矿区土地复垦景观格局变化和生态效应探索

2021-07-08任艳珍

山西农经 2021年12期

□任艳珍

（山西金瓯土地矿产咨询服务有限公司山西太原 030000）

我国国土面积广阔，蕴藏着丰富的矿产资源。社会发展加速，对矿产资源的需求逐渐增多，开采资源致使矿区周边的土地受到不同程度的损毁。为有效遏制因矿产资源开发造成的土地损毁和水土流失，需要通过土地复垦和生态重建来进行改善，促进生产、资源和环境协调发展。对损毁的土地进行复垦，尽快恢复和重建项目区生态环境，保障项目区及周边地区水土资源得到持续利用。

矿区指集中开采煤炭资源的区域，煤炭资源的开采为我国经济发展提供了有力支持，但开采过程会对生态环境产生影响，致使资源开采与环境之间的矛盾加剧，此类问题会对我国经济的可持续发展带来不利影响。

基于生产建设项目造成土地损毁后“谁损毁、谁复垦”的原则，应落实珍惜、合理利用土地和切实保护耕地的基本国策，规范土地复垦活动，加强土地复垦管理，提高土地利用生态效益，采取土地复垦的措施化解二者的矛盾，并在生态重建中投入更多精力。

1 矿区土地景观格局与生态效应的特点

1.1 景观格局特点

景观格局是指在空间内大小和形状各异的景观斑块的排列状态。景观格局并不是一成不变的，会受到生产和人类活动的直接影响，尤其是其空间分布特点以及排列状态均会受到外界因素的影响，表现为镶嵌性、动态性以及空间异质性。其中，镶嵌性是由斑块、廊道和基质共同组合而成的景观格局，斑块被作为景观的基础要素，廊道则是条形或者带状分布的景观，基质则是景观格局中分布面积较大的部分，一般指景观背景；动态性指的是在人类活动的基础上，遭受外部扰动影响出现的格局变化；空间异质性则是空间内部斑块和结构分布不一的表现。

1.2 生态效应特点

土地景观格局的生态效应会受到景观格局中斑块分布、大小以及数量等的影响，指空间结构对物种所产生的影响。生态效应主要可以从两个方面进行分析。一方面，从物种与面积的关系层面进行分析，具体是指景观格局中一些大小和形状各异的斑块对区域内生物和生态演变所造成的影响。例如生态中的物种多样性与斑块大小存在直接联系，即在斑块面积增大的情况下，物种多样性会随之增多。另一方面，从边缘效应的角度进行分析，在景观斑块边缘受到外界因素影响的情况下，其边缘位置的生态特性与斑块中间位置的生态特性呈现差异化，这种差异通常体现在自然条件和物种组成等方面[1]。

2 矿区开采对土地生态效应的影响

社会经济快速发展，矿产资源的开采力度随之加大。虽然矿产资源的开发有效提高了我国的经济水平，但在开采过程中会对矿区周边的土地资源造成塌陷、挖损以及压占等问题，对生态环境造成不利影响。矿区开采对土地生态效应的影响如下。

2.1 对土地生态环境的影响

2.1.1 影响土壤结构

在开采过程中，开采作业会导致地表变形、沉陷和出现裂缝等，改变项目区原有的地表形态，在一定程度上增加水土流失，导致土壤养分含量减少，土壤结构板结，土壤平均直径减小、分形维数增大，土壤总孔隙度减少，土壤密度增大，使土壤通透性降低，含水量减小，土壤肥力下降。此外，矿区开采导致耕作层厚度减小，使土壤质量受到影响。

2.1.2 影响土地资源

浅层的矿产资源通常采取露天开采的措施，而露天开采必定会破坏土地的上层结构，导致区域内的土地结构和植被被大量破坏。开采完成后，会在地面留下坑洼，使土地下层结构裸露在外，对土地资源造成不可逆的影响。

2.1.3 造成土地污染

矿区开采过程中产生的“三废”含有大量污染物，主要包括氧化物、有机污染物、酸碱污染物、氮氧化物、二氧化硫等，上述污染物经过相互作用会产生酸雨，引发土壤酸化问题。各类废渣的随意堆积也会对土地资源造成极大的影响，给周边民众的健康生产与生活带来极大威胁。

2.2 对土地生态要素的影响

矿区开采会对矿区土地生态造成一定影响，主要体现在生态方面。矿产开发力度增大，对生态环境的影响也会逐渐加剧。矿区内部的土地生态结构存在一定差异，受资源开采的影响也存在差异。总之，矿区开采对土地生态环境的影响会限制社会经济的可持续发展，因此需要针对其对生态要素的影响进行分析，以期能够通过土地复垦改善土地生态环境问题。矿区开采对土地生态要素的影响见图1。

2.2.1 影响水环境健康

矿区开采会给地表水和地下水系带来一定污染，污染源主要包括矿井中排放的煤泥水以及一些固体悬浮物。随意排放清洗煤炭的水会对地表水质造成极大影响。在露天开采或者地下开采的过程中，会对土层结构造成影响，致使地下水体大量流失，使原本的富水区变为缺水区，给农业生产以及人民生活带来不利影响。

2.2.2 影响土地环境

矿产资源生产对土地环境的影响呈现出持续性特征，且在生产完成之后会对土地环境造成持续影响。这主要是因为生产过程中对土层结构、土地覆被以及土地生态特性等造成影响。主要表现为露天开采引发坑洼土地结构，造成内部结构裸露；土层结构被破坏，造成水土流失和沙化。开采时还会使本该处于土地深层的矿物质与重金属物质暴露在浅层结构中，改变土地生态特性。

2.2.3 影响土地景观格局

矿区土地景观格局的演变会受到实际开采工作的直接影响，具体表现为矿区开采对景观斑块大小、形状以及景观空间结构的影响。此类问题的成因在于矿产资源开发过程中会占用大量土地资源，致使原本面积较大的土地资源被分割为多个小斑块，且开采过后也会在矿区形成复垦难度较大的坑洼地带，导致土地景观格局中的斑块密度以及大小等发生根本性改变，同时会使廊道结构被切割，最终影响生物物种的生长环境，造成区域物种多样性减少[2]。

3 矿区土地复垦景观格局变化及其生态风险

矿区土地复垦主要是灵活应用工程技术和生物化学措施等对损毁的土地进行修复。在土地复垦过程中，对已损毁土地的情况进行实地调查，对拟损毁土地的情况进行合理预测，结合当地地形、坡度、土层厚度等条件对土地复垦方向进行适宜性评价，以此为基础，采取复垦工程及生物措施。例如对某矿的土地复垦，可以通过表土剥离与回覆、裂缝填充、坡改梯、土地翻耕、田坎修筑等工程技术，结合生物化学措施进行复垦[3]。

土地复垦的景观格局变化主要体现在土地的功能和组成方面，不仅会影响土地资源的利用，还会使其自身的功能发生改变，被认为是引发土地生态风险的关键性因素。由景观格局变化所引发的生态风险问题主要包括土地质量下降、水土流失、土地沙漠化以及影响物种生存环境等方面。在矿区开发力度加大的情况下，土地复垦景观格局必定会随之发生改变，对其结构和功能产生不可逆影响。

另外，生态风险问题会反作用于土地景观格局的变化，即当发现生态风险问题时，人们会对生产工作作出调整，对土地利用和开发方案进行重新规划，尽量降低生态风险问题的发生概率，而此时便会对土地景观格局造成一定影响，这种影响往往较为积极。

通过上述分析可以看出，生态风险与土地景观格局存在相互作用的关系，在土地结构调整以及土地复垦时，均需考虑对生态风险的影响，实现共赢。

4 矿区土地复垦的生态作用

一方面，有助于维护生态系统平衡。矿区的生态系统经常受到资源开采工作的影响，在生态系统失衡的情况下，不仅会引发土地资源利用问题，还会使大量植被遭受破坏，影响物种生存环境，进而威胁生态系统安全。基于此类问题，应结合矿区的土地资源状况以及景观格局的变化特征，采取有效的土地复垦措施，解决现有的土地资源问题。常用手段是对坑洼区域进行填充，对植被破坏严重区域进行植被培育等。实践证明，有效的复垦措施可以降低资源开发对土地景观格局的影响，进一步减少对生态环境的威胁，对于维护生态系统平衡具有积极作用。

另一方面，有助于增加生态服务价值。生态服务价值主要指人类在生态系统中获得的利益。为了突出生态服务价值，需要保障生态环境健康。对于一些开发力度较大的矿区来说，其周边生态环境遭受了极大破坏，致使生态服务价值降低，并呈现出持续降低的态势。基于此，应加大对土地复垦的投入力度，通过有效的复垦措施改善区域的环境现状，增强区域内的生态调节能力，为人们创造更好的生态服务价值。