要考虑生态环境的恢复，留足生态环境保育期。相比较复垦为林草地，复垦成耕地后生态环境状况会降低。因此，首先应把排土场恢复为林草地，后期为了实现耕地的占卜平衡，可以将部分林草地复垦为田地。建议，多发展以林草地为依托的农牧经济。以山西省朔州市安太堡露天煤为例：其排土场复垦区采用适宜当地晋北气候耐寒耐旱的野草、沙棘、松树、杨树等植被类型，经过多年营养，生态系统已经建立得比较完善。地面上已经生长了地衣和苔藓类植物，草类和灌木等植被的每平米蓄积量已经超过原生态的80%。由于相对封闭的管理环境营造了适合动物生存的空间，已经繁衍了一些小型食草和食肉动物。考虑到当前土地承载能力尚未补足，该矿的环境恢复策略是不作耕地补偿，利用矿区已复垦土地及生物资源，采用种、养殖相结合的策略，着力发展现代农牧业，力图打造循环经济模式，将复垦区建成绿色牧业产品基地。截至2009年，完成土地复垦总面积1300余公顷，复垦率达到47%以上，排土场植被覆盖率达到90%以上。在环境恢复的工作中统筹考虑失地农民就业，使矿区土地保育和开发成为失地农民就业的重要途径，由此实现建设和谐矿区的目标。因此，对于黄土高原矿区尤其露天矿耕地保护与煤炭资源开采的协调发展仍需要结合实际，作深入的研究，制订适宜的策略。

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