劉傳娥，李生清*，胡靖爽，蔣磊

(1.山東省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局八〇一水文地質工程地質大隊，山東 濟南 250014；2.山東省煤田地質規(guī)劃勘察研究院，山東 濟南 250104)

0 引言

礦產(chǎn)資源開發(fā)為我國經(jīng)濟社會的發(fā)展做出了巨大貢獻，但隨之帶來的礦山地質環(huán)境問題，尤其是大量歷史遺留廢棄露天礦山的存在，導致礦業(yè)開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護之間的矛盾日漸凸顯。十八大以來，黨中央把“大力推進生態(tài)文明建設”作為戰(zhàn)略決策，我國礦山生態(tài)修復工作也走向了一個新階段[1-6]。

我國露天礦山生態(tài)修復工作呈現(xiàn)問題類型多、形成機理復雜多變、分布面積廣、修復難度大等特點[2]，國內外專家學者采用統(tǒng)計法、分類法等多種方法，從環(huán)境地質學、災害地質學等方面，對礦山生態(tài)修復展開了深入研究，取得了較大進展[7-14]，但對于露天礦山生態(tài)修復模式研究較少。

山東省作為礦業(yè)大省，計劃經(jīng)濟時期露天礦山的開采造成了眾多山體破損，嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境，成為全面建設小康社會的約束瓶頸[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”目標的提出，各級政府更是把廢棄礦山生態(tài)修復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環(huán)境問題，結合已修復廢棄礦山經(jīng)驗，總結了“雙碳”目標下露天礦山生態(tài)修復的方向應考慮與之匹配的社會、經(jīng)濟體系，同時包括文化的功能、旅游的功能、群眾滿意度和美學感受等，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，查明資源儲量的有96種[16]。計劃經(jīng)濟時期的無規(guī)劃開采、退出保護區(qū)等政策性關停，導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，山東省共有各類歷史遺留廢棄礦山7991座，其中露天開采礦山7352座，地下和露天聯(lián)合開采礦山50座，地下開采礦山599座(圖1)[16]，廢棄露天開采礦山存量明顯大于廢棄地下開采礦山。

1—歷史遺留露天礦山數(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—歷史遺留露天礦山數(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 主要礦山地質環(huán)境問題及生態(tài)修復情況

2.1 廢棄礦山存在的主要礦山地質環(huán)境問題

(1)崩塌、滑坡、泥石流等地質災害隱患突出。廢棄露天礦山曾經(jīng)的開采方式多以高臺段和豎向爆破為主，現(xiàn)存山體立面破碎松動，危險性較大，極易引發(fā)崩塌。同時，以往遺留的固體廢棄物隨意、超負荷堆放，遇強降水，極易引起滑坡和泥石流。據(jù)不完全統(tǒng)計，1987—1997年有資料記載的較大規(guī)模的崩塌、滑坡、泥石流礦山地質災害有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，開采前一般為林地、草地覆蓋的山體，開采后導致山體由正地形轉為負地形，形成凹陷；現(xiàn)場遺留的高陡不穩(wěn)定邊坡，使場內絕壁林立；許多地方都被碎石、廢礦渣掩埋，嚴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。有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，山東省有歷史遺留露天需修復的山體和采坑6681處，壓占損毀土地資源3.24萬hm2。

(4)含水層破壞。部分廢棄露天礦山在過去開挖過程中破壞了含水層，造成地下水含水系統(tǒng)的破壞，嚴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的淺層地下水枯竭、泉水斷流、供水井干枯等環(huán)境地質問題發(fā)生。

2.2 歷史遺留礦山修復概況

近年來，隨著習近平生態(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”目標的提出，山東省將歷史遺留廢棄礦山生態(tài)修復工作作為一項重要的政治任務來抓。近年來，全省投入的治理資金總量約為102億元[15]，實施的生態(tài)修復工程主要為礦山復綠工程、礦山生態(tài)修復示范縣建設、歷時遺留礦山采坑區(qū)治理和調查等相關工程，完成廢棄礦山和破損山體治理工程1400多項，恢復可利用土地面積3.8萬hm2，其中恢復耕地1.50萬hm2，林地1.27萬hm2，建設用地0.20萬hm2，水域面積0.65萬hm2，其他地類0.18萬hm2(圖2)[16]。大量歷史遺留礦山生態(tài)環(huán)境問題得到了有效治理，礦山地質環(huán)境生態(tài)修復工作走在全國前列。

圖2 山東省礦山生態(tài)修復各地類面積餅圖(單位：萬hm2)

傳統(tǒng)的廢棄礦山生態(tài)修復工作注重地形地貌重塑、植被恢復等，對于節(jié)能、減排、增匯等考慮較少，過多的人工干預措施，增加了化石、材料等能源消耗和二氧化碳排放，與“雙碳”目標背道而馳。當前形勢下，需要結合“雙碳”目標對礦山生態(tài)修復工作路徑進行總結和思考。

3 廢棄露天礦山生態(tài)修復模式

隨著“雙碳”目標的提出，人們的環(huán)保意識進一步增強，人們對礦山生態(tài)修復的理念和要求發(fā)生了變化。不再局限于單一的消除地質災害，而是期待“因地制宜、講求實效”，引入更多生態(tài)學、地質學、美學、景觀設計等先進理念的修復模式的出現(xiàn)(圖3)[17-24]。同時，碳中和、碳達峰是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革，在廢棄露天礦山生態(tài)修復中，“雙碳”目標實現(xiàn)路徑主要是環(huán)境整治、土地整治、景觀重建、產(chǎn)業(yè)轉型、社會轉型5種礦山生態(tài)修復模式。

圖3 不同利用方向修復模式

4 山東省廢棄礦山修復模式研究及實踐應用

4.1 生態(tài)復綠模式：環(huán)境整治

生態(tài)復綠模式以恢復植被為主。主要任務和目標是通過對裸露邊坡和廢棄地進行植被恢復，提高植被覆蓋率。以“雙碳”目標為前提，廢棄礦山修復后能夠恢復或增強碳匯功能，彌補曾經(jīng)開采活動導致的碳匯損失，使廢棄露天礦山的“碳源”轉向為森林氧吧的“碳匯”。如嶗山區(qū)濱海大道兩側北龍口南側廢棄采石場生態(tài)修復工程：該廢棄采石場均位于青銀高速和嶗山風景區(qū)可視范圍內，被開采山體形成多處高陡邊坡，存在崩塌地質災害隱患。該工程完成增加綠化面積1656hm2，成林后的項目區(qū)，很大程度上增加了該區(qū)的碳匯能力，附近的空氣質量得以改善。

4.2 農(nóng)林漁禽模式：土地整治

礦區(qū)開采前主要為農(nóng)業(yè)土地利用類型，開采后水土污染較輕，土壤質量下降較小，土壤肥力無明顯損失，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，土壤改良環(huán)節(jié)，通過埋入植物秸稈、動物糞便等有機肥，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)鑫茂采石場礦山修復項目：采礦活動形成了長約310m，寬約140m，深約25～48m，邊坡坡面角64°～70°的采坑，經(jīng)修復，礦區(qū)范圍內增加了耕地3.4hm2，同時整理礦坑周圍耕地7.6hm2。

4.3 科普教育基地模式：景觀重建

礦山開采揭露地質遺跡景觀、典型地層、巖性、化石剖面或古生物活動遺跡、礦業(yè)遺跡等，對此類礦山可以打造為地質公園和礦山公園。

(1)地質公園。露天礦山開采揭露的地質遺跡是地質歷史事件的記錄，反映了地質歷史變化、地殼運動、古巖漿熱液的活動和成礦環(huán)境。地質公園主要是保留已經(jīng)揭露的地質遺跡，避免過度投入，減少工程治理工程中的能源消耗和碳排放，同時融合自然及人文景觀，實現(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遺跡保護、生態(tài)環(huán)境保護與地質科學研究和科研普及的教育基地。如濟寧金鄉(xiāng)羊山省級地質公園和青島市即墨區(qū)馬山石林地質公園。1994年，馬山石林地質公園被國務院批準為國家級自然保護區(qū)，被列為世界三大石柱群之一。

(2)礦山公園。國際上近年來形成了一種新理念——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)地質遺跡、礦業(yè)開發(fā)史籍、礦業(yè)生產(chǎn)遺址、礦業(yè)活動遺跡、礦業(yè)制品以及與礦業(yè)活動有關的人文景觀。礦山生態(tài)系統(tǒng)具有自然恢復能力，礦山公園建設側重依靠自然力量改善生態(tài)環(huán)境，減少碳量排放。通過保護、可持續(xù)管理和自然修復方式的生態(tài)系統(tǒng)修復行動，同時為人類帶來生態(tài)福利。沂蒙鉆石礦礦區(qū)內勝利1號金伯利巖巖管露天采坑經(jīng)合理設計，采取生態(tài)修復技術，把廢棄的礦山改建成了一處集愛國主義教育、學術研究、科研考古、生態(tài)園林于一體的沂蒙鉆石國家礦山公園。

4.4 旅游景觀再造模式：產(chǎn)業(yè)轉型

廢棄礦山建設為旅游業(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)代旅游相結合，通過科學低碳化生態(tài)修復方式，使廢棄礦山實現(xiàn)低碳源高碳匯的同時，又將自然資源轉變?yōu)榻?jīng)濟優(yōu)勢，以產(chǎn)業(yè)升級實現(xiàn)對“雙碳”目標的貢獻。如：威海華夏城：通過修復44個礦坑，恢復被毀山體近266.67hm2，森林覆蓋率由原來的56%提高到95%，建設成一處自然與科技融為一體的新型生態(tài)旅游度假勝地，成為國家5A級生態(tài)園林景區(qū)。

4.5 建設用地轉化模式：社會轉型

國土空間是一個有機的生命共同體，“雙碳”目標的提出，要求生態(tài)修復需要協(xié)調統(tǒng)一的體制機制。“雙碳”目標的實現(xiàn)離不開公眾參與，倡導低碳消費等生活方式是實現(xiàn)碳中和目標最基礎、最持久的動力源泉。建設用地轉化模式是指通過對城鎮(zhèn)周圍露天開采的、坡度較平緩的礦山破壞土地進行綜合整治，使其成為各類建設用地，緩解城市化建設中的建設用地緊張問題，使損毀嚴重的工礦區(qū)轉化為城鎮(zhèn)村，實現(xiàn)了廢棄露天礦山的社會角色轉型，同時改變了周圍居民的生活方式，成為“推動節(jié)能減排”類型的雙碳目標實現(xiàn)路徑。如：濟南市西營鎮(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，采坑內渣石無序堆放、巖石裸露，經(jīng)科學設計，將其建設為老峪安置小區(qū)，建成61棟建筑單體。這項工程節(jié)約了城鎮(zhèn)建設用地指標，改善了遺留廢棄礦山造成的礦山地質環(huán)境問題，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。

5 結論

(1)明確了礦山生態(tài)修復方向常見類型。從生態(tài)復綠修復模式、農(nóng)業(yè)用地修復模式、科普教育基地修復模式、旅游業(yè)用地修復模式、建設用地修復，論述了礦山生態(tài)修復的方向。

(2)碳中和、碳達峰目標的提出，使礦山生態(tài)修復的內涵和外延發(fā)生了新的變化，在廢棄露天礦山生態(tài)修復工作中，各修復模式應結合環(huán)境整治、土地整治、景觀重建、產(chǎn)業(yè)轉型、社會轉型5種礦山生態(tài)修復路徑，助力“雙碳”目標的實現(xiàn)。

(3)礦山生態(tài)修復工作不僅僅是生態(tài)環(huán)境的修復，同時應考慮與之匹配的社會、經(jīng)濟體系，生態(tài)環(huán)境及其區(qū)域發(fā)展的規(guī)劃，綜合設定露天廢棄礦山的修復方向。