鄭馨 宋雪

摘 要：吉林省遼源市煤礦已經(jīng)有上百年的歷史，20世紀(jì)以來以煤炭資源開采貿(mào)易換來的區(qū)域經(jīng)濟(jì)飛躍式發(fā)展，已經(jīng)受到生態(tài)環(huán)境失衡的沖擊。隨著時代的變化和科技的進(jìn)步，人類保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的意識也在覺醒，遼源市煤礦開采造成的地下水污染、地表塌陷等危害亟待解決，而依靠煤礦的產(chǎn)業(yè)鏈也面臨綠色轉(zhuǎn)型。為構(gòu)建景觀新格局，對遼源煤礦一些破壞嚴(yán)重地塊進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，對仍具彈性、生命力的場地進(jìn)行人工結(jié)合自然復(fù)綠，對一些機(jī)器開合后造就的奇特景觀進(jìn)行二次設(shè)計。

關(guān)鍵詞：廢棄礦山；綠色轉(zhuǎn)型；生態(tài)修復(fù)；景觀設(shè)計

1949年后，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前三個“五年計劃”期間，遼源在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、紡織業(yè)等方面實現(xiàn)多元化發(fā)展，尤其是工業(yè)經(jīng)濟(jì)，在全省乃至全國都具有重要地位。2008年，包括遼源在內(nèi)的12個城市被國務(wù)院確認(rèn)為資源枯竭城市轉(zhuǎn)型試點市。近年來，遼源以培育新材料、新能源、新產(chǎn)業(yè)等為核心目標(biāo)，逐步改造遼源市西安區(qū)煤礦塌陷區(qū)的場地現(xiàn)狀。遼源因煤而興，也必須基于煤礦而尋找新的發(fā)展方式。

一、現(xiàn)存問題及危害

（一）生態(tài)環(huán)境受損

以環(huán)境資源換取經(jīng)濟(jì)效益帶來的后果是不可估量的。遼源市西安區(qū)煤礦的周邊生態(tài)環(huán)境遭到破壞，大面積的棕地以及工業(yè)廢棄地占據(jù)了土地資源，不僅地貌不美觀，而且工業(yè)生產(chǎn)后的煤矸石廢料堆積也對環(huán)境造成了一定程度的污染，除此之外，經(jīng)過焚燒、氧化的廢料也產(chǎn)生大量煙塵、有害氣體，給環(huán)境帶來嚴(yán)重影響。

（二）居住場所減少

遼礦塌陷區(qū)地表下陷，造成淤泥積水留存，大量土地資源被破壞。據(jù)統(tǒng)計調(diào)查，遼源煤礦地下采空區(qū)面積14.58 km?，地表塌陷面積18.95 km?。雖然一些塌陷區(qū)已經(jīng)進(jìn)行修繕，但由于日積月累的地質(zhì)空虛，地下采空持續(xù)擴(kuò)散，同時，二次塌陷、塌陷坑積水成湖、煤矸石堆積等問題，也嚴(yán)重影響建筑群、耕地以及公共活動空間（圖1）。

（三）震感影響嚴(yán)重

遼源市西安區(qū)采礦誘發(fā)地震，范圍分布較廣，較為頻繁，已經(jīng)嚴(yán)重影響人民生活質(zhì)量。隨著采礦技術(shù)的進(jìn)步和時間的推移，礦震影響進(jìn)一步加深，不僅給井下礦工的安全帶來威脅，還給周圍居民的日常生活帶來嚴(yán)重影響。

（四）植被系統(tǒng)紊亂

過度開采煤礦、忽略生態(tài)造成的其中一個重大危害表現(xiàn)為植被系統(tǒng)紊亂，機(jī)器碾壓等操作，輕則使生態(tài)廊道破碎化斷裂，重則生態(tài)群落損毀殆盡。除此之外，在開采和洗煤的過程中產(chǎn)生了固體廢料——煤矸石。經(jīng)過自然的“洗禮”，煤矸石中的大量有害重金屬元素，例如Cu、Zn、Pb、Cd等，對周圍生態(tài)系統(tǒng)、動植物食物鏈造成極大的威脅，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分貧瘠，植被系統(tǒng)紊亂。

（五）地下水污染嚴(yán)重

水是萬物生命之源，而遼源市西安區(qū)煤礦塌陷產(chǎn)生大量工業(yè)廢水，同時開采、洗煤過程中產(chǎn)生的煤矸石經(jīng)過風(fēng)蝕和降水，使一些有害元素經(jīng)過沖刷和淋溶，經(jīng)由地表土壤、包氣帶、采空區(qū)巖石縫隙、隔水層、底板進(jìn)入含水層，通過水的流動作用與系列水資源進(jìn)行溶質(zhì)交換。除此之外，在采煤過程中巖石層受到?jīng)_擊，受力不均，導(dǎo)致地下水會向巖石縫運動，造成淺層地下水量減少，地下水位線下降（圖2）。

二、煤礦修復(fù)手段和綠色轉(zhuǎn)型方式

（一）煤礦修復(fù)手段

1.生態(tài)修復(fù)手段

近年來，通常利用“3S”技術(shù)對干擾項目的地形進(jìn)行水文、氣象、土壤、氣候的勘測與調(diào)查，通過計算機(jī)模擬技術(shù)，創(chuàng)建盡可能還原的人工修復(fù)模型，依據(jù)該模型進(jìn)行施工建設(shè)，修復(fù)后經(jīng)過不斷優(yōu)化和自然演替，與周邊景觀和諧共生，保持生態(tài)穩(wěn)定性，為動植物及微生物提供適宜的環(huán)境，創(chuàng)造優(yōu)勢條件。而自然形成的坡面使降水流經(jīng)地表進(jìn)入天然坑洼及排水渠，流滲地表，使整個生態(tài)系統(tǒng)自我凈化，自我蓄能。

2.生物修復(fù)手段

生物修復(fù)手段一般指通過生物群落中的動植物、微生物的自然演替產(chǎn)生的代謝物質(zhì)改善土壤條件，使其增強(qiáng)自我凈化能力，依據(jù)自身彈性功能保持土壤有利空間條件，使其理化性質(zhì)和營養(yǎng)狀況達(dá)到一定程度上的平衡?？梢远喾N植適宜煤礦土壤生存的植物，例如選取富集Pb、Cd、Mn、Zn、Cu、As等重金屬元素的植物科屬。另外，一些在土壤中生存的動物也能夠增加土壤活力，給予適宜的土壤空間感，讓土地重新呼吸。通過人工灌水、電擊等方法使蚯蚓等軟體動物進(jìn)入煤礦廢棄地，其活動有益于改善土壤質(zhì)量，促進(jìn)周圍生態(tài)活動，轉(zhuǎn)變土壤物理結(jié)構(gòu)。

3.工程修復(fù)手段

一般的煤礦塌陷區(qū)工程修復(fù)手段是指根據(jù)地形坡度、排灌條件、有效土層厚度、土壤質(zhì)地等不同因素，綜合具體地質(zhì)條件進(jìn)行分析，確定復(fù)墾方向。利用噴淋抑塵措施，將按照環(huán)保要求處理過的煤矸石作為填充材料，解決塌陷地的復(fù)墾和修筑道路等問題，對其進(jìn)行回填覆土作業(yè)，以此達(dá)到平填坑地的目的。

（二）綠色轉(zhuǎn)型方式

1.生態(tài)光伏發(fā)電

在如今發(fā)展形勢下，一些礦業(yè)集團(tuán)公司不僅順應(yīng)時代的改革，還在資源置換的技術(shù)更迭中迅速找到出口，建立零碳產(chǎn)業(yè)園，積極響應(yīng)碳中和、碳循環(huán)的國家政策，建立第三產(chǎn)業(yè)園區(qū)，迎合新科技，應(yīng)變新局勢，利用原有場地和經(jīng)驗，綜合發(fā)展生態(tài)光伏發(fā)電，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，為供給側(cè)改革增添力量。

2.構(gòu)建綜合旅游景區(qū)

針對關(guān)停礦山的改造再利用，我國更多的方案便是基于風(fēng)景園林視角，從生態(tài)保護(hù)的方向著手，用景觀設(shè)計手法，適配場地類型，追求功能與美學(xué)的和諧統(tǒng)一，將灰色空間重新填充為具有生命力的綠色空間。例如，陜西省銅川市的王石凹煤礦工業(yè)遺址公園積極響應(yīng)“十三五”旅游項目改造，以煤炭工業(yè)為特色，以娛樂和教育為主要板塊，寓教于樂，以自然結(jié)合工業(yè)探索現(xiàn)代美，使關(guān)停礦山廢而不荒，為其注入發(fā)展新動力。

三、創(chuàng)建場地景觀格局，維系生態(tài)秩序平衡

（一）特殊地質(zhì)改造

遼源市西安區(qū)廢棄煤炭礦坑位于遼源市區(qū)北部半截河兩岸，東南與龍山區(qū)毗鄰，西北與東遼縣交界，為低山丘陵地帶，由于采空區(qū)地質(zhì)層缺陷，地殼板塊不斷在運動擠壓，形成了湖泊、沼澤、河流等不同濕地類型。其中，河谷漫灘是沉陷區(qū)治理較為困難的場地之一，主要的改造措施就是減少人為活動軌跡，大量培養(yǎng)濕地植物，例如蘆葦、菖蒲等成活率高、繁殖條件溫和的水生植物。加強(qiáng)對該地區(qū)的養(yǎng)護(hù)和管理，實施重要節(jié)點的監(jiān)測保護(hù)，提升濕地生態(tài)群落的生物多樣性，豐富濕地類型。

（二）建立景觀格局

選取合適的場地打造園林景觀，建立后工業(yè)文化與現(xiàn)代風(fēng)格相結(jié)合的新式景觀格局，為遼源市西安區(qū)廢棄煤炭礦坑的土地復(fù)綠創(chuàng)造新的可能性。吉林遼源鳳鳴湖國家濕地公園通過審議與決策，開展國家濕地公園試點工作，在周邊進(jìn)行環(huán)帶景觀建設(shè)，增設(shè)亭、臺、樓、閣、榭等建筑，另外修建護(hù)坡、拱橋、木棧道等硬質(zhì)水景，力求保留場地現(xiàn)狀的同時，充分營造美觀適宜的園林景觀。外設(shè)廊道、雕塑、長亭等互動式景觀小品，增強(qiáng)人與自然的互動，結(jié)合行為心理學(xué)的識途性、私密性等特性，在道路的選擇和空間的整合上充分考慮，創(chuàng)造親密的自然濕地公園環(huán)境氛圍。

（三）著力綠色復(fù)墾

自然界的萬物自身都有對抗惡劣環(huán)境的抗逆性或是頑強(qiáng)生命力，其被稱為韌性，如果給予被人為干預(yù)污染的棕地一定的時間和自然條件，其也可以再次恢復(fù)本身涵養(yǎng)生命的功能與條件，但所需時間與人類日益增長的精神追求顯然不成正比。因此，在自然演替的過程中，單純指望依靠自然界生命力的彈性對所遭受的人為破壞（其中，被破壞的本質(zhì)是生態(tài)廊道的斷裂與生態(tài)斑塊的散落）進(jìn)行自我修復(fù)，無疑是漫長而困難的工作任務(wù)。這就需要用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，以及多學(xué)科角度結(jié)合進(jìn)行綜合考察分析，加以人工的介入，采取人工+自然的方式進(jìn)行綠色復(fù)墾，給予正向的干擾，對場地復(fù)綠施以良性催化。例如，在廢棄礦山邊坡生態(tài)修復(fù)過程中應(yīng)用人工噴灌技術(shù)、利用巖土工程關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行礦山修復(fù)、應(yīng)用活性土壤生態(tài)修復(fù)技術(shù)等。憑借土地的韌性，在人工干預(yù)的正向加持下，促使綠色復(fù)墾邁開一大步。

（四）寒地植物規(guī)劃

在遼源市西安區(qū)廢棄煤炭礦坑植被復(fù)綠的發(fā)展規(guī)劃中，最可取的便是選擇優(yōu)勢樹種和種間關(guān)系最適配的喬灌草組合，在此基礎(chǔ)上，宜優(yōu)先選取抗逆性較強(qiáng)的本土樹種。究其原因，其一為本土樹種更適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，能更好、更迅速地融入惡劣環(huán)境，發(fā)展生物群落；其二為抗逆性強(qiáng)的樹種在對抗非自然因素的破壞性因子情況下，能發(fā)揮自身韌性。經(jīng)過調(diào)查分析，遼源市西安區(qū)廢棄煤炭礦坑土地面積受限，周遭綠色設(shè)施與植物組團(tuán)鮮少，考慮到這些基本情況，宜選用銀中楊、水曲柳、蒙古櫟、五角楓、稠李、擰筋槭等成活率高的高大喬木，胸徑15 cm以下的樟子松、青扦云杉、糖槭等中小喬木，搭配均高在1.2～1.8 m的紅瑞木、大花圓錐繡球、連翹等灌木，點綴冠幅在0.6～1.6 m的水蠟、偃伏梾木、珍珠繡線菊、大葉丁香、小葉丁香等地被。合理間距密植，快速形成綠地，達(dá)成人與自然雙重奏的生態(tài)培養(yǎng)效果，以寒地植物的特性為基準(zhǔn)，以構(gòu)成融洽種間關(guān)系為方向，建立廢棄礦坑植被復(fù)綠的小型生態(tài)圈。

四、未來與展望

在尋求遼源煤礦“平衡”與“突破”的過程中，應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)效益、歷史人文效益、社會生態(tài)效益，結(jié)合整個城市的發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃，建立有效的、長遠(yuǎn)的生態(tài)骨架。以水為源，以山為界，以土地資源以及生態(tài)效益最大化的角度立足當(dāng)下，以發(fā)展的眼光謀劃和布局，從“人與自然和諧相處”“天人合一”的精神境界出發(fā)，同時，還要建立系統(tǒng)性的針對廢棄礦山綜合規(guī)劃的方針與理論體系，更新與構(gòu)建綠色生態(tài)修復(fù)手段，科學(xué)分析廢棄礦山的場地現(xiàn)狀，多維度對其進(jìn)行修復(fù)。

礦山生態(tài)修復(fù)絕不局限于某一門類，應(yīng)是多學(xué)科、多專業(yè)共同努力維護(hù)的課題，在實際的綜合治理中，需要從“山、林、湖、草、村、礦”整體結(jié)合的統(tǒng)籌視角出發(fā)，提升治理技術(shù)，以可持續(xù)發(fā)展的前瞻性視角來使廢棄礦山變廢為寶，重?zé)ㄉ鷻C(jī)。

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作者簡介：

鄭馨，吉林建筑大學(xué)副教授，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向：寒地城鄉(xiāng)景觀環(huán)境污染治理和生態(tài)修復(fù)、鄉(xiāng)土景觀文化遺產(chǎn)保護(hù)等。

宋雪，吉林建筑大學(xué)藝術(shù)設(shè)計學(xué)院碩士研究生。研究方向：園林景觀設(shè)計與理論。