劉傳娥，李生清*，胡靖爽，蔣磊

(1.山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局八〇一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省煤田地質(zhì)規(guī)劃勘察研究院，山東 濟(jì)南 250104)

0 引言

礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，但隨之帶來(lái)的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，尤其是大量歷史遺留廢棄露天礦山的存在，導(dǎo)致礦業(yè)開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾日漸凸顯。十八大以來(lái)，黨中央把“大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)”作為戰(zhàn)略決策，我國(guó)礦山生態(tài)修復(fù)工作也走向了一個(gè)新階段[1-6]。

我國(guó)露天礦山生態(tài)修復(fù)工作呈現(xiàn)問(wèn)題類(lèi)型多、形成機(jī)理復(fù)雜多變、分布面積廣、修復(fù)難度大等特點(diǎn)[2]，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者采用統(tǒng)計(jì)法、分類(lèi)法等多種方法，從環(huán)境地質(zhì)學(xué)、災(zāi)害地質(zhì)學(xué)等方面，對(duì)礦山生態(tài)修復(fù)展開(kāi)了深入研究，取得了較大進(jìn)展[7-14]，但對(duì)于露天礦山生態(tài)修復(fù)模式研究較少。

山東省作為礦業(yè)大省，計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期露天礦山的開(kāi)采造成了眾多山體破損，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，成為全面建設(shè)小康社會(huì)的約束瓶頸[12-14]?，F(xiàn)如今，“綠水青山就是金山銀山”理念深入人心，尤其是“雙碳”目標(biāo)的提出，各級(jí)政府更是把廢棄礦山生態(tài)修復(fù)作為工作的重中之重。本文基于山東省露天廢棄礦山存在的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，結(jié)合已修復(fù)廢棄礦山經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了“雙碳”目標(biāo)下露天礦山生態(tài)修復(fù)的方向應(yīng)考慮與之匹配的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)體系，同時(shí)包括文化的功能、旅游的功能、群眾滿意度和美學(xué)感受等，旨在形成一整套系統(tǒng)的、完整的、可供參考的礦山生態(tài)修復(fù)模式。

1 廢棄露天礦山概況

山東省已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)156種，查明資源儲(chǔ)量的有96種[16]。計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期的無(wú)規(guī)劃開(kāi)采、退出保護(hù)區(qū)等政策性關(guān)停，導(dǎo)致了大量歷史遺留廢棄礦山的產(chǎn)生，尤其是廢棄露天礦山。截至2017年底，山東省共有各類(lèi)歷史遺留廢棄礦山7991座，其中露天開(kāi)采礦山7352座，地下和露天聯(lián)合開(kāi)采礦山50座，地下開(kāi)采礦山599座(圖1)[16]，廢棄露天開(kāi)采礦山存量明顯大于廢棄地下開(kāi)采礦山。

1—?dú)v史遺留露天礦山數(shù)量≥1000座；2—1000座>歷史遺留露天礦山數(shù)量≥500座；3—500座>歷史遺留露天礦山數(shù)量≥300座；4—?dú)v史遺留露天礦山數(shù)量<300座；5—水域；6—界線圖1 山東省各市歷史遺留露天礦山分布圖

2 主要礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及生態(tài)修復(fù)情況

2.1 廢棄礦山存在的主要礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

(1)崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患突出。廢棄露天礦山曾經(jīng)的開(kāi)采方式多以高臺(tái)段和豎向爆破為主，現(xiàn)存山體立面破碎松動(dòng)，危險(xiǎn)性較大，極易引發(fā)崩塌。同時(shí)，以往遺留的固體廢棄物隨意、超負(fù)荷堆放，遇強(qiáng)降水，極易引起滑坡和泥石流。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1987—1997年有資料記載的較大規(guī)模的崩塌、滑坡、泥石流礦山地質(zhì)災(zāi)害有7次，造成19人死亡[17]。

(2)地形地貌景觀破壞。廢棄露天礦山以剝離挖損土地為主，開(kāi)采前一般為林地、草地覆蓋的山體，開(kāi)采后導(dǎo)致山體由正地形轉(zhuǎn)為負(fù)地形，形成凹陷；現(xiàn)場(chǎng)遺留的高陡不穩(wěn)定邊坡，使場(chǎng)內(nèi)絕壁林立；許多地方都被碎石、廢礦渣掩埋，嚴(yán)重破壞了地表自然景觀。

(3)挖損、壓占土地資源。廢棄后的礦山礦坑遍布，殘余礦塊、礦渣廣泛分布，造成了礦區(qū)土地資源的極大破壞和浪費(fèi)。有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，山東省有歷史遺留露天需修復(fù)的山體和采坑6681處，壓占損毀土地資源3.24萬(wàn)hm2。

(4)含水層破壞。部分廢棄露天礦山在過(guò)去開(kāi)挖過(guò)程中破壞了含水層，造成地下水含水系統(tǒng)的破壞，嚴(yán)重影響和破壞了礦區(qū)及周邊地區(qū)的地下水均衡系統(tǒng)和補(bǔ)徑排條件，形成以礦區(qū)為中心的漏斗區(qū)，致使廢棄露天礦山影響范圍內(nèi)的淺層地下水枯竭、泉水?dāng)嗔?、供水井干枯等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題發(fā)生。

2.2 歷史遺留礦山修復(fù)概況

近年來(lái)，隨著習(xí)近平生態(tài)文明思想“綠水青山就是金山銀山”理念的深入人心，尤其是“雙碳”目標(biāo)的提出，山東省將歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復(fù)工作作為一項(xiàng)重要的政治任務(wù)來(lái)抓。近年來(lái)，全省投入的治理資金總量約為102億元[15]，實(shí)施的生態(tài)修復(fù)工程主要為礦山復(fù)綠工程、礦山生態(tài)修復(fù)示范縣建設(shè)、歷時(shí)遺留礦山采坑區(qū)治理和調(diào)查等相關(guān)工程，完成廢棄礦山和破損山體治理工程1400多項(xiàng)，恢復(fù)可利用土地面積3.8萬(wàn)hm2，其中恢復(fù)耕地1.50萬(wàn)hm2，林地1.27萬(wàn)hm2，建設(shè)用地0.20萬(wàn)hm2，水域面積0.65萬(wàn)hm2，其他地類(lèi)0.18萬(wàn)hm2(圖2)[16]。大量歷史遺留礦山生態(tài)環(huán)境問(wèn)題得到了有效治理，礦山地質(zhì)環(huán)境生態(tài)修復(fù)工作走在全國(guó)前列。

圖2 山東省礦山生態(tài)修復(fù)各地類(lèi)面積餅圖(單位：萬(wàn)hm2)

傳統(tǒng)的廢棄礦山生態(tài)修復(fù)工作注重地形地貌重塑、植被恢復(fù)等，對(duì)于節(jié)能、減排、增匯等考慮較少，過(guò)多的人工干預(yù)措施，增加了化石、材料等能源消耗和二氧化碳排放，與“雙碳”目標(biāo)背道而馳。當(dāng)前形勢(shì)下，需要結(jié)合“雙碳”目標(biāo)對(duì)礦山生態(tài)修復(fù)工作路徑進(jìn)行總結(jié)和思考。

3 廢棄露天礦山生態(tài)修復(fù)模式

隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，人們的環(huán)保意識(shí)進(jìn)一步增強(qiáng)，人們對(duì)礦山生態(tài)修復(fù)的理念和要求發(fā)生了變化。不再局限于單一的消除地質(zhì)災(zāi)害，而是期待“因地制宜、講求實(shí)效”，引入更多生態(tài)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、美學(xué)、景觀設(shè)計(jì)等先進(jìn)理念的修復(fù)模式的出現(xiàn)(圖3)[17-24]。同時(shí)，碳中和、碳達(dá)峰是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，在廢棄露天礦山生態(tài)修復(fù)中，“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)路徑主要是環(huán)境整治、土地整治、景觀重建、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、社會(huì)轉(zhuǎn)型5種礦山生態(tài)修復(fù)模式。

圖3 不同利用方向修復(fù)模式

4 山東省廢棄礦山修復(fù)模式研究及實(shí)踐應(yīng)用

4.1 生態(tài)復(fù)綠模式：環(huán)境整治

生態(tài)復(fù)綠模式以恢復(fù)植被為主。主要任務(wù)和目標(biāo)是通過(guò)對(duì)裸露邊坡和廢棄地進(jìn)行植被恢復(fù)，提高植被覆蓋率。以“雙碳”目標(biāo)為前提，廢棄礦山修復(fù)后能夠恢復(fù)或增強(qiáng)碳匯功能，彌補(bǔ)曾經(jīng)開(kāi)采活動(dòng)導(dǎo)致的碳匯損失，使廢棄露天礦山的“碳源”轉(zhuǎn)向?yàn)樯盅醢傻摹疤紖R”。如嶗山區(qū)濱海大道兩側(cè)北龍口南側(cè)廢棄采石場(chǎng)生態(tài)修復(fù)工程：該廢棄采石場(chǎng)均位于青銀高速和嶗山風(fēng)景區(qū)可視范圍內(nèi)，被開(kāi)采山體形成多處高陡邊坡，存在崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患。該工程完成增加綠化面積1656hm2，成林后的項(xiàng)目區(qū)，很大程度上增加了該區(qū)的碳匯能力，附近的空氣質(zhì)量得以改善。

4.2 農(nóng)林漁禽模式：土地整治

礦區(qū)開(kāi)采前主要為農(nóng)業(yè)土地利用類(lèi)型，開(kāi)采后水土污染較輕，土壤質(zhì)量下降較小，土壤肥力無(wú)明顯損失，水資源較為豐富，可采取土地平整措施，“挖深墊淺”“劃方整平”，將其整理成為農(nóng)業(yè)用地。土壤作為重要的碳庫(kù)，土壤改良環(huán)節(jié)，通過(guò)埋入植物秸稈、動(dòng)物糞便等有機(jī)肥，改良土壤生產(chǎn)能力，增加糧食產(chǎn)量，改善民生，增加農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力，真正實(shí)現(xiàn)“廢棄采坑”變身“聚寶良田”。如青島西海岸新區(qū)寶山鎮(zhèn)鑫茂采石場(chǎng)礦山修復(fù)項(xiàng)目：采礦活動(dòng)形成了長(zhǎng)約310m，寬約140m，深約25～48m，邊坡坡面角64°～70°的采坑，經(jīng)修復(fù)，礦區(qū)范圍內(nèi)增加了耕地3.4hm2，同時(shí)整理礦坑周?chē)?.6hm2。

4.3 科普教育基地模式：景觀重建

礦山開(kāi)采揭露地質(zhì)遺跡景觀、典型地層、巖性、化石剖面或古生物活動(dòng)遺跡、礦業(yè)遺跡等，對(duì)此類(lèi)礦山可以打造為地質(zhì)公園和礦山公園。

(1)地質(zhì)公園。露天礦山開(kāi)采揭露的地質(zhì)遺跡是地質(zhì)歷史事件的記錄，反映了地質(zhì)歷史變化、地殼運(yùn)動(dòng)、古巖漿熱液的活動(dòng)和成礦環(huán)境。地質(zhì)公園主要是保留已經(jīng)揭露的地質(zhì)遺跡，避免過(guò)度投入，減少工程治理工程中的能源消耗和碳排放，同時(shí)融合自然及人文景觀，實(shí)現(xiàn)殘存資源再利用和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。使?jié)M目瘡痍的廢棄露天礦山成為地質(zhì)遺跡保護(hù)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)與地質(zhì)科學(xué)研究和科研普及的教育基地。如濟(jì)寧金鄉(xiāng)羊山省級(jí)地質(zhì)公園和青島市即墨區(qū)馬山石林地質(zhì)公園。1994年，馬山石林地質(zhì)公園被國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，被列為世界三大石柱群之一。

(2)礦山公園。國(guó)際上近年來(lái)形成了一種新理念——基于自然的解決方案[25]。礦山公園生態(tài)修復(fù)模式便是其中之一。礦山公園以展示礦業(yè)遺跡為核心，包括礦業(yè)地質(zhì)遺跡、礦業(yè)開(kāi)發(fā)史籍、礦業(yè)生產(chǎn)遺址、礦業(yè)活動(dòng)遺跡、礦業(yè)制品以及與礦業(yè)活動(dòng)有關(guān)的人文景觀。礦山生態(tài)系統(tǒng)具有自然恢復(fù)能力，礦山公園建設(shè)側(cè)重依靠自然力量改善生態(tài)環(huán)境，減少碳量排放。通過(guò)保護(hù)、可持續(xù)管理和自然修復(fù)方式的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)行動(dòng)，同時(shí)為人類(lèi)帶來(lái)生態(tài)福利。沂蒙鉆石礦礦區(qū)內(nèi)勝利1號(hào)金伯利巖巖管露天采坑經(jīng)合理設(shè)計(jì)，采取生態(tài)修復(fù)技術(shù)，把廢棄的礦山改建成了一處集愛(ài)國(guó)主義教育、學(xué)術(shù)研究、科研考古、生態(tài)園林于一體的沂蒙鉆石國(guó)家礦山公園。

4.4 旅游景觀再造模式：產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型

廢棄礦山建設(shè)為旅游業(yè)用地，主要是將廢棄礦山依托自然資源，融合人文景觀，與現(xiàn)代旅游相結(jié)合，通過(guò)科學(xué)低碳化生態(tài)修復(fù)方式，使廢棄礦山實(shí)現(xiàn)低碳源高碳匯的同時(shí)，又將自然資源轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，以產(chǎn)業(yè)升級(jí)實(shí)現(xiàn)對(duì)“雙碳”目標(biāo)的貢獻(xiàn)。如：威海華夏城：通過(guò)修復(fù)44個(gè)礦坑，恢復(fù)被毀山體近266.67hm2，森林覆蓋率由原來(lái)的56%提高到95%，建設(shè)成一處自然與科技融為一體的新型生態(tài)旅游度假勝地，成為國(guó)家5A級(jí)生態(tài)園林景區(qū)。

4.5 建設(shè)用地轉(zhuǎn)化模式：社會(huì)轉(zhuǎn)型

國(guó)土空間是一個(gè)有機(jī)的生命共同體，“雙碳”目標(biāo)的提出，要求生態(tài)修復(fù)需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一的體制機(jī)制。“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)公眾參與，倡導(dǎo)低碳消費(fèi)等生活方式是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)最基礎(chǔ)、最持久的動(dòng)力源泉。建設(shè)用地轉(zhuǎn)化模式是指通過(guò)對(duì)城鎮(zhèn)周?chē)短扉_(kāi)采的、坡度較平緩的礦山破壞土地進(jìn)行綜合整治，使其成為各類(lèi)建設(shè)用地，緩解城市化建設(shè)中的建設(shè)用地緊張問(wèn)題，使損毀嚴(yán)重的工礦區(qū)轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)村，實(shí)現(xiàn)了廢棄露天礦山的社會(huì)角色轉(zhuǎn)型，同時(shí)改變了周?chē)用竦纳罘绞剑蔀椤巴苿?dòng)節(jié)能減排”類(lèi)型的雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)路徑。如：濟(jì)南市西營(yíng)鎮(zhèn)老峪安置小區(qū)，小區(qū)所在地原為廢棄石灰?guī)r礦，采坑面積83000m2，采坑內(nèi)渣石無(wú)序堆放、巖石裸露，經(jīng)科學(xué)設(shè)計(jì)，將其建設(shè)為老峪安置小區(qū)，建成61棟建筑單體。這項(xiàng)工程節(jié)約了城鎮(zhèn)建設(shè)用地指標(biāo)，改善了遺留廢棄礦山造成的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，改變了老峪村粗放的生活方式，生活污水、餐廚垃圾等有序排放，助力“雙碳”目標(biāo)。

5 結(jié)論

(1)明確了礦山生態(tài)修復(fù)方向常見(jiàn)類(lèi)型。從生態(tài)復(fù)綠修復(fù)模式、農(nóng)業(yè)用地修復(fù)模式、科普教育基地修復(fù)模式、旅游業(yè)用地修復(fù)模式、建設(shè)用地修復(fù)，論述了礦山生態(tài)修復(fù)的方向。

(2)碳中和、碳達(dá)峰目標(biāo)的提出，使礦山生態(tài)修復(fù)的內(nèi)涵和外延發(fā)生了新的變化，在廢棄露天礦山生態(tài)修復(fù)工作中，各修復(fù)模式應(yīng)結(jié)合環(huán)境整治、土地整治、景觀重建、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、社會(huì)轉(zhuǎn)型5種礦山生態(tài)修復(fù)路徑，助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

(3)礦山生態(tài)修復(fù)工作不僅僅是生態(tài)環(huán)境的修復(fù)，同時(shí)應(yīng)考慮與之匹配的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)體系，生態(tài)環(huán)境及其區(qū)域發(fā)展的規(guī)劃，綜合設(shè)定露天廢棄礦山的修復(fù)方向。