西北地区矿山生态治理探讨

何平卿

（甘肃建投生态建设集团有限公司，甘肃 兰州 730050）

西北地区的生态环境在人为因素和历史原因下出现了极大破坏，生态体系变得极为脆弱。经济发展与生态环境保护引发了激烈冲突，为发展经济而牺牲了生态环境。近年来，随着生态环境破坏而产生了一系列环境污染、物种灭绝、耕地退化等问题，因为发展经济而破坏的生态环境开始制约经济发展。

西北地区的资源开发遗留了很多历史问题，形成了大量的废弃矿山，对生态环境的恢复造成了很大的影响。对西北地区矿山进行生态治理，要从西北地区生态环境的特点出发，研究制定一套可行的矿山生态治理方法。

长期以来，西北地区由于气候变迁和人类活动影响，形成了复杂的地貌条件，包括高寒荒漠、高山冰川、冻土冻原、高原戈壁、荒漠草原、河岸绿洲、农牧交错带等。这使得西北地区生态系统极为脆弱，被划为生态脆弱区[1]。西北的典型生态如图1所示。

图1 西北典型生态

西北地区生态环境脆弱，但是面积约为300多万平方公里，间接影响全国的生态环境。西北地区脆弱的生态环境有以下特点[2]。

1.1 水资源匮乏，水土流失严重

多年以来，西北地区水资源匮乏，气候干旱，降水量少，蒸发量大，年平均水资源量仅占全国的5.84%，远低于全国平均水平，常年处于极度缺水状态。此外，由于西北地区植被覆盖率极低，地表难以储存水分，存在严重的水土流失现象，西北地区的资源开采活动更加剧了水土流失的速度。

1.2 荒漠化严重

西北地区存在大面积沙漠。由于气候干旱、常年缺水以及对树木植被的砍伐破坏，造成西北地区荒漠化严重。虽然近年来在防沙治沙上投入了大量的人力物力，但是荒漠化治理是一个漫长的过程，治理后的土地生态系统也非常脆弱，如果维护不及时、不到位，植被极易被破坏，再次出现土地沙化。

1.3 高原生态区广阔

我国西高东低的地理条件造成西北地区大部海拔较高，属高原生态体系，其特点是土地冻融作用显著，平均气温低，昼夜温差大，植物种类较单一，生长周期长，地表土壤层极薄，对外力侵扰极为敏感，一旦发生破坏很难恢复。

1.4 人口过载

西北地区地广人稀，由于大部分土地并不适合居住，因此人口居住较集中，人口密度远大于干旱、半干旱地区的最大人口载量，激化了人与土地的矛盾。

由于西北地区脆弱的生态环境，该地区的矿山存在大量的水污染、水土流失、盐碱化、地面塌陷、滑坡危岩、泥石流、大气污染、沙漠化等问题，主要分为三类，如表1所示。

表1 西北地区矿区地质环境问题分类

我国自然和气候环境复杂多变，国内学者在大量调研基础上进行了生态区域划分，总体上分为东部湿润半湿润、西部干旱半干旱和青藏高原高寒3个生态大区，并细分为13个生态区[4-5]。

根据不同生态区的自然环境、气候环境、地质环境、经济环境和人文环境等特点，结合相应的矿山开采类型，将我国划分为14个废弃矿山生态修复区[6]，如图2所示。

由图2可见，西北地区主要处于黄土高原区、干旱半干旱森林草原区、干旱半干旱草原农牧区、干旱半干旱防风固沙区、青藏高原草甸农牧区。根据不同的矿山生态修复区的特征，分别提出矿山修复的措施。

图2 废弃矿山生态修复区[6]

1）黄土高原区。该区域废弃矿山造成的生态环境破坏主要是形成了大量的采空区、尾矿废弃物、滑坡泥石流、水土流失和土地沙化，针对以上情况，该区域的矿山生态治理以自然修复为主，控制开采量，避免对生态环境的剧烈扰动，对于水土流失严重的区域，可先平整地表，修缓坡度，辅以人工种植植物的方式进行修复。

2）干旱半干旱森林草原区。该区域废弃矿山造成的生态环境破坏主要是地面塌陷、滑坡、崩塌和落石等，该区域多为戈壁荒漠，土壤盐碱含量大，采用自然修复为主、人工干预为辅的治理方式，如有需要可播散草籽加快植被恢复。

3）干旱半干旱草原农牧区。该区域多为小型露天开采矿山，对于荒漠戈壁区域，应以自然恢复为主，对于农田区域，应以工程措施促进土地复垦，对于林地附近区域，应采用自然修复与工程措施相结合的方式。

4）干旱半干旱防风固沙区。该区域的特点是植被覆盖较差，土质贫瘠，土地沙化严重，多为小型露天矿山，以自然恢复为主，辅以地表整理、土地平整、坡度修缓、恢复灌溉、防风固沙等手段。

5）青藏高原草甸农牧区。该地域大部分较偏远，灾害多为小型崩塌，可采用自然恢复与人工措施相结合的方式。

黄土地层广泛分布于西北地区，是西北地区最有特点、面积最大的地质体。黄土具有松散性、直立性、湿陷性、各向异性等特征，矿山的开采对黄土地区的生态平衡造成了极大影响，引发了水土流失、土壤污染、滑坡、泥石流、地面沉陷等问题。针对黄土地区的特点，提出适合该地区的矿山生态治理技术流程如图3所示。

图3 矿山生态治理技术流程

土地平整的工艺流程为测量放样→清除地面障碍物→土石方挖填→平整场地→标高复核→验收。要求填土前先清除淤泥、杂物；
超过5m边坡的填方或挖方需修理成台阶状；
需填方的区域进行分层压实，每层厚度不大于1m。

土壤治理的流程为开采前期表土转换→采矿后土壤放回→覆盖客土→改善土壤结构。如矿山开采后覆土厚度不足，覆盖客土时要对客土进行改良，增加营养物质；
如矿区土壤酸碱不平衡或孔隙度过低，须采取深耕、添加农家肥的措施，拌和生石灰，调节酸碱度。

植草绿化的工艺流程为施工准备→修整清理→覆盖营养土→铺种草皮→养护管理。要求坡面覆盖适于植被生长的土壤，厚度宜50cm；
草皮铺设从坡脚向坡顶进行；
草籽播种前做好催芽处理，播种时要浇水浸湿土地。

地质灾害防护及水土流失治理的流程为修建排水沟→修建护坡→林带草带恢复。要求排水沟每隔10m须设置伸缩缝；
水沟两侧须分层夯实；
护坡形式的选择须根据坡度、地质情况综合考虑；
草带林带可结合挂网和格构梁种植。

考虑到矿山生态治理效果很难进行人工观测，为了解矿山生态修复效果，预防二次灾害发生，积累相关数据，应将地下水水质监测、高边坡位移监测等内容纳入治理方案。

西北地区地质条件和气候条件复杂，生态系统脆弱，作为资源密集型地区，大量的矿山开采对生态环境带来了严重破坏。在矿山生态治理过程中，需结合当地生态环境条件和地域特征，选取经济可行、科学合理的治理方法，最大限度减少对原始生态环境的影响。