由山西礦難引起的反思

2021-07-14 12:06:00 字數 3696 閱讀 2511

為什麼要對採礦廢棄地進行生態恢復及如何管理進行論述

摘要:「生態恢復」指通過人工方法,按照自然規律,恢復天然的生態系統。「生態恢復」的含義遠遠超出以穩定水土流失地域為目的種樹,也不僅僅是種植多樣的當地植物,「生態恢復」是試圖重新創造、引導或加速自然演化過程。

人類沒有能力去恢復出真的天然系統,但是我們可以幫助自然,把乙個地區需要的基本植物和動物放到一起,提供基本的條件,然後讓它自然演化,最後實現恢復。因此生態恢復的目標不是要種植盡可能多的物種,而是創造良好的條件,促進乙個群落發展成為由當地物種組成的完整生態系統。或者說目標是為當地的各種動物提供相應的棲息環境。

採礦廢棄地的環境會造成景觀碎裂化、汙染及擴散、破壞水的過程、破壞生物棲息生境,生物多樣性降低、誘發災害等危害。因此對採礦廢棄地的生態恢復與重建對區域生態系統的健康、地方經濟可持續發展以及人民的生活水平具有十分重要的意義

關鍵字:採礦廢棄地;;生態恢復;可持續利用;景觀設計

對採礦廢棄地進行生態恢復的重要性:

近年來山西省多發礦難,從2023年12月6日年至2023年12月30日,山西省共發生15礦難起,550多人死亡。礦難造成的**、有毒氣體洩露、煤礦透水、鐵礦發生滑坡對周邊環境成很大的影響。

露天開採剝離表土,挖損土地,破壞地被,以及堆放尾礦、煤矸石、粉煤灰和冶煉渣,地下開採造成採空區,引發地面塌陷,造成地面建築、管道、道路、橋梁等設施變形及破壞。土地面貌變得千瘡百孔、支離破碎,直接影響景觀的環境服務功能。露天堆放的礦產品與廢棄物易發生氧化、風化和自燃,大量如二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等有害氣體及礦物灰塵會威脅人體健康,影響空氣質素,汙染周圍環境。

同時,採礦過程中排出的礦井廢水中含有大量的懸浮物和汙染物質,由於利用率較低,大部分會直接排入環境,導致地下水、土壤的質量下降。而露天堆放的礦物經雨水淋溶,地表水沖刷以及人為的洗煤會汙染水系,形成濁流。同時有毒礦物元素會存在於尾料中,隨廢棄物堆放會加劇土壤的汙染和退化,對植物的生長產生不利作用[1]。

採礦破壞植被,造成水分涵養下降,破壞了地表徑流的下滲過程。同時地下開採會改變地下水流的方向,嚴重會使河溪斷流 [2]。同時河流作為水的運輸通道,在礦區往往被作為廢水排放的直接途徑,河床常當作堆場阻礙行洪。

而河岸植被帶,如河岸防護林、鄉土水生和溼生植物群落起著涵養水分、提供生境的作用,但往往在固化處理中被破壞,直接影響河流的生態效應的發揮。

採礦活動破壞了一些地區的原生生境,如作為物種源的大型植被破碎為一些小型的殘遺斑塊,影響作為跳板(stepping stone)的林地斑塊的功能發揮,造成生物遷徙受到阻隔。鄉土植物群落並且受到破壞,植被急劇發生向下的演替過程。這些都直接影響了內部物種的數量和質量,造成野生物種如鳥類棲息數量和種類的減少,多樣性降低。

地表植被的破壞,水系的紊亂以及採空區的形成會加劇水土流失,帶來極具破壞力的災害,如泥石流和山洪暴發,更嚴重可能會加速荒漠化。據訊息,人為的破壞尤其是礦山及礦石運輸是形成沙塵暴的重要因素之一,同時採礦地裸露地面也是產生沙塵流動源的**。如北京房山區地處首都西部,被稱為北京市「五大風口」之一,但由於採礦活動十分嚴重,因此作為西部生態屏障的一部分,其生態恢復和建設意義重大[3]。

採礦廢棄地的的管理:

通過工程技術和生物技術等措施進行生態恢復與重建,使之恢復到可以再利用的狀態,是採礦廢棄地可持續景觀設計的基礎。我們可以採取毒性處理與汙染治理、基質改良、植被恢復、工程安全處理等措施對其進行管理。

a.d. bradshaw認為毒性問題是採礦地恢復最難處理的問題,自然方法只能在汙染還不是很嚴重的情況下採用。

其他方法包括或者種植非生產性的耐酸性植被,或者通過使用石灰石覆蓋來消除酸性。重金屬礦的殘餘金屬物質會存在於大多數廢棄物中,自然方法難以消除,但是可以用有機的方法即通過種植植物來吸收和降低毒性。針對劇毒廢物,唯一的途徑就是用無毒物質進行覆蓋,建立環境隔離區。

對於有毒和無毒物質的混雜,bradshaw認為對毒性的鑑別和處理應該是生態恢復的第一步工作[1]。對礦山環境的汙染治理研究已有許多較為成熟的措施,但採用何種措施要根據實際的問題與需要。採礦固體廢棄物的堆放目前主要採取生物技術來處理。

即通過播撒有機合成肥料,促使土壤微生物開始生長並增強生命力,再種植適生植物,恢復植被[4,5]。針對採礦地的徑流與水系,通過設定雨汙分流系統和汙水處理系統,改造並修復河道為自然形式來處理汙染,恢復水的自然過程。

採礦地中如磷、鉀、鎂和鈣等營養元素的缺乏難以由自然過程所恢復,或者需要很長的乙個時間,必須通過人為方式來恢復 [1]。作為植物生長的基質,必須對土壤進行改良,這是生態恢復與重建的關鍵。針對採礦地上的土壤狀況,可以直接改良或者新覆土再進行改良。

用於改良廢棄地的材料極其廣泛,如表土、化學肥料、有機廢棄物、綠肥、固氮植物及作物的秸稈等[6]。而採取「以廢治廢」的方法具有很好的生態效益和社會效益。長期的改良必須依靠植物。

利用固氮植物和菌根植物改良廢棄地是經濟效益與生態效益俱佳的方[1,6,7]。同時,採礦地土壤由於機械受壓會結構受損而板結,可以通過鬆土,切割或軟化(ripping and scarifying)等措施來處理,或通過植被根部的生長、營養物質的聚集和微生物活動來阻止土壤重新板結[1]。

礦區的表土和植被往往被破壞的面目全非,整體的生態系統受到損害。短期內採礦地植被恢復的主要目標是控制水土流失,減少災害,且對保護土壤防止侵蝕、促使形成良好的微粒及聚集營養等起到重要的作用[1,4,5]。往往採礦業關閉之後,恢復需要以低成本和有效的方式來進行,因此利用自然演替是較為可行的途徑。

採礦廢棄地往往形成一定的地下採空區,易造成地面陷落和裂縫,嚴重會引發坍塌等災害事故,因此對於潛在的採礦地安全隱患要通過工程處理來減少事故和災害爆發的機率。應針對坑壁危岩體、礦坑進行安全設防,如建設擋土牆、護坡、攔沙壩、維護欄網,設立警示標牌以及夜間照明。利用削高墊低、土地平整、復土、深挖墊淺、煤矸石或粉煤灰填充等措施整治沉陷土地[8]。

針對生態恢復,有學者認為採礦破壞土地的恢復不僅僅是技術問題,不只包括了穩定地表、控制汙染、改善視覺等目標,還應有對生物多樣性和空間的異質性構成的考慮以及自然和人文兩方面的結合[9]。這是對人類利用與自然資源保護兩者的一種平衡,也體現了可持續景觀設計的目標。

採礦廢棄地可持續景觀應遵循生態安全原則、持續利用與資源迴圈原則、自然原則、多樣性原則、過程原則、場所性原則等。

參考文獻:

[1]anthony bradshaw. restoration of mined lands——using natural processes. ecological engineering,1997(8):

255~269.

[2]gregory k j and walling d e. man and environmental process. studies in physical geography.

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