周 盼 王 佩 武榮華 梁曉琪 蘇 杭
(1.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊;2.四川省容大礦業(yè)集團有限公司)
在過去幾十年,我國的礦產(chǎn)資源開發(fā)利用比較粗放,在這種開發(fā)模式下,四川雅安地區(qū)形成了大量廢棄礦山,對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成了嚴重影響。雅安市是大熊貓國家公園面積最大、涉及縣數(shù)量最多的重點區(qū)域,礦山的開采造成了大面積的山體裸露及地形地貌景觀破壞等,影響了大熊貓國家公園內(nèi)的生態(tài)平衡,對大熊貓的生存環(huán)境造成了較大的威脅和影響。大熊貓國家公園(雅安片區(qū))內(nèi)歷史遺留廢棄礦山主要位于滎經(jīng)縣、寶興縣以及石棉縣,劃分為3 個生態(tài)敏感區(qū)。本研究分析四川雅安地區(qū)大熊貓國家公園廢棄礦山的生態(tài)環(huán)境問題,探索三大生態(tài)敏感區(qū)相應的生態(tài)修復模式,為連通相互隔離的大熊貓棲息地、消除地質(zhì)安全隱患、改善人居環(huán)境,將歷史遺留礦山轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥淼摹敖鹕姐y山”,提供生態(tài)修復建議,同時也為其他的國家公園、生態(tài)功能區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)、地震活動區(qū)、地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)內(nèi)廢棄礦山生態(tài)修復模式提供借鑒和參考。
四川雅安地區(qū)大熊貓國家公園內(nèi)廢棄礦山主要集中分布于寶興縣、滎經(jīng)縣與石棉縣(圖1),共有廢棄礦山圖斑122 處,總面積12.05 km2,其中寶興生態(tài)敏感區(qū)廢棄礦山礦種為大理石,共計21處,涉及蜂桶寨鄉(xiāng)、磽磧藏族鄉(xiāng)與隴東鎮(zhèn),圖斑面積為2.28 km2;滎經(jīng)生態(tài)敏感區(qū)廢棄礦山礦種為花崗石,共計82處,涉及牛背山鎮(zhèn)、安靖鄉(xiāng)、泗坪鄉(xiāng)與龍蒼溝鎮(zhèn),圖斑面積為7.32 km2;石棉生態(tài)敏感區(qū)廢棄礦山礦種為石棉礦,共計19 處,涉及新棉街道與回隆鎮(zhèn),圖斑面積為2.45 km2。
研究區(qū)廢棄礦山生態(tài)環(huán)境問題主要涉及安全、功能、景觀3 個方面,包括大熊貓棲息地生態(tài)安全隱患、礦山地質(zhì)安全隱患、地形地貌景觀破壞、土地資源破壞、植被破壞[1-2]。
大熊貓是我國獨有、古老、珍稀的國寶,是世界生物多樣性保護的旗艦物種,也是我國和世界各國交流的和平使者。四川雅安地區(qū)大熊貓國家公園地處國家“三區(qū)四帶”中的長江生態(tài)重點區(qū),是世界上第一只大熊貓的科學發(fā)現(xiàn)地,是熊貓故鄉(xiāng)[3]。雅安市6 219 km2被納入大熊貓國家公園,占幅員面積的41.3%,占四川省大熊貓國家公園面積的30.8%,是連接邛崍山—大相嶺山系大熊貓棲息地的重要廊道,也是連接小相嶺—涼山山系的關(guān)鍵區(qū)域。在研究區(qū)內(nèi)實施廢棄礦山生態(tài)修復,對于連通相互隔離的大熊貓棲息地,實現(xiàn)隔離大熊貓種群之間的基因交流,在全國乃至全世界都具有重要意義。
四川雅安地區(qū)大熊貓國家公園內(nèi)大量的廢棄礦山侵占了大熊貓等珍稀野生動物的棲息地,造成棲息地破碎化,影響大熊貓棲息地的連通性,不利于大熊貓繁衍生息。廢棄礦山的植被、地形地貌景觀被嚴重破壞,加之滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災害時有發(fā)生,進一步阻礙大熊貓生態(tài)廊道,影響不同大熊貓種群之間的能量流動和信息交流,威脅其生存環(huán)境,也加劇了部分區(qū)域小種群滅絕的風險。
2.2.1 滑 坡
礦山開采產(chǎn)生的廢棄礦渣多沿陡峭山坡堆放,未實施有效治理而形成了松散的廢棄礦渣邊坡。礦山邊坡坡度較陡,多為30°~60°,相對高差較大,最大者可達400 m,加之研究區(qū)降雨量豐富,易發(fā)生局部或整體滑塌,對區(qū)內(nèi)大熊貓生存環(huán)境、周邊設(shè)施和公路造成嚴重威脅(圖2)。
2.2.2 崩 塌
礦山露天開采形成大量基巖采掘面,尤其是寶興生態(tài)敏感區(qū)大理石和滎經(jīng)生態(tài)敏感區(qū)花崗石開采導致基巖裸露,形成高陡邊坡,高度為20~400 m,坡度大多在60°以上,部分邊坡接近90°。受風化作用影響,裂隙發(fā)育,可見多處危巖體,嚴重威脅大熊貓的生存環(huán)境和人民群眾生命財產(chǎn)安全(圖3)。
2.2.3 泥石流
研究區(qū)礦山多位于山谷、山坡等匯水條件較好的區(qū)域,礦山開采堆放的松散廢棄礦渣多位于溝谷兩側(cè)斜坡上,陡峻的山谷、豐富的物源在暴雨條件下極易暴發(fā)大規(guī)模的泥石流災害,導致溝道堵塞,對大熊貓生存環(huán)境、溝道兩側(cè)及下游居民等造成嚴重威脅,如石棉縣四川省石棉礦廣元堡片區(qū)后溝(圖4)曾于1973 年7 月暴發(fā)泥石流,沖毀了溝口的礦山公路,毀農(nóng)房2 間,死亡1 人;于1983 年7 月暴發(fā)的泥石流造成3 人死亡,堵斷國道G108,沖毀一輛大型礦車。寶興生態(tài)敏感區(qū)大理石廢棄礦山和滎經(jīng)生態(tài)敏感區(qū)花崗石廢棄礦山主要分布于泥石流溝上游形成區(qū),而石棉生態(tài)敏感區(qū)廢棄礦山主要分布于泥石流溝口處且鄰近石棉縣城,一旦暴發(fā)泥石流,將帶來巨大的危害。
2.2.4 河道堵塞
廢棄礦山在開采過程中形成的礦渣、棄渣沿斜坡堆放,在地表徑流的搬運和沖刷作用下進入河道,易造成河道堵塞,嚴重影響河道行洪。若流水聚積且向四周漫溢,容易形成堰塞湖,一旦決口,湖水傾瀉而下,對下游公路、村莊及人民群眾生命財產(chǎn)造成嚴重威脅。河道堵塞生態(tài)問題(圖5)主要分布于青衣江支流的東河、西河和滎河。
礦山露天開采、礦渣隨處堆放以及地下開采引起的地面塌陷破壞了原始地形地貌,被取而代之的是裸露的邊坡和滿山遍野的棄渣。研究區(qū)內(nèi)廢棄礦山破壞了四川雅安地區(qū)大熊貓國家公園內(nèi)的地形地貌景觀(圖6)、河道景觀(圖7),極大地降低了研究區(qū)原有自然景觀美學價值。
廢棄礦山在開采活動中清除地表植被、剝離表土層、開采礦產(chǎn)資源、堆放廢棄礦渣、修建礦山基礎(chǔ)設(shè)施等人類工程活動導致基巖裸露、棄渣隨意堆放,土地資源遭到了嚴重破壞。
研究區(qū)內(nèi)土地資源破壞類型主要為挖損和壓占(圖8)。礦山開采使原有林地損毀,變?yōu)槁愕?、次生裸地,表層土壤資源流失使得植被難以生長,進而破壞了原有生態(tài)系統(tǒng),導致水源涵養(yǎng)、水土保持能力下降。
礦山開采前,研究區(qū)內(nèi)的植被以喬木與灌木為主,植被覆蓋度較高。礦山露天開采和礦渣堆放嚴重破壞了地表植被。自停采以來,部分區(qū)域逐漸自然恢復了一些植被,但露天開采形成的基巖邊坡缺乏土壤層,裸露的礦渣堆積體表層幾乎無土層,加之長期遭受雨水的沖刷,植被幾乎無法長期生長。礦山開采形成的裸露邊坡滿目瘡痍、片片斑禿,與周邊郁郁蔥蔥的自然景色形成鮮明對比(圖9)。
四川雅安地區(qū)大熊貓國家公園面積較大,因廢棄礦山而呈碎片化,廢棄礦山生態(tài)修復應重點考慮大熊貓的活動區(qū)域,不宜就礦山論礦山[4-7],應從生態(tài)系統(tǒng)整體性和流域系統(tǒng)性出發(fā),追根溯源,科學治理。建設(shè)大熊貓廊道,恢復大熊貓棲息地連通性,改善研究區(qū)內(nèi)大熊貓等種群的生存環(huán)境。
總體上采取自然恢復與人工修復相結(jié)合的修復方式[8-10]。研究區(qū)的122 個廢棄礦山圖斑中,有16 個廢棄礦山圖斑全部位于大熊貓國家公園核心區(qū),面積1.50 km2,根據(jù)《四川省大熊貓國家公園管理辦法》(自2022 年5 月起施行)第十五條,核心保護區(qū)除滿足國家特殊戰(zhàn)略需要的有關(guān)活動外,原則上禁止人為活動。因此,對大熊貓國家公園核心區(qū)的廢棄礦山,均采取自然恢復方式;對于大熊貓國家公園一般控制區(qū)及公園外其他區(qū)域采用人工修復方式。人工修復可采用輔助再生或生態(tài)重建的生態(tài)修復模式。
3.1.1 寶興生態(tài)敏感區(qū)
寶興生態(tài)敏感區(qū)生態(tài)修復治理工程部署在雅安市寶興縣蜂桶寨鄉(xiāng)、磽磧藏族鄉(xiāng)和隴東鎮(zhèn),針對區(qū)內(nèi)存在的大熊貓棲息地生態(tài)安全隱患、礦山地質(zhì)安全隱患安全類生態(tài)問題,通過大熊貓走廊建設(shè)與修復、地質(zhì)災害生態(tài)綜合整治修復、生物多樣性生態(tài)保護工程等措施,治理區(qū)內(nèi)的碎石邊坡、消除地質(zhì)安全隱患、恢復大熊貓棲息地、提升生物多樣性;針對區(qū)內(nèi)土地資源破壞生態(tài)問題,采取水土流失綜合治理、水源涵養(yǎng)提升、土地損毀綜合治理等工程措施,提升研究區(qū)內(nèi)水源涵養(yǎng)、水土保持功能;針對區(qū)內(nèi)地形地貌景觀破壞及植被破壞生態(tài)問題,實施植被恢復工程,對區(qū)內(nèi)植被進行恢復、對地形地貌進行重塑。
3.1.2 滎經(jīng)生態(tài)敏感區(qū)
滎經(jīng)生態(tài)敏感區(qū)生態(tài)修復治理工程部署在雅安市滎經(jīng)縣牛背山鎮(zhèn)、安靖鄉(xiāng)、泗坪鄉(xiāng)和龍蒼溝鎮(zhèn),針對區(qū)內(nèi)存在的大熊貓生態(tài)廊道阻斷及破碎化、礦山地質(zhì)安全隱患安全類生態(tài)環(huán)境問題,通過大熊貓生態(tài)廊道修復、地質(zhì)災害生態(tài)綜合整治修復、生物多樣性生態(tài)保護等工程,治理區(qū)內(nèi)的碎石邊坡、消除地質(zhì)災害隱患、恢復大熊貓棲息地、提升生物多樣性;針對區(qū)內(nèi)土地資源破壞生態(tài)問題,采取水土流失綜合治理、土地損毀綜合治理,提升區(qū)內(nèi)水源涵養(yǎng)、水土保持功能;針對區(qū)內(nèi)地形地貌景觀破壞、植被破壞生態(tài)問題,實施植被恢復工程,對區(qū)內(nèi)植被進行恢復、地形地貌進行重塑;針對原礦山開采遺留的大量廢棄尾礦、棄渣,通過礦山固廢生態(tài)價值轉(zhuǎn)化,對固體廢棄物進行資源綜合利用。
3.1.3 石棉生態(tài)敏感區(qū)
石棉生態(tài)敏感區(qū)生態(tài)修復治理工程部署在雅安市石棉縣新棉街道、回隆鎮(zhèn),針對區(qū)內(nèi)存在大熊貓棲息地生態(tài)安全隱患、礦山地質(zhì)安全隱患安全類生態(tài)問題,通過地質(zhì)災害生態(tài)綜合整治修復、生物多樣性生態(tài)保護、大熊貓國家公園南入口保護等措施,治理區(qū)內(nèi)的碎石邊坡、消除區(qū)內(nèi)地質(zhì)災害隱患點;針對區(qū)內(nèi)土地資源破壞生態(tài)問題,通過實施土地損毀綜合治理、儲備林建設(shè),完成區(qū)內(nèi)土地損毀修復;針對區(qū)內(nèi)地形地貌景觀、植被破壞問題,通過植被重建等措施,恢復區(qū)內(nèi)植被及地形地貌景觀。
3.2.1 生態(tài)廊道修復
針對研究區(qū)內(nèi)大熊貓生態(tài)廊道阻斷及棲息地破碎化問題,生態(tài)廊道修復采取以保護保育為主的修復模式,通過大熊貓主食竹林帶建設(shè)、大熊貓主食竹監(jiān)測及封育林地等手段,完成大熊貓國家公園內(nèi)的廊道建設(shè)。大熊貓主食竹林帶以箭竹和方竹為主,對廊道中大熊貓的主食竹進行動態(tài)監(jiān)測,并對區(qū)內(nèi)大熊貓進行紅外相機動態(tài)監(jiān)測。生態(tài)廊道的修復有利于廊道內(nèi)大熊貓等動物的遷徙,達到連接破碎生境、防止種群隔離和保護生物多樣性的目的。
3.2.2 資源綜合利用
寶興生態(tài)敏感區(qū)和滎經(jīng)生態(tài)敏感區(qū)內(nèi)主要的礦種分別為大理石和花崗巖,在礦山開采過程中遺留有大量廢棄尾礦、廢石和棄渣,有較高的綜合利用價值。剩余廢石除用于區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境修復工程建設(shè)使用外,大理石礦渣可用于生產(chǎn)碳酸鈣、仿石涂料、人造崗石等,花崗巖礦渣可用于制備新型墻體磚、陶瓷原料和優(yōu)質(zhì)砂石料等[11]。廢棄礦渣可以通過資源綜合再利用,進行固廢的生態(tài)價值轉(zhuǎn)換,還可以引入社會資本,拓寬資金渠道,緩解地方財政壓力,所得收益可以作為當?shù)厣鷳B(tài)修復資金來源。
3.2.3 生態(tài)復綠
因采礦活動造成地形地貌景觀破壞較輕微的區(qū)域,如次生裸地等,采取以輔助再生為主的生態(tài)修復模式,充分利用生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復能力,輔以人工措施,加快生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能修復進程。針對因礦山開采對區(qū)內(nèi)植被、景觀造成破壞較嚴重的區(qū)域,采取以生態(tài)重建為主的修復模式。采用深根性、淺根性、豆科、禾本科、藤本、喬木、灌木及草本相結(jié)合的方式,選擇本土適宜的樹種與草種,進行礦區(qū)及礦區(qū)周邊的生態(tài)復綠工作。
3.2.4 景觀再造
景觀再造模式主要適用于鄰近城區(qū)或者風景區(qū),人流量較大,有造景需求的礦山廢棄地[12]。研究區(qū)內(nèi)石棉縣的四川省石棉礦板廠溝生態(tài)敏感區(qū)位于石棉縣城,且緊鄰河道及高速公路,對河道景觀及交通沿線景觀造成嚴重破壞。在生態(tài)復綠的基礎(chǔ)上融入文旅、礦山、科普等元素,對其進行景觀再造,與當?shù)噩F(xiàn)有的“川礦記憶”博物館銜接起來組成整體的礦業(yè)遺跡旅游景區(qū),從而打造出極富吸引力的主題旅游資源,進一步帶動當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。
以四川雅安地區(qū)的大熊貓國家公園為例,充分識別了寶興生態(tài)敏感區(qū)、滎經(jīng)生態(tài)敏感區(qū)、石棉生態(tài)敏感區(qū)的廢棄礦山生態(tài)問題,主要包括大熊貓棲息地生態(tài)安全隱患、礦山地質(zhì)安全隱患、地形地貌景觀破壞、土地資源破壞以及植被破壞,針對這些生態(tài)問題,探究了三大生態(tài)敏感區(qū)的廢棄礦山生態(tài)修復治理工程措施與修復模式。
(1)寶興生態(tài)敏感區(qū)采取“生態(tài)廊道修復+生態(tài)復綠”的修復模式,進行大熊貓走廊建設(shè)與修復、生物多樣性生態(tài)保護、植被恢復等工程措施。
(2)滎經(jīng)生態(tài)敏感區(qū)采取“生態(tài)廊道修復+資源綜合利用+生態(tài)復綠”的修復模式,進行大熊貓走廊建設(shè)與修復、地質(zhì)災害生態(tài)綜合整治修復、植被恢復以及固廢生態(tài)價值轉(zhuǎn)化等工程措施。
(3)石棉生態(tài)敏感區(qū)采取“景觀再造+生態(tài)復綠”的修復模式,進行地質(zhì)災害生態(tài)綜合整治修復、土地損毀綜合治理、儲備林建設(shè)以及植被重建等工程措施。