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第1部分

從真正持續發展的觀點看,即從維護生態持續能力的觀點看,採礦土地的治理,應服務於包括人類在內的整個自然界。因此,上面提到的僅側重於人類直接利益的兩種提法——“復墾”和“Reclamation”都實為片面。於是採礦土地的治理應當有兩類目標選擇:在條件許可的情況下建設一個與當地自然界相和諧的人類生態系統(如農業生態系統、城市生態系統等);或建立一個自然生態系統(它可以是被破壞的生態系統的恢復,也可以是一個新的自然生態系統的創造),以彌補、充實和豐富這一地區原有的自然生態系統。不論是哪一類選擇,整個治理本質上都是生態學的,而且都應在生態系統水平上進行。鑑於此,我們將採礦土地的治理概括為“生態治理(EcologicalManagement)”,並以此替代“復墾”和“Reclamation”的提法。

(二)國內外礦山生態環境治理技術措施進展

由於先期強調“復墾”,使大多數研究和實踐主要針對礦山地面、礦碴堆場,即使是在坡面上也大多采用放緩邊坡30度下復墾種植,在這方面各國都取得了長足的進展。主要方法有充填式和非充填式復墾。充填式復墾又包括堆墊地貌的復墾利用和礦山固體廢棄物回填低窪地的復墾利用。非充填式復墾主要有土地平整式、梯田式、疏排法復墾等形式及挖深墊淺式復墾。這些方式都是在比較容易復墾的礦山地面使用。總的來說,方法單一,手段簡單。這一時期對土壤的保護利用和植物種源選擇上做了大量有益的探索,取得巨大的成就。

隨著社會經濟的發展,高等級公路、鐵路的建設,以及景區、保護區建設等,人們已經不能滿足於僅僅對礦山的“復墾”利用。開展了包括裸石坡面在內的礦山“生態環境治理”這一恢復“自然生態”與“人工生態”的更高境界的治理活動。該項治理主要包括邊坡穩定性治理和自然生態環境治理(“復綠”),邊坡穩定性治理目前已取得比較成熟的經驗和方法。如何“復綠”上研究起步稍晚,國外也不過半個世紀。國內剛剛起步,還沒有形成統一的固定模式,或最佳方案。目前採用的方式主要有:

1)噴漿噴播型:可有錨網固定和非錨網固定二型別。此技術在國內已引進使用。如日本,在交通幹線兩側大坡度巖面,錨網固定噴漿,然後噴播含種籽(主要是草籽及小量耐旱先鋒灌木種籽)及保水劑、高效能肥料、膠著劑等材料,形成植被。

2)放緩邊坡覆土型:如澳大利亞、美國等礦山大多把邊坡開成30度坡角以下,並擴大境界,與周邊形成緩坡,覆土然後復綠。

3)臺階型:把礦山邊坡或廢料堆坡面開挖成1~5米高,0。5~1米寬的護坡道或臺階,在臺階上覆土植草植樹。

4)植生袋、植生盤型:如日本在含有一定土壤的碴土堆坡面上進行階梯狀水平開溝,放置含草籽和各種基質的網袋或放置經過加工壓縮的植生基質盤。

5)堆土袋型:用袋土草袋治坡堆砌,再在草袋間撒種籽蓋土。

6)其它:還有框架法、直升飛機噴播法、原生植物移植法、以及復草皮法、抗侵蝕被、網席法等多種形式。國內,還有四旁綠化法、藤本攀緣法、暗臺階復土法等。

二、露採礦山自然生態環境治理原理與技術

(一)治理原則

生態治理的目的是使自然——社會——經濟系統的綜合效益最大化。礦山開採必須遵循最小量化原則、無害化原則、資源化原則、生態系統的恢復和重建原則、立法原則(這裡暫不討論資源化和立法原則等問題),最終達到地形、植被在視覺和環境上與周圍的區域生態融為一體。同時,復綠後的坡地要經受雨季和乾旱的考驗。

自然生態系統的形成和演替是一個漫長的過程。比如在陸地生態系統中,從裸露岩石開始的演替稱之為旱生演替。其演替順序一般是:

這種演替過程是很長的,可達百萬年。即使從草本群落階段開始,也需幾個世紀的歷史。表1是美國東部丘陵區次生演替過程。在自然條件下,這種次生演替需要經幾十年至數百年才能發展到頂級群落。

表1美國東部丘陵區次生演替過程

主要植物

矮草

草+灌

松林

櫟+山核桃

演替年齡

1~2

2~3

15~20~25

35~36