吳振亮，高 永，尚志強(qiáng)，馮 靜，袁嘉茂，阿拉騰陶格蘇

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 沙漠治理學(xué)院，呼和浩特 010018；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)水利科學(xué)研究院，呼和浩特 010052；3.鄂爾多斯市地質(zhì)調(diào)查監(jiān)測(cè)院，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

1 概述

黨的二十大報(bào)告指出，“中國(guó)式現(xiàn)代化是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化”，明確了把生態(tài)文明建設(shè)提升到前所未有的戰(zhàn)略高度，人與自然和諧共生是我國(guó)新時(shí)期生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略任務(wù)。在強(qiáng)調(diào)高質(zhì)量、綠色、可持續(xù)發(fā)展的背景下，改善生態(tài)環(huán)境，加強(qiáng)對(duì)采煤沉陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)成為促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。西部地區(qū)是中國(guó)向西開放和建設(shè)“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”的重點(diǎn)，而西部五省(陜蒙甘寧新)煤炭資源產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的70%左右，成為中國(guó)煤炭資源的主要產(chǎn)地[1]。西部礦區(qū)煤炭資源較多，具有煤層埋藏淺、厚度大、地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但礦區(qū)土地多屬于水資源短缺、地表生態(tài)脆弱的干旱—半干旱地區(qū)，礦區(qū)高強(qiáng)度開采極易造成地表塌陷、植被退化、土地沙化、地下水位下降等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，采煤沉陷區(qū)踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅(jiān)持人工修復(fù)與自然修復(fù)相結(jié)合的方式，在防風(fēng)固沙中提高效益，目前已被廣泛采用[2]。近年來(lái)，促進(jìn)沉陷區(qū)的轉(zhuǎn)型發(fā)展成為了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)[3-6]，受到了國(guó)家和社會(huì)的廣泛關(guān)注。各級(jí)政府著力推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)向縱深發(fā)展，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面進(jìn)步，積極投身到實(shí)現(xiàn)持續(xù)健康發(fā)展的采煤沉陷區(qū)綜合治理和生態(tài)修復(fù)工程上來(lái)。由于高強(qiáng)度、大規(guī)模的采煤活動(dòng)對(duì)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，分析研究采煤沉陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。

2 我國(guó)采煤沉陷區(qū)治理研究進(jìn)展

生態(tài)修復(fù)的概念隨著時(shí)代的發(fā)展以及研究的深入被賦予了不同的含義。吳鵬對(duì)此前關(guān)于生態(tài)修復(fù)的定義進(jìn)行了全面分析，并在具體的生態(tài)修復(fù)實(shí)踐中指出：生態(tài)修復(fù)是在人工條件下，使其更符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的過(guò)程，恢復(fù)、重建和修復(fù)原來(lái)被破壞的生態(tài)環(huán)境[7]。因此，采煤沉陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)不僅僅是簡(jiǎn)單地對(duì)原有的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行人為的修復(fù)，還要進(jìn)行休整、重建，符合當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需要[8]。

我國(guó)礦區(qū)廢棄地面積基數(shù)大、類型復(fù)雜，且礦區(qū)采煤沉陷區(qū)生態(tài)修復(fù)率在20世紀(jì)80年代初期不到1%，到80年代末期約為2%。到目前為止，中國(guó)的生態(tài)修復(fù)率也比發(fā)達(dá)國(guó)家的生態(tài)修復(fù)率要低得多[9]。我國(guó)直到1988年頒布《土地復(fù)墾規(guī)定》，才對(duì)礦區(qū)采煤沉陷區(qū)生態(tài)修復(fù)工作做出了積極推動(dòng)，使生態(tài)修復(fù)工作得到顯著的提高和改善。

中國(guó)共產(chǎn)黨中央委員會(huì)及國(guó)務(wù)院于2015年發(fā)布了《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》，其中明確指出在生態(tài)建設(shè)與修復(fù)方面應(yīng)以自然修復(fù)為主，同時(shí)與人工修復(fù)相結(jié)合[10]。學(xué)界從該意見出發(fā)，對(duì)于礦山生態(tài)修復(fù)中自然修復(fù)和人工修復(fù)相結(jié)合的理論和方法進(jìn)行了研究，并提出了“引導(dǎo)型礦山生態(tài)修復(fù)模式”的概念。該模式不斷豐富內(nèi)涵和技術(shù)路線，通過(guò)利用生態(tài)系統(tǒng)固有的恢復(fù)能力，明確修復(fù)對(duì)象、合理干預(yù)程度，有效降低修復(fù)成本，同時(shí)提高修復(fù)系統(tǒng)自維持能力[11]。

國(guó)土資源等部門于2017年5月12日聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快建設(shè)綠色礦山實(shí)施的意見》中，提出3個(gè)目標(biāo)：基于綠色原則構(gòu)建新的礦山建設(shè)模式，探索礦業(yè)發(fā)展的新途徑，倡導(dǎo)建立綠色礦山工作發(fā)展的新機(jī)制[12]。這些方案的主要目的在于恢復(fù)礦山的生態(tài)價(jià)值，發(fā)揮礦山文化價(jià)值和礦山旅游資源的積極作用，同時(shí)有效開發(fā)利用廢棄礦山，以滿足生態(tài)文明建設(shè)的需求[13-14]。

3 采煤沉陷區(qū)綜合治理原則

根據(jù)治理原則來(lái)治理采煤沉陷區(qū)是確保治理效果達(dá)到最佳的必要步驟。采煤沉陷區(qū)環(huán)境治理模式需要不斷更新生態(tài)修復(fù)的治理理念，實(shí)現(xiàn)采煤沉陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的有機(jī)統(tǒng)一，以人與礦山、人與自然和諧持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)[15]。同時(shí)，采煤沉陷區(qū)的治理是需要我們明確治理目標(biāo)，按部就班、分批逐步完成生態(tài)修復(fù)采煤沉陷區(qū)的系統(tǒng)性工程[16]。

3.1 科學(xué)性原則

采煤沉陷區(qū)治理要以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為統(tǒng)領(lǐng)，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧可持續(xù)發(fā)展，即生態(tài)—經(jīng)濟(jì)—社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展，遵循自然規(guī)律，運(yùn)用科學(xué)思維、科學(xué)手段和方法。采煤沉陷區(qū)治理復(fù)雜多樣，既要了解當(dāng)?shù)丨h(huán)境，又要了解當(dāng)?shù)馗艣r，更要因地制宜地選擇適合當(dāng)?shù)氐目茖W(xué)治理方法。

3.2 全面性原則

采煤沉陷區(qū)治理協(xié)調(diào)發(fā)展既要綜合運(yùn)用各方面知識(shí)和技術(shù)手段，對(duì)采煤沉陷區(qū)的治理進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧、全面協(xié)調(diào)，又要考慮社會(huì)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)等多種要素。不能以偏概全，應(yīng)進(jìn)行全方位、多角度的分析。

3.3 可操作性原則

采煤沉陷區(qū)的治理應(yīng)是以合理的、實(shí)際的手段去治理，所以需要從實(shí)際出發(fā)，不宜采用空想、不切實(shí)際的手段，綜合治理的目標(biāo)或者任務(wù)應(yīng)是可以達(dá)到的，因此我們要做到主觀能動(dòng)性和實(shí)事求是相結(jié)合。

4 采煤沉陷區(qū)修復(fù)的技術(shù)手段

在礦區(qū)開采煤炭后，采煤沉陷區(qū)生態(tài)修復(fù)工作的關(guān)鍵是進(jìn)行準(zhǔn)確的地理定位與評(píng)估，以便根據(jù)采煤沉陷區(qū)的自身?xiàng)l件及社會(huì)功能要求，制定適當(dāng)?shù)男迯?fù)策略，并綜合運(yùn)用多種修復(fù)技術(shù)[17]，以達(dá)到最佳效果。

4.1 自然修復(fù)技術(shù)

自然修復(fù)技術(shù)是一種生態(tài)修復(fù)方法，其采用生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)、更新和適應(yīng)性改變能力，輔以生物恢復(fù)技術(shù)和封育技術(shù)等方法，以恢復(fù)因人為或非人為干擾而受損的生態(tài)系統(tǒng)，最終達(dá)到原有生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能的恢復(fù)[18-19]。

4.2 土地復(fù)墾技術(shù)

研究表明[20]，通過(guò)按照宜耕則耕、宜林則林、宜草則草、宜建則建的原則進(jìn)行復(fù)墾利用，可以實(shí)現(xiàn)治理礦山損毀土地，提高土地資源利用效率，促進(jìn)修復(fù)區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。土地復(fù)墾技術(shù)又可分為工程復(fù)墾和生物復(fù)墾兩大類。其中，工程措施包括“挖深墊淺”、“充填復(fù)墾”和“排疏法”等，而生態(tài)措施則采用多種方式進(jìn)行。鄧波[21]等學(xué)者認(rèn)為土地復(fù)墾和生態(tài)修復(fù)是解決礦區(qū)環(huán)境保護(hù)和綜合治理的最佳選擇。楊光華[22]等人提出改變以往的“先破壞、后修復(fù)”的觀念，采用邊開采邊恢復(fù)的模式[23]。

4.3 植被恢復(fù)技術(shù)

植被修復(fù)技術(shù)是在清除礦區(qū)安全隱患的前提下，通過(guò)采用適當(dāng)?shù)男迯?fù)方法和措施來(lái)恢復(fù)損毀的土地和裸露的邊坡的植被[24]。為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，其主要任務(wù)和目標(biāo)是提高植被覆蓋率。通過(guò)修復(fù)采煤沉陷區(qū)，可以恢復(fù)或增強(qiáng)碳匯功能，從而彌補(bǔ)開采活動(dòng)所造成的碳匯損失，將礦區(qū)從“碳源”轉(zhuǎn)變?yōu)椤把醢伞?。植被的恢?fù)是礦區(qū)生態(tài)修復(fù)中重要環(huán)節(jié)，應(yīng)該對(duì)采煤沉陷區(qū)周圍環(huán)境做出具體的分析，再提出相應(yīng)的植被恢復(fù)措施。

植被的選擇應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：

① 選擇生長(zhǎng)迅速的、適應(yīng)性強(qiáng)的植物；

② 優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)貎?yōu)良的鄉(xiāng)土植物和先鋒植物；

③ 應(yīng)該綜合考慮生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值相結(jié)合。

植被的種植技術(shù)也是植被恢復(fù)效果優(yōu)劣的關(guān)鍵，草本植物應(yīng)當(dāng)采取混播的方式，木本植物大多采用栽植技術(shù)來(lái)建立優(yōu)勢(shì)種或者建群種，用來(lái)加速采煤沉陷區(qū)生態(tài)修復(fù)的進(jìn)程。在植被恢復(fù)技術(shù)中，重要的一環(huán)就是配置植被的方法。在礦區(qū)修復(fù)的過(guò)程中，植物物種的多樣性對(duì)于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起著關(guān)鍵的作用。相較于單一的植物種群，擁有多種植物構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)更加抗干擾，在配置時(shí)需要考慮植物種群的密度、生長(zhǎng)繁殖以及種間關(guān)系。另外還要根據(jù)地區(qū)的不同，因地制宜選擇不同的植被配置模式[25]。

4.4 水資源利用技術(shù)

采煤沉陷收縮區(qū)生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵就是水資源，必須依托本地資源條件和科學(xué)方法合理利用自然資源?？稍诓擅撼料菔湛s區(qū)內(nèi)采取“疏挖治理”，把降雨河水等徑流資源導(dǎo)入采煤沉陷收縮區(qū)內(nèi)，由于采煤沉陷收縮區(qū)內(nèi)地形較低，可以引蓄洪流，給地區(qū)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)供水，還可以解決地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺的問(wèn)題，這也是采面與沉陷收縮區(qū)域之間協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的主要功能所在。在使用水資源時(shí)，既要注意水體的環(huán)境保護(hù)和抗污染性，也要注重對(duì)當(dāng)?shù)卦械孛病⒐まr(nóng)業(yè)的布局以及道路交通等進(jìn)行統(tǒng)籌謀劃[26]。

4.5 土地整治技術(shù)

土壤是一個(gè)重要的碳庫(kù)，因此，在開采和回填過(guò)程中需要對(duì)土壤進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，僅回收符合標(biāo)準(zhǔn)的土壤，以用于林地和耕地底層的覆蓋。然而，由于覆土土壤缺乏肥力并且土壤為酸性，需要采取科學(xué)的培肥方法，以提高土壤肥力。在pH值過(guò)高的情況下，添加石膏和石灰可以改善土壤，提高其生產(chǎn)能力。這些措施可以真正將廢物變?yōu)閷毑豙27-28]。

4.6 液壓噴播植草技術(shù)。

這項(xiàng)新興的植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)最初源于國(guó)外。在使用該技術(shù)時(shí)，需要將色素、土壤改良劑、黏合劑、肥料和草籽等物質(zhì)按照特定比重與水充分混合[29]。完成修復(fù)材料的制備后，用專用設(shè)備將混合后的材料噴射到被污染的礦山土壤中。噴撒均勻后，可以在土壤表面形成隔熱防水薄膜，為種子萌發(fā)提供適宜環(huán)境，并且具有高質(zhì)量和高效率的施工特點(diǎn)。此外，該技術(shù)還具有優(yōu)良的防護(hù)效果，應(yīng)用于礦山土壤生態(tài)修復(fù)工作中，僅需30 d左右即可實(shí)現(xiàn)70%以上的植被覆蓋。不僅如此，液壓噴撒植草技術(shù)在適應(yīng)不同氣候條件方面也有著良好的表現(xiàn)[30-31]。

4.7 微生物修復(fù)技術(shù)

在某些重金屬礦山中，環(huán)境污染程度相對(duì)較高，尤其是土壤環(huán)境和生態(tài)環(huán)境都受到了不同程度的損害。為了處理這樣的土壤污染問(wèn)題，微生物修復(fù)技術(shù)已經(jīng)成為一種常見的處理手段。該技術(shù)可以利用微生物來(lái)提高土壤肥力及降低污染物質(zhì)的濃度[32-33]。

4.8 生態(tài)修復(fù)監(jiān)測(cè)技術(shù)

在采煤沉陷區(qū)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)工作是一項(xiàng)非常復(fù)雜的任務(wù)，盡管已經(jīng)完成了復(fù)墾和恢復(fù)工作，但這只是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程的開始，這一過(guò)程包括植被的生長(zhǎng)、土壤質(zhì)量的改善、系統(tǒng)演化和穩(wěn)定的治理等方面。因此，針對(duì)礦山復(fù)墾和生態(tài)恢復(fù)工作，必須進(jìn)行長(zhǎng)期的目標(biāo)監(jiān)測(cè)，以便判斷生態(tài)修復(fù)工程的成敗。事實(shí)上，國(guó)內(nèi)礦山土地復(fù)墾生態(tài)修復(fù)面臨的主要問(wèn)題是缺乏行之有效的監(jiān)督和對(duì)生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)[34-35]。

5 采煤沉陷區(qū)生態(tài)修復(fù)的對(duì)策和建議

5.1 加大創(chuàng)新的修復(fù)技術(shù)

實(shí)現(xiàn)礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的可持續(xù)發(fā)展是我們的目標(biāo)，我們應(yīng)該從礦區(qū)修復(fù)的有益經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù)中汲取營(yíng)養(yǎng)，深入研究礦區(qū)采煤沉陷區(qū)的綜合治理。此外，還應(yīng)在礦區(qū)修復(fù)中積極推廣應(yīng)用各種專利和新工藝、新技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)綠色、健康、可持續(xù)的礦區(qū)修復(fù)發(fā)展注入新動(dòng)力，不斷推動(dòng)生態(tài)修復(fù)技術(shù)的創(chuàng)新與進(jìn)步。

5.2 出臺(tái)、建立健全完善的政策法規(guī)體系

礦區(qū)的生態(tài)修復(fù)需要處理好其根源——礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞問(wèn)題。因此，在進(jìn)行礦區(qū)治理修復(fù)時(shí)，我們必須建立相對(duì)完善的政策法規(guī)體系，以確保有法可依、有法必從。這樣，我們可以通過(guò)法律手段來(lái)約束和限制礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞，并明確治理和恢復(fù)的主體及其責(zé)任。

5.3 完善相應(yīng)的管理機(jī)制

礦區(qū)的生態(tài)修復(fù)往往會(huì)涉及多個(gè)部門單位，因此在管理當(dāng)中可能會(huì)出現(xiàn)互相推諉扯皮等現(xiàn)象，我們應(yīng)該加大執(zhí)法的力度和嚴(yán)格的監(jiān)督管理措施，明確相應(yīng)的第一責(zé)任人，確保礦區(qū)礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用，同時(shí)也能夠保障礦區(qū)修復(fù)保質(zhì)保量的完成。

6 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于采煤沉陷區(qū)的治理，有很多學(xué)者和研究者是從不同的角度切入進(jìn)行研究，概括起來(lái)就是采煤沉陷區(qū)治理要貫徹綠色、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的理念，各種治理技術(shù)要綜合運(yùn)用于治理實(shí)踐中。

采煤沉陷區(qū)產(chǎn)生的問(wèn)題不是一成不變的，而是不斷地發(fā)生變化，如在采煤過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)新的采煤沉陷區(qū)，生態(tài)修復(fù)的計(jì)劃和當(dāng)?shù)貙?shí)際的進(jìn)程有明顯出入，沉陷區(qū)的居民安置等一系列問(wèn)題。在采煤沉陷區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的工作具有重要意義，但是長(zhǎng)期性和困難性都是不可避免的。與國(guó)外相比，我國(guó)在沉陷區(qū)治理方面存在明顯的滯后。因此在進(jìn)行沉陷區(qū)生態(tài)修復(fù)的過(guò)程中，需要積極汲取國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)和方法，將其加以借鑒和運(yùn)用，以達(dá)到良好的治理效果。同時(shí)應(yīng)該以當(dāng)?shù)貙?shí)際情況為指導(dǎo)，采取科學(xué)合理的治理方式，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的提高。生態(tài)修復(fù)是一個(gè)完整且專業(yè)的工程，在實(shí)際工作中需要踏實(shí)、有序地進(jìn)行并掌握治理的節(jié)奏。