西南山地小型矿山土地复垦研究——以云南省某灰岩矿为例

2016-03-16戚金栋张晓东

安徽农业科学 2016年3期

关键词：土地复垦效益措施

戚金栋，李俊，张鑫，张晓东

(昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明 650092)

西南山地小型矿山土地复垦研究
——以云南省某灰岩矿为例

戚金栋，李俊*，张鑫，张晓东

(昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明 650092)

摘要随着矿产资源的过度开发，许多严重的环境问题随之而来，对矿山土地进行复垦再利用尤为重要。该研究以云南省某小型灰岩矿为例，对西南山地小型矿山土地复垦进行研究。在分析矿山气候环境条件及土地资源利用现状的基础上，确定了复垦区范围、复垦土地利用方向及复垦技术标准：矿区复垦面积为2.863 4 hm2，复垦后的土地利用类型为有林地，复垦率为91.62%。结合矿山实际情况设计了合理有效的治理措施，获得了一定的社会、生态、经济效益，达到了矿山建设生产与生态环境保护协调稳定发展的目标。

关键词灰岩矿；土地复垦；措施；效益

Study on Land Reclamation of a Small Mine in Southwest Mountainous Area—A Case Study of a Limestone Mine in Yunnan

QI Jin-dong, LI Jun*, ZHANG Xin et al(Faculty of Land Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming, Yunnan 650092)

AbstractWith the over exploitation of mineral resources, many serious environmental problems are followed, which is very important for the land reclamation of mine.Taking a small limestone mine in Yunnan Province as example, land reclamation of a small mine in southwest mountainous area was studied.On the basis of analyzing the climatic conditions and utilization status of land resources, range of land reclamation area, land use direction and technical standard were confirmed: reclamation area 2.863 4 hm2, reclamation rate 91.62% and the land use type after reclamation is forest land.Combining with the actual situation of mine, reasonable and effective control measures were designed, a certain social, ecological and economic benefits were obtained, so as to achieve the goal of coordinated and stable development of mine construction and ecological environment protection.

Key wordsLimestone mine; Land reclamation; Measure; Benefit

我国矿产资源丰富,资源开采规模居世界前列[1-2]，而矿产资源的开采通常要对当地的生态环境，尤其是对土地资源产生不同程度的破坏。矿山土地复垦主要针对那些在矿山建设与生产中挖损、压占破坏的土地来进行恢复，使其达到可以再次利用的状态，这是减缓矿山生产建设所带来的不良影响的有效措施，同时也是组成矿山项目的重要环节之一[3]。矿山土地复垦是一个庞大而复杂的系统，涉及领域较广，包括了多个学科，其原则依据国家出台的相关法律、规定、政策[4-5]。国外土地复垦与我国相比，具有起步早、复垦技术先进、监管机制完善、复垦率高等特点[6-8]。我国土地复垦工作虽起步较晚，但随着相关法规、政策出台给予保障，对复垦技术的研究以及对国外复垦制度的借鉴，近年来，我国土地复垦工作也朝着整体化、系统化、高效化相结合的阶段发展[9]。笔者以云南省某灰岩矿为例，结合当地自然条件特征，设计了一套矿山土地复垦方案，为西南山地小型矿山土地复垦提供参考。

1研究区概况

1.1矿山概况矿区位于云南省保山市境内，地处保山市城区98°方向，平距约18 km,矿山通往保山市区交通方便，公路均为沥青路面，公路里程29.3 km.矿区开采的主要矿产类型为普通建筑材料所用的灰岩矿，开采范围面积为1.723 3 hm2，开采标高1 862～1 822 m。由于地形条件和矿体产出形态因素，矿区开采方式为露天开采，开拓方式为公路开拓，运输方式为汽车运输，采矿方法为自高标高向低标高分台阶剥采，矿山生产规模为小型。

矿区地处斜坡部位，地形地势具有北西高南东低的特点，北东部的山沟为区内海拔最低处，标高为1 810 m,可当作矿区的最低侵蚀基准面，西面的山顶海拔高度为1 930 m,是区内地势最高处，二者相差120 m,开采区海拔标高相差40 m。区内地形坡度较缓，以15°~25°较为普遍，局部地区可达30°，属中山浅切割地貌。矿区一年分为雨季和旱季，其中雨季时长较短为每年的6~9月，其他时间为旱季，二者分明。此外，矿区每年霜期为80~90 d，年均气温16 ℃，降水量年均1 074.0 mm,蒸发量年均1 776.8 mm，属亚热带季风气候。区内树枝状水系发育，属怒江水系一级支流东河汇水区，地形地势有利于地下水排泄，而不利于地下水补给，矿山供水需引西边山泉。区内遍布红壤中的黄壤亚类土壤，厚度不等，植被覆盖率15%～20%。

1.2矿山土地资源现状矿山现已开始开采生产，土地利用现状见表1。矿山的工程设施总占地3.125 2 hm2，包括露天采场、采空区、碎石场、料场、堆土场、矿山开拓公路、生活区及截排水沟7处场地，这些工程场地占用并损毁了了矿区的土地资源，占地类型主要包括旱地、平田、天然草地、工矿用地等。矿区土地资源损坏方式主要有挖损和压占两种，各个工程场地损坏的土地类型也有所不同，其中露天采场、采空区和截排水沟损毁地类有旱地、天然草地、平田、工矿用地；碎石场损毁地类有旱地和天然草地；料场、堆土场及矿山开拓公路损毁地类有旱地和平田；生活区仅损毁平田地类，损毁土地分析结果见表2。

2矿山土地复垦

2.1复垦土地范围矿山工程场地所占用和损毁的土地都属于复垦土地的范围，总面积3.125 2 hm2, 但为了方便农民群众日常出行，矿山在开采完成后将保留矿山道路作为农村道路使用，此外，排水渠也将保留，面积共计0.261 8 hm2。因此，矿区的实际复垦面积为2.863 4 hm2，土地复垦率为91.62%。

表1　矿区土地利用现状

表2　矿区损毁土地分析结果

2.2复垦土地利用方向矿山土地复垦利用方向是基于土地复垦方向的初步确定和土地复垦适宜性评价结果两方面的成果来综合决定的，而土地利用方向的初步确定取决于当地政策规划因素、社会经济及自然条件因素和公众参与因素3个方面。国家出台了许多政策，制定了相关法规来加大生产建设单位实施土地复垦的力度，缓解经济发展与耕地保护之间的矛盾，充分利用有限的土地资源。矿区所在地农业经济以种植业和畜牧业为主，经济相对落后，产业发展以农业、林业为主，矿区的生产活动将带动当地经济发展，为土地复垦工作在经济上提供强有力的后盾。此外，矿区制定土地复垦的方案时，还要向当地的广大群众征求意见，得到他们的支持。综合以上各方面因素，该区土地复垦方向初步确定以农用地为主。

通过对矿山土地利用现状及土地损毁情况的分析研究，以矿山各个工程场地为基础，将复垦区划分为露天采场、采空区、碎石场、料场、堆土场、矿山开拓公路、生活区及截排水沟7个复垦单元，以地表组成物质、地表坡度、土壤容量、土源土壤有机质、土源保证率、土壤质地、土壤pH、有效土层厚度、灌溉条件、挖损程度10个参评因子来进行复垦区的土地复垦适宜性评价，综合各个场地的适宜性评价结果，并结合该项目土地损毁前土地的使用功能和周边情况，确定各个复垦单元的土地复垦方向为有林地。

2.3复垦技术标准根据各个场地确定的最终土地复垦利用方向，合理设计土地复垦的措施，措施包括砌体拆除、场地清理、表土回覆土、灌木种植、草本撒播、监测与管护措施等。具体复垦标准为：首先是清理场地，复垦前要拆除地表的构筑物，清除地表的水泥地坪，保证复垦场地内的土质不含大块的石头和水泥块，运用合适的土壤改良技术措施来改善土壤的物理环境，需复垦土地在经过工程治理后要选择合适的树种来种植苗木，进行生物治理恢复，苗木规格为带土球1~2年生苗木，要保障复垦1年后苗木的成活率达95%以上。

2.4土地复垦措施矿山土地复垦措施采用工程治理与生物治理相结合的方法，区内土地利用方向为有林地，各个单元覆土标准需覆盖至少40 cm的表层土，需覆土总面积为2.863 4 hm2，表土需求量11 453.6 m3,各个复垦单元覆土需求量见表3。

表3　复垦单元覆土需求量

2.4.1工程治理。矿山的工程治理主要针对露天采场区、堆土场、料场、矿区道路及办公生活场地这几个单元。露天采场主要为修建截排水沟，具体设计为在采场周边修截水沟，在开采平台内侧马道边修建排水沟，做好该区域的排水工作，防止水土流失对土地的破坏。截水沟设计规模长423 m,沟渠横截面为“上宽下窄”的梯形，上顶宽1.1 m,下底宽0.5 m，深0.5 m，并采用抗压强度至少为7.5 Mpa，厚度为18 cm的砂浆片石支砌，采用抗压强度至少10 Mpa, 抹面厚度约为2 cm的砂浆进行均匀抹面；排水沟长685 m,沟渠横截面为矩形，顶宽与底宽和深度都为0.3 m。堆土场工程治理表现在下方修筑挡土墙，上方修建截水沟，挡土墙所用材料为浆砌毛石，设计规模长约180 m,墙体横截面为梯形，上顶宽0.6 m,下底宽2.0 m,高2.5 m，埋深0.5 m,截水沟设计规模长145 m,沟渠横截面尺寸与露天采场的截水沟相同。料场下方修筑的挡土墙长96 m,上方修建的截水沟长176 m，挡土墙墙体横截面也为梯形，上顶宽0.5 m，下底宽1.0 m，墙高1.5 m，埋深0.5 m，截水沟沟渠界面尺寸同露天采场和堆土场截水沟。办公生活场地应注意生活废水的排放，不要造成环境污染。矿山道路长约240 m,路宽5 m，在这一地区应注意道路排水和道路维护问题。

2.4.2生物治理。矿山的生物治理措施以植被重建为主，经过对矿山所在区域的气候环境条件研究发现矿山整体适合植被种植，但也有少部分地区的种植条件较差，针对这些不利于种植植被的地区应先进行土地整治，为植被生长创造有利条件。

对于矿区内植物的选择，一定要结合矿区所在的地理位置和气候条件[10-13]，矿区种植的植物应具有易成活、易种植、生长繁殖能力强、具有固氮能力、根系发达可有效地固结土壤，防止水土流失、耐旱、喜阳且所选择的藤本、草本植物要具备越冬的能力等特征。综合以上特征并结合对本地植物种类的调查，决定采用的草本植物为狗牙根，乔木为云南松，藤本植物为爬山虎。

矿区的露天采场植物种植条件较差，种植前要对该区土地进行整治，整治方式为全面整地，采场底部覆土后种植云南松及狗牙根，边坡种植爬山虎，爬山虎既可以起到护坡的作用，也很美观。云南松、爬山虎采用定植的种植方式，狗牙根采用散播，云南松、爬山虎在植苗时应注意要使其根系舒展，忌窝根，稍压紧且浇足定根水。狗牙根在撒播时要拌沙和土壤，且草籽在播种前应用30 ℃的温水浸泡1 d。

植被在种植之后应进行合理管护措施，矿区采取的管护措施有补植、除草、培土、施肥、浇水，防灾防虫等。各个复垦单元土地复垦生物措施配置见表4。

表4　矿区土地复垦生物措施配置

3土地复垦效益分析

3.1社会效益矿区土地复垦率达到了91.62%，使得区内原本被压占、挖损的土地得到了恢复再利用，在一定程度上节约了土地资源。矿区植被的种植将会大大改善矿区及周边的生态环境，改善当地居民的生活环境，减少区内地质灾害的发生。此外，矿区的植被种植后需要进行相关的管护措施，需要一定的人力资源，这可以为当地的居民提供一定的就业机会，对当地的社会稳定有一定的促进作用，土地复垦还使得当地土地结构得到调整，土地资源的利用保持良性的可持续利用与发展状态。

3.2生态效益矿区土地复垦的生态效益主要体现在以下3个方面：第一，植被的种植使当地的生态系统得到了加强，且能有效地防止区内的水土流失，增加土壤的含水量，减少进入河道的泥沙，减轻下游淤积；第二，种植林木措施可以使土壤得到改善，包括有机质含量的增加、土壤肥力的增长及土壤物理化学性质的转变等；第三，土地复垦可以提高当地的植被覆盖率，适当地改善地区气候，增加区域植被多样性，更好地维护生态系统的平衡。

3.3经济效益土地复垦所带来的经济效益主要体现在对损坏、废弃土地再利用。这些重新利用的土地带来的农、林、草的产值相当可观，矿区内土地复垦为有林地，种植的云南松可增加当地木材的储量，成年树木提供的木材可用于建筑、家具制作等，具有可观的经济价值。狗牙根、爬山虎成年后也具有一定的药用价值，总之，成年植被的经济价值大于栽植时的经济价值。此外，矿区土地复垦还可以在一定程度

上减少自然灾害带来的损失，也间接地体现了其经济效益。

4结论

该研究以云南省某灰岩矿为例，结合当地环境条件及土地资源利用现状，对西南山地小型矿山土地复垦进行研究，得出以下结论：

(1)矿山的开采与建设对区内土地资源的破坏形式主要有两种:挖损和压占，其中，遭到挖损破坏的土地占到损坏土地的59.7%，压占的土地占40.3%，损毁土地类型有旱地、平田、天然草地、工矿用地等。根据土地损毁面积及方式，确定复垦面积为2.863 4 hm2，土地复垦方向为有林地，复垦率为91.62%。

(2)矿山土地复垦措施包括了场地清理、相关工程设施修建、覆土、植被种植与管护等措施，其中复垦植物选择了云南松、狗牙根、爬山虎3种植物，并结合各个复垦单元的具体情况，制定了相应复垦生物配置措施。

(3)矿山土地复垦是一项长期而复杂的工程，只有结合具体矿山的实际情况，做好每一个环节，才能达到预期的社会、生态、经济效益。

参考文献

[1] 何芳, 徐友宁, 乔冈,等.中国矿山环境地质问题区域分布特征[J].中国地质, 2010(5):1520-1529.

[2] 何芳, 徐友宁, 乔冈,等.中国矿山地质灾害分布特征[J].地质通报, 2012(Z1):476-485.

[3] 张燕, 温晓玲.某小型磷矿的复垦方案[J].金属矿山, 2015(5)：144-148.

[4] 何芳, 乔冈, 刘瑞平,等.矿山土地复垦模式探讨[J].西北地质, 2013, 46(2):201-209.

[5] 孙明书, 李俊, 肖斌,等.大红山铁矿土地复垦规划及恢复研究[J].安徽农业科学, 2015(17):267-270.