信丰县修复稀土矿区生态的技术措施及效益分析

李茂忠

(信丰县水土保持局，江西 信丰341600)

(责任编辑 孙占锋)

1 信丰县的基本情况及稀土矿区水土流失特点

信丰县位于江西省南部，居赣江流域桃江河畔，土地总面积2 878 km2，人口70 万人。全县16 个乡镇中有10 个蕴藏着稀土矿。20 世纪80年代初，迅速崛起和发展的稀土工业成了信丰区域经济增长的支柱产业之一，但由于采矿工艺落后，致使矿区水土流失十分严重。

稀土原矿蕴藏在花岗岩风化土中。原始的采矿工艺必须剥离表土，将1 ～20 m 不等的深层原矿土搬运至选矿池浸洗，采掘面宽，动土量大，植被破坏严重。据调查，每生产1 t 混合氧化稀土将产生200 ～3 000 t尾沙和废土、100 ～1 200 t 废水，扰动、破坏土地面积0．08 ～0．13 hm2。全县每年因开挖稀土矿而产生的新的水土流失面积达2 468 hm2，排放尾沙5 438 万t。大量尾沙废水不仅使山地土壤退化、水源污染，而且给下游群众的生产生活带来了严重危害。据调查，每年因尾沙下泄造成286 hm2的农田被淤积、34．6 km 的公路被淹埋冲毁、20 多座山塘被淤满、3．4 万m 灌溉渠道被淤塞。如总库容65．2 万m3的香山水库，淤积泥沙量达46．8 万m3，淤泥厚度达2．5 ～4．0 m，水库已不能正常发挥作用;龙舌河河床已抬高1 ～2 m，局部河床甚至比农田高出0．5 ～1．0 m。

2 修复稀土矿区生态的技术措施

为修复采矿迹地，在矿区建立良好的生态环境，促进县域经济的可持续发展，信丰县经过多年的探索，基本找到了一条符合矿区开发治理的路子，并先后在嘉定、安西、西牛及虎山等乡镇稀土矿区建立了开发治理试验示范区。据统计，2013年全县修复稀土矿区面积526 hm2，其中建立脐橙果园346 hm2、枇杷园138 hm2、布朗李果园14 hm2、奈李和三华李果园11 hm2，种草8 hm2、甘蔗9 hm2;修塘坝65 座、拦沙坝893 座、谷坊458 座、挡土墙3．66 万m、水平竹节沟88．67 万m，清淤山塘、水库16 座，清理渠道1．83 万m。总投入1 939．63万元，动用土石方126．16 万m3。

2．1 工程措施

稀土废渣弃土含沙量高，黏性差，易流失。因此，控制泥沙流动，工程措施是首要条件。应根据不同地形及冲蚀沟的大小，布设排、撇水沟和修筑塘坝、谷坊、拦沙坝等，以形成工程防护体系。

2．1．1 塘 坝

塘坝的修筑应视矿区的地形条件而定。矿点多而分散，治理范围较大，在区间流域闭合处有“肚大口小”地形条件的区域，可规划修筑塘坝。如龙舌的桐木稀土矿区，我们在各矿点外围修筑拦沙坝、谷坊等拦沙设施的同时，又在区间流域闭合处修筑了塘坝，形成了“大坝套小坝，坝中有坝”的工程防护体系。这些工程既能拦截泥沙，又能蓄水灌溉。坝高5 ～10 m，内外坡比1 ∶2。要预留好溢洪道，有条件的地方可用浆砌石衬砌溢洪道。同时，在坝内外坡和坝顶种草或铺草皮。

2．1．2 拦沙坝

拦沙坝是修建在冲蚀沟中以拦蓄泥沙、控制泥沙下泄为目的的拦沙设施。对地形较开阔、丘陵坡度较平缓的稀土矿点，在尾沙堆放处外围选择合适位置修筑拦沙坝，以便泥沙沉积。安西桥下和西牛老山甫矿区修筑的拦沙坝不仅拦截了大量尾沙，而且起到了明显减缓水流冲刷采矿迹地的作用，取得了较好的效果。拦沙坝分为土坝和浆砌石坝两种类型。土坝可就地取材，选择带黏性的均质土作筑坝材料，施工前先清理好坝址基础，施工中分层填土、夯实，坝高3 ～10 m、顶宽1．5 ～2 m，上游坡比1 ∶1．25 ～1 ∶1．5，下游坡比1 ∶1～1 ∶2;在坝的一侧开挖溢洪道，溢洪道宽0．6 ～1.0 m、深0．6 ～1．5 m。坝体完工后，在坡面上种植百喜草、马唐等牧草或草皮。浆砌石坝设计坝高3 ～6 m，顶宽1 m，坡比1 ∶1，溢洪道宽0．6 ～1．0 m、深0．6 ～1 m。

2．1．3 谷 坊

谷坊一般建在山坡坡面发生了小冲蚀沟的出口处，以控制冲蚀沟两侧坡面泥沙流失和沟床下切。可就地取土或利用编织袋装土堆筑，但坝面和内外坡面应铺草皮。谷坊高1 ～5 m，迎水坡坡比1 ∶1 ～1 ∶2．5，背水坡坡比1 ∶1 ～1 ∶2，溢洪道尺寸视集雨面积而定。

2．2 植物措施

2．2．1 种植果树

尾沙中含有少量稀土微量元素，可促进果树生长。实践表明，在稀土矿区可栽种枇杷、脐橙、奈李、布朗李、三华李、柿子、石榴、梨和桃等果树。主要做法是:在整治过的高标准梯带内，按株距3 ～4 m，开挖1 m 见方的大穴，先施基肥，把基肥与相应量的泥土拌匀分3层填入穴内，填土至0．667 m 处，再将拌有枯饼1．5 kg、塘泥1 担、鸡粪1．5 kg、磷肥1．5 kg 的泥土填入穴内，填土高出地面0．2 m。选择无病虫害、根系发达的优质大苗，将配制好的营养土装入营养袋内进行假植，次年5月前带营养土移栽入园，栽后加强抚育管理，平时保持施用少量石灰或其他有机肥。春播期间(3月)在梯坎、坡面栽种百喜草、马唐、雀稗、狗尾草等牧草。果树成林前尽量多在梯带间栽种印度豇豆、猪屎豆、肥田萝卜等绿肥，或套种花生、西瓜、豆类等经济作物，以改良土壤，增加土壤有机质，培肥地力。

2．2．2 栽植甘蔗

旱地甘蔗是较为适宜稀土矿区生长的作物之一。以西牛老山甫等示范区种植的旱地蔗为例，当年栽种的旱地蔗不仅产量达52．5 t/hm2，而且产糖量较其他甘蔗高出4%。其栽种方法是:沿梯带方向开挖深、宽各0．6 m 的小撩壕浅沟，沟距为1 m。沟内施足基肥，埋入稻草、芦箕和猪牛栏粪，同时撒上少量石灰，填土比地面低0．1 m。次年2月前，选取优良的甘蔗种平放至沟内，回填土应与地面齐平，覆土以不见甘蔗种为宜。甘蔗发芽出青苗后，应做好田间管理工作，如锄草、追肥和病虫害防治。甘蔗生长迅速，叶片大而浓密，可防止雨滴溅击地表。

2．2．3 播种牧草和栽种灌木

在尾沙区栽种灌草，可迅速恢复地表植被，固定尾沙，防止雨水冲刷。尾沙区经整治后，表层土壤松散，可在次年2 ～4月选取百喜草、马唐、宽叶雀稗、狗尾草等优良牧草种子，每公顷用种量22．5 ～30 kg，施用钙镁磷肥150 ～225 kg、营养土225 ～375 kg。在斜坡面间隔一定距离平行开挖深5 cm、宽20 cm 的浅沟，把拌匀的种子均匀地撒播至沟内，并覆一层薄土，覆土厚度以不见种子为宜。同时，在坡脚、沟边、路边和塘边等地栽种小叶桉和胡枝子等灌木，斜坡面最好栽种百喜草种苗。牧草长出青苗后，每公顷追施37．5 ～75 kg 尿素，待苗长到20 ～30 cm 高时割青一次(年均可割3 ～4次)，青草用来喂鱼、鹅、鸭、牛等。年产鲜草2．25 万～3 万kg/hm2，当年种植，地表植被覆盖率可达95%。

3 效益分析

3．1 经济效益

综合开发利用526 hm2尾沙地，年均总产值可达1 431．57万元，净效益286．37 万元。嘉定镇长生稀土矿区开发种植的三华李、柿子、石榴等果树，套种花生、西瓜、绿肥、牧草等，平均每公顷年产值达1．48 万元。安西镇桥下治理区栽种的脐橙，3年始果，4年投产，平均每公顷年产值达3．68 万元;西牛镇老山甫矿区引种的甘蔗当年产量达52．5 t/hm2，产值0．92 万元/hm2;龙舌矿区和周坝矿区的枇杷果园，投产后年产值达4.5 万元/hm2以上。

3．2 生态效益

稀土矿区的裸露废弃尾沙地和采矿迹地，植被覆盖率几乎为零，生态严重恶化。通过建立水土保持综合防护体系，植被得以恢复，区域生态环境明显改善。一是当年植被覆盖率平均新增79 百分点。在嘉定镇长生矿区种植的马唐、宽叶雀稗、狗尾草和胡枝子等灌草，当年植被覆盖率达95%;西牛镇老山甫矿区经栽种甘蔗后，植被覆盖率达87%;在种植果木林的矿区，果园梯带上栽种果苗，套种花生、西瓜、豆类等经济作物，梯坎坡面播种牧草、绿肥，植被覆盖率可达50% ～65%。龙舌、周坝枇杷园4年生枇杷树平均株高2．46 m，树冠2．14 m;西牛老山甫布朗李园2年生布朗李树平均株高3．68 m，树冠3．16 m;桐木枇杷园1年生枇杷树平均株高0．98 m，树冠0．93 m;金龙山脐橙园1年生脐橙树平均株高1．28 m，树冠1．31 m。二是地表温度下降，湿度增加，土壤得到改良。据观察，治理前尾沙地夏天地表最高温度达42．5 ℃，治理后地表温度降到32．5 ℃;经人为改良后，土壤中有机质含量由原来的0．11% ～0．24%增加到0．76% ～1．86%，氮、磷、钾也分别由原来的0．48% ～0．51%、0．11% ～0.13%、3．48% ～4．31% 增 加到0．63% ～0.79%、0.26% ～0.34%、4．93% ～5．68%;土壤的pH 值由原来的5．5 增加到6．2;土壤含水量比原来增长30%以上，土壤微生物增加3 倍多，土壤孔隙度增加25%，完全可以保证植物的正常生长。三是野生动物增多。植被的恢复，为野生动物提供了良好的栖息场所，野兔、山鸡等明显增多。

3．3 社会效益

已治理的尾沙区，工程措施和林草植被发挥作用后，年均可拦蓄泥沙30．38 万t、蓄水量达68．36 万m3，土壤侵蚀模数由原来的1．5 万t/(km2·a)下降到2 890 t/(km2·a)。据实测计算，桐木治理区平均每座塘坝拦蓄泥沙0．46 万t，每座拦沙坝拦蓄泥沙0．29万t;每座塘坝平均蓄水0．83 万m3，2013年持续1 个多月的高温干旱天气，基本上每座塘坝都保持在正常蓄水位以上，为果园抗旱保苗和下游农田灌溉提供了充足水源。

矿区植被恢复，泥沙基本得到控制，农田复垦耕作，河床淤积减少，山塘、水库蓄水能力大大增加，农民的生产和生活条件得到了改善。已复垦改造被尾沙淹埋的农田面积达96 hm2，粮食产量由原来的4 140 kg/hm2提高到6 540 kg/hm2;有9 座山塘经清淤后，增加蓄水10．6 万m3，增加有效灌溉面积38．6 hm2;龙舌河、安西河等河流的河床高程平均下降了0．35 m，河堤经加高加固后，原来频繁发生的水旱灾害，现已大为减少。矿区果园的开发，为当地农村剩余劳动力和下岗职工提供了再就业机会，同时还带动了周边群众开发利用水土资源、搞好水土保持生态建设的热情。