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从真正持续发展的观点看,即从维护生态持续能力的观点看,采矿土地的治理,应服务于包括人类在内的整个自然界。因此,上面提到的仅侧重于人类直接利益的两种提法——“复垦”和“Reclamation”都实为片面。于是采矿土地的治理应当有两类目标选择:在条件许可的情况下建设一个与当地自然界相和谐的人类生态系统(如农业生态系统、城市生态系统等);或建立一个自然生态系统(它可以是被破坏的生态系统的恢复,也可以是一个新的自然生态系统的创造),以弥补、充实和丰富这一地区原有的自然生态系统。不论是哪一类选择,整个治理本质上都是生态学的,而且都应在生态系统水平上进行。鉴于此,我们将采矿土地的治理概括为“生态治理(EcologicalManagement)”,并以此替代“复垦”和“Reclamation”的提法。
(二)国内外矿山生态环境治理技术措施进展
由于先期强调“复垦”,使大多数研究和实践主要针对矿山地面、矿碴堆场,即使是在坡面上也大多采用放缓边坡30度下复垦种植,在这方面各国都取得了长足的进展。主要方法有充填式和非充填式复垦。充填式复垦又包括堆垫地貌的复垦利用和矿山固体废弃物回填低洼地的复垦利用。非充填式复垦主要有土地平整式、梯田式、疏排法复垦等形式及挖深垫浅式复垦。这些方式都是在比较容易复垦的矿山地面使用。总的来说,方法单一,手段简单。这一时期对土壤的保护利用和植物种源选择上做了大量有益的探索,取得巨大的成就。
随着社会经济的发展,高等级公路、铁路的建设,以及景区、保护区建设等,人们已经不能满足于仅仅对矿山的“复垦”利用。开展了包括裸石坡面在内的矿山“生态环境治理”这一恢复“自然生态”与“人工生态”的更高境界的治理活动。该项治理主要包括边坡稳定性治理和自然生态环境治理(“复绿”),边坡稳定性治理目前已取得比较成熟的经验和方法。如何“复绿”上研究起步稍晚,国外也不过半个世纪。国内刚刚起步,还没有形成统一的固定模式,或最佳方案。目前采用的方式主要有:
1)喷浆喷播型:可有锚网固定和非锚网固定二类型。此技术在国内已引进使用。如日本,在交通干线两侧大坡度岩面,锚网固定喷浆,然后喷播含种籽(主要是草籽及小量耐旱先锋灌木种籽)及保水剂、高效能肥料、胶着剂等材料,形成植被。
2)放缓边坡覆土型:如澳大利亚、美国等矿山大多把边坡开成30度坡角以下,并扩大境界,与周边形成缓坡,覆土然后复绿。
3)台阶型:把矿山边坡或废料堆坡面开挖成1~5米高,0。5~1米宽的护坡道或台阶,在台阶上复土植草植树。
4)植生袋、植生盘型:如日本在含有一定土壤的碴土堆坡面上进行阶梯状水平开沟,放置含草籽和各种基质的网袋或放置经过加工压缩的植生基质盘。
5)堆土袋型:用袋土草袋治坡堆砌,再在草袋间撒种籽盖土。
6)其它:还有框架法、直升飞机喷播法、原生植物移植法、以及复草皮法、抗侵蚀被、网席法等多种形式。国内,还有四旁绿化法、藤本攀缘法、暗台阶复土法等。
二、露采矿山自然生态环境治理原理与技术
(一)治理原则
生态治理的目的是使自然——社会——经济系统的综合效益最大化。矿山开采必须遵循最小量化原则、无害化原则、资源化原则、生态系统的恢复和重建原则、立法原则(这里暂不讨论资源化和立法原则等问题),最终达到地形、植被在视觉和环境上与周围的区域生态融为一体。同时,复绿后的坡地要经受雨季和干旱的考验。
自然生态系统的形成和演替是一个漫长的过程。比如在陆地生态系统中,从裸露岩石开始的演替称之为旱生演替。其演替顺序一般是:
这种演替过程是很长的,可达百万年。即使从草本群落阶段开始,也需几个世纪的历史。表1是美国东部丘陵区次生演替过程。在自然条件下,这种次生演替需要经几十年至数百年才能发展到顶级群落。
表1美国东部丘陵区次生演替过程
主要植物
矮草
草
草+灌
松林
栎+山核桃
演替年龄
1~2
2~3
15~20~25
35~36
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