閆家棟

（河北省煤田地質(zhì)局環(huán)境地質(zhì)調(diào)查院，河北 石家莊 050000）

伴隨著工業(yè)化與城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，能源開采行業(yè)得到了相應(yīng)的發(fā)展。近年來石油價格的上漲進(jìn)一步刺激了礦石的開采，以至于過度開采的情況頻頻發(fā)生，使得多地區(qū)的礦石能源枯竭，從而生成了大量的廢棄礦山。礦石的過度開采致使該地區(qū)出現(xiàn)了大量的生態(tài)能源問題，當(dāng)?shù)氐娜司迎h(huán)境與生態(tài)環(huán)境均出現(xiàn)了大量的問題。大量廢棄的排土場破壞了礦區(qū)的地形地貌、土壤水體以及生態(tài)系統(tǒng)。由于20世紀(jì)進(jìn)行礦山開采時，人們的環(huán)境保護(hù)意識較為薄弱，在加上技術(shù)與資金部分的不足，廢棄礦山長時間得不到有效的治理，引發(fā)多起地質(zhì)災(zāi)害，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，廢棄礦山治理刻不容緩。

在過去的數(shù)十年中，大量的專家學(xué)者提出了多種廢棄礦山治理方法，但均較為片面，得不到較好的修復(fù)結(jié)果。通過文獻(xiàn)研究可知，廢棄礦山復(fù)綠生態(tài)治理作為一種可治愈廢棄礦山問題的主要手段，可以起到顯著的治理作用，并在充分尊重環(huán)境特征與人文景觀的基礎(chǔ)上，重新建立人與環(huán)境的聯(lián)系[1]。希望通過本次研究中提出的廢棄礦山復(fù)綠生態(tài)治理模式，深化生態(tài)治理措施，完善廢棄礦山復(fù)綠生態(tài)治理體系，實(shí)現(xiàn)礦山環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1 廢棄礦山復(fù)綠生態(tài)治理現(xiàn)狀分析

通過文獻(xiàn)研究可知，發(fā)達(dá)國家的城市化推動是以犧牲環(huán)境作為代價而完成的，其長期的礦業(yè)開發(fā)歷史，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，廢棄礦區(qū)長期得不到足夠的重視對人居環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響，礦山污染物質(zhì)的流失威脅到人們的健康。進(jìn)入21世紀(jì)后，發(fā)達(dá)國家對于礦山治理的重視程度逐漸提升。與此同時，生態(tài)學(xué)等學(xué)科的快速發(fā)展為礦山治理提供了適宜的技術(shù)，廢棄礦山治理的速度與效果都得到了顯著的提升。我國礦山恢復(fù)工作起始于20世紀(jì)50年代，但技術(shù)相對落后。在很長一段時間內(nèi)以單一的礦山復(fù)綠為主，將治理的重心放在礦山的功能性與技術(shù)性改造，治理水平較低且不具備集成化。進(jìn)入21世紀(jì)后，礦山修復(fù)技術(shù)得到了提升，發(fā)展較為迅速。但其中還存在相應(yīng)的技術(shù)問題，需要進(jìn)行優(yōu)化與完善。

目前，針對廢棄礦山復(fù)綠生態(tài)治理的研究逐漸增加，可供人們選擇的技術(shù)也日益增多，為廢舊礦山的治理提供了更多的可能。通過文獻(xiàn)分析與實(shí)地考察可以看出，目前復(fù)綠生態(tài)治理的過程中，人們對于生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)用的并不是很好，且對于生態(tài)治理的認(rèn)識過于片面，需要對其進(jìn)行完善與優(yōu)化。為此，在本次研究中將對廢舊礦山復(fù)綠生態(tài)治理模式提出新的設(shè)計(jì)方案，并用數(shù)據(jù)模擬的方式證實(shí)此模式的可行性。

2 廢棄礦山復(fù)綠生態(tài)治理模式設(shè)計(jì)

本次研究中，將廢棄礦山復(fù)綠生態(tài)治理模式設(shè)計(jì)如下：

圖1 廢棄礦山復(fù)綠生態(tài)治理模式內(nèi)容

根據(jù)上圖中內(nèi)容，完成廢棄礦山復(fù)綠生態(tài)治理模式設(shè)計(jì)過程。

2.1 樹立與時俱進(jìn)的復(fù)綠生態(tài)治理理念

當(dāng)前的廢棄礦山治理中，雖樹立了復(fù)綠生態(tài)治理的觀念，但過于片面單一，治理周期較長且治理效果不佳。通過大量的文獻(xiàn)研究，在本次研究中選擇恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論、園林規(guī)劃以及環(huán)境美學(xué)，提升廢棄礦山復(fù)綠過程的合理性與美感[2]。在治理的過程中，對礦山的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行重建與改建，發(fā)揮廢棄礦山周圍的生物學(xué)潛力，在人為干預(yù)下，依靠技術(shù)手段重建礦山植被。與此同時，借鑒園林規(guī)劃設(shè)計(jì)理念，在復(fù)綠治理中提供相應(yīng)的規(guī)劃方案，增強(qiáng)礦山的生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益。將理水、建筑、花木等理念應(yīng)用到礦山治理的過程。

在治理前期，依照環(huán)境美學(xué)原理，對廢棄礦山、建筑物、采礦設(shè)施以及采礦遺址進(jìn)行再處理，將其改造為獨(dú)具特色的采礦景觀。在治理的過程中，根據(jù)此設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)自然景觀、人文景觀的和諧統(tǒng)一。治理的過程中主要以生態(tài)學(xué)理論作為指導(dǎo)思想，以此保證修復(fù)后礦山環(huán)境中的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

2.2 廢棄礦山治理類型分析

根據(jù)上文提出的治理理念，可對礦山的場地進(jìn)行規(guī)劃與整合，設(shè)定符合社會與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的治理方案，并對其進(jìn)行空間上的總體安排與布局。

在本次研究中，將對廢棄礦山的礦產(chǎn)類型、開采規(guī)模以及文化背景進(jìn)行分析，并將其設(shè)定3類復(fù)綠生態(tài)治理模式，具體內(nèi)容如下表所示：

表1 復(fù)綠生態(tài)治理模式劃分

根據(jù)上表中內(nèi)容，完成廢棄礦山類型的劃分工作，同時綜合當(dāng)?shù)氐馁Y源分布以及環(huán)境特征，對廢棄礦山的綠化環(huán)境修復(fù)進(jìn)行布局。在此部分操作中，加強(qiáng)綠化設(shè)定與生態(tài)系統(tǒng)之間的聯(lián)系，提升修復(fù)后景觀的穩(wěn)定性與功能性。生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)過程中，應(yīng)降低人為活動，給予植被較為穩(wěn)定的生長空間。保證礦山植被修復(fù)的效果，為生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)提供更加有力的支撐。

2.3 礦山生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)

通過文獻(xiàn)研究可以發(fā)現(xiàn)，生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)是一種耗時較長且效果較慢的過程。想要在復(fù)綠過程中完成生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，需要對治理措施與路徑進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

在進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)時，需要首先完成測度過程，設(shè)定合理的測定框架、指數(shù)以及計(jì)算方法。根據(jù)此設(shè)定對礦山的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力進(jìn)行測試，得到生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性系數(shù)。由于廢棄礦山生態(tài)系統(tǒng)是一種較為復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，具有較多的擾動特征[3]。在對其進(jìn)行測定時，需要考慮到多種數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)由于考慮參數(shù)較少造成的測定結(jié)果失真問題。根據(jù)測定結(jié)果，選擇合適的治理措施進(jìn)行修復(fù)。

在修復(fù)的過程中，應(yīng)將可持續(xù)發(fā)展觀作為主要的修復(fù)依據(jù)。將礦區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生物多樣性保護(hù)以及自然景觀保護(hù)作為修復(fù)的重點(diǎn)。其次，在植被修復(fù)的過程中，應(yīng)保證不會造成該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)平衡紊亂問題。最后，修復(fù)后應(yīng)保證礦山未來的生態(tài)收益以及環(huán)境成本。在修復(fù)工作結(jié)束后，對其進(jìn)行長時間的監(jiān)測，以保證修復(fù)結(jié)果的科學(xué)性與穩(wěn)定性。

3 仿真論證

3.1 研究區(qū)域設(shè)定

在本次研究中提出了新型的廢棄礦山復(fù)綠生態(tài)治理模式，其對治理理念與治理措施均進(jìn)行了優(yōu)化與完善，為證實(shí)新型廢棄礦山復(fù)綠生態(tài)治理模式具有一定的可行性，選擇某礦山作為研究對象，獲取基礎(chǔ)的地質(zhì)信息、土壤污染程度數(shù)據(jù)以及水質(zhì)數(shù)據(jù)，將其錄入MATLAB軟件中，構(gòu)建廢棄礦山模型。同時，根據(jù)采集到的礦山數(shù)據(jù)，結(jié)合新型復(fù)綠生態(tài)治理模式，獲取治理后的礦山綠化面積增長率以及土壤污染降低比重。為了提升數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)度，在此礦山中設(shè)定5個數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，使用此采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)完成分析過程。

3.2 應(yīng)用結(jié)果分析

在本次研究中，將測試結(jié)果通過數(shù)據(jù)的形式體現(xiàn)，提升數(shù)據(jù)對比的精準(zhǔn)度。根據(jù)此部分?jǐn)?shù)據(jù)，對文中提出的治理模式進(jìn)行驗(yàn)證。

表2 礦山復(fù)綠治理模式植被恢復(fù)率/%

表3 礦山復(fù)綠治理模式土壤污染降低比重/%

對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以看出，新型治理模式使用后，植被恢復(fù)率與土壤污染降低比重均得到了顯著的提升。將此兩組數(shù)據(jù)與當(dāng)前治理模式使用后得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比可以看出，新型治理模式的應(yīng)用效果更具備科學(xué)性與有效性。由上述數(shù)據(jù)可知，當(dāng)植被覆蓋率與土壤污染度比重均大大改善后，礦山地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)可得到顯著的提升。因此，根據(jù)上述結(jié)果可以確定新型治理模式對于礦山的綠化修復(fù)以及生態(tài)治理具有一定的推動作用。

4 結(jié)語

在本次研究中，對廢棄礦山的治理提出了新的假設(shè)，并在治理的過程中應(yīng)用多學(xué)科融合技術(shù)，提升了治理的速度與效果。在日后的廢棄礦山治理中，可將本次研究中提出的治理模式應(yīng)用到廢棄礦山中。根據(jù)礦山的特點(diǎn)，進(jìn)行針對性的修復(fù)。希望通過本次研究，為礦山的開發(fā)與治理提供更加合理的方案，降低礦區(qū)生態(tài)問題發(fā)生的頻率。