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內(nèi)蒙古農(nóng)牧交錯(cuò)帶中露天采砂石對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響

2024-04-23 05:54:58丁青坡李少東韓術(shù)合
西部資源 2024年1期
關(guān)鍵詞:生態(tài)系統(tǒng)

丁青坡 李少東 韓術(shù)合

[摘要]內(nèi)蒙古阿魯科爾沁旗是內(nèi)蒙古北部農(nóng)牧交錯(cuò)帶典型區(qū)域,砂石資源豐富。但隨著露天砂石礦的開(kāi)采,草原植被破壞的面積增加,對(duì)自然草原植被破壞與土壤的污染較大,對(duì)其周?chē)闹脖慌c土壤產(chǎn)生明顯的影響。目前,對(duì)于露天采砂石對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響的研究不多,大部分注重于河沙和海沙的研究,對(duì)于農(nóng)牧交錯(cuò)帶草原地區(qū)砂石開(kāi)采對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響研究較少,故此,本文通過(guò)對(duì)阿魯科爾沁旗賽罕塔拉等5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)露天采砂石區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查研究和適宜性評(píng)價(jià),通過(guò)適宜性評(píng)價(jià)分析顯示研究區(qū)域可復(fù)墾為林地、草地和耕地,通過(guò)復(fù)墾工程實(shí)施和生物技術(shù)復(fù)墾,盡量減少原生態(tài)系統(tǒng)的退化,一定程度維持生物多樣性,達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境狀況良好的雙贏局面,對(duì)于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展、打造祖國(guó)北疆亮麗風(fēng)景線具有十分重要的意義。

[關(guān)鍵詞]農(nóng)牧交錯(cuò)帶;露天采砂石;生態(tài)系統(tǒng)

砂石是一種不可再生資源,是道路、橋梁、房屋建筑等城鄉(xiāng)建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施中不可或缺的材料之一,相關(guān)數(shù)據(jù)說(shuō)明中國(guó)砂石使用量在全球砂石使用量中消耗量比較大。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,砂石需求量逐年增加,砂石開(kāi)采強(qiáng)度不斷增大,由此引發(fā)一系列影響,如露天采砂石對(duì)自然資源和景觀生態(tài)影響、對(duì)水和糧食安全的影響以及對(duì)人類(lèi)健康的影響。因此,露天采砂石的深入研究,對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康具有重要意義。赤峰市阿魯科爾沁旗是內(nèi)蒙古農(nóng)牧交錯(cuò)帶的典型區(qū)域,既具有豐富資源同時(shí)生態(tài)脆弱的風(fēng)險(xiǎn)性也較大。以阿魯科爾沁旗為研究對(duì)象,選取典型露天采砂石區(qū)域,根據(jù)礦區(qū)現(xiàn)狀,通過(guò)適宜性評(píng)價(jià),分析其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響和復(fù)墾方向劃定,研究結(jié)果可為礦山生態(tài)修復(fù)提供理論依據(jù)和規(guī)劃基礎(chǔ),對(duì)于調(diào)整當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)和政策實(shí)施具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究區(qū)概況

阿魯科爾沁旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部,赤峰市東北部。東部與通遼市扎魯特旗接壤,西與巴林左旗、巴林右旗為鄰,南與開(kāi)魯縣、翁牛特旗隔河相望,北和錫林郭勒盟西鳥(niǎo)旗、東烏旗毗連。阿魯科爾沁旗南北狹長(zhǎng)最長(zhǎng)達(dá)232 km,東西最寬約114 km,總面積為13240 km2。阿魯科爾沁旗屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū),四季分明。全旗熱量條件自南向北隨海拔高度上升而降低,年平均氣溫為5.5℃,最高氣溫為40.6℃,最低氣溫為32.7℃。極端最低氣溫北部地區(qū)34℃,罕山一帶可達(dá)42℃,中部地區(qū)33℃,南部地區(qū)-30℃。阿魯科爾沁旗年平均日照時(shí)數(shù)為1490~1640 h,每天日照時(shí)數(shù)一般為8~10 h,夏至最長(zhǎng)可達(dá)15.2 h,南部日照率64%,北部日照率58%。阿魯科爾沁旗降水量的年際變化比較大,多年平均降水量為309.2mm。較大降水量主要出現(xiàn)在1998年、1959年、1986年,最大降水出現(xiàn)在阿魯科爾沁旗巴彥花鎮(zhèn),年降水量為609.7 mm(1986年)。降水較少的年份出現(xiàn)1994~2007年,最小降水量出現(xiàn)白音布統(tǒng),年降水量為165.1 mm(2006年),最大降水量與最小降水量之比在3.2~8.8,年最大降水量與年最小降水量多數(shù)相差3~4倍,個(gè)別相差8倍左右。大多數(shù)地區(qū)降水量變幅在400 mm以上。最大凍土深為216 cm。阿魯科爾沁土壤以栗鈣土為主占36%,其次風(fēng)沙土占27%、黑鈣土占12%,其他不足5%。從北部海拔最高為1540.3的中山山地到海拔600 m的低山,依次分布著灰色森林土、黑鈣土、粟鈣土,中部低山山北,巴彥花以北為暗栗鈣土,巴彥花以南為栗鈣土,在河流兩岸主要有灌淤土、灰色草甸土等。在風(fēng)口及有沙源的西拉沐淪、鳥(niǎo)力吉沐淪及黑沐淪河兩岸,有風(fēng)沙土、新積土分布。阿魯科爾沁旗屬于烏力吉木仁河流域,境內(nèi)100 km2以上的河流共有17條,河流總長(zhǎng)度為921.0 km。主要河流有黑木林河、歐木林河,過(guò)境河流有烏力吉木仁河,邊界河流有西拉木倫河、新開(kāi)河。研究區(qū)賽罕塔拉蘇木、巴拉奇如德蘇木、巴彥花鎮(zhèn)、天山口鎮(zhèn)、烏蘭哈達(dá)鄉(xiāng)5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)18個(gè)露天采砂石區(qū)域,總面積0.647677 km2,歷史遺留采坑坑深在10~25 m,以積水坑、陡坡、礦渣堆積形成的山包等人工破壞景觀為主。露天采砂石挖損的草地,土層缺失,巖石裸露。地表植被主要為沙生雜草,覆蓋度低。

2 露天采砂石區(qū)域現(xiàn)狀和適宜性評(píng)價(jià)

2.1 研究區(qū)現(xiàn)狀

研究區(qū)位于赤峰市阿魯科爾沁旗境內(nèi)賽罕塔拉蘇木查彬塔拉嘎查,巴彥花鎮(zhèn)烏蘭蘇木村和沙日哈達(dá)村,巴拉奇如德蘇木達(dá)蘭花嘎查和石桌子嘎查,烏蘭哈達(dá)鄉(xiāng)雙山堡村和杏樹(shù)村,天山口鎮(zhèn)向陽(yáng)村、大黃羊洼村、大虎頭嘎村和小黃羊洼村。其中賽罕塔拉蘇木項(xiàng)目區(qū)內(nèi)采坑坑深在1.5 m左右。巴彥花鎮(zhèn)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)采坑坑深在2 m左有,礦渣堆積較少。巴拉奇如德蘇木項(xiàng)目區(qū)采坑坑深在2 m左有。烏蘭哈達(dá)鄉(xiāng)項(xiàng)目區(qū)采坑坑深在3.5 m左右,礦渣堆積較多。天山口鎮(zhèn)項(xiàng)目區(qū)采坑,坑深在3 m左右,礦渣堆積較少。在露天采砂石過(guò)程中,機(jī)械頻繁擾動(dòng)碾壓,土壤結(jié)構(gòu)組成、理化性質(zhì)和養(yǎng)分發(fā)生了變化,被損毀土地表現(xiàn)為土壤滅失或者僵硬板結(jié),砂礫石含量多,地面凹凸不平(圖1,表1)。

2.2 適宜性評(píng)價(jià)

本研究選取地形坡度、排灌條件、有效土層厚度、土壤質(zhì)地、降水量、區(qū)位條件(道路設(shè)施)、土地利用兼容程度8項(xiàng)參評(píng)因子進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)。沒(méi)每一評(píng)價(jià)單元有n個(gè)單因子加權(quán)評(píng)價(jià)指數(shù),則加權(quán)指數(shù)和可表示為:

其中:表示第j個(gè)評(píng)價(jià)單元最后所得到的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù);表示該單元在第i個(gè)評(píng)價(jià)因素中所得到的分值;表示第i個(gè)評(píng)價(jià)因素所占的權(quán)重(表2)。

最后根據(jù)加權(quán)值與復(fù)墾方向?qū)φ毡?,確定擬復(fù)墾土地的復(fù)墾方向,加權(quán)值與復(fù)墾方向?qū)φ毡砣缦卤?,參評(píng)單元土地質(zhì)量見(jiàn)下表4。

3 露天采砂石對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響

3.1 對(duì)植被資源的影響

露天采砂石主要是對(duì)草原區(qū)域內(nèi)地表土壤進(jìn)行剝離,簡(jiǎn)單粗暴開(kāi)采砂石獲得利潤(rùn),直接改變了草原區(qū)域地形地貌、植被覆蓋和土地利用狀態(tài),大部分形成了裸露采坑,個(gè)別區(qū)域形成季節(jié)性積水坑。開(kāi)采過(guò)程中土壤、砂石的轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存壓占大量的土地資源,改變土地利用狀態(tài)同時(shí)破壞了草原植被。區(qū)域內(nèi)植被生物量明顯降低,對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有較大影響,一方面很大程度降低了區(qū)涵養(yǎng)水源、水土保持、畜牧業(yè)等生產(chǎn)功能。二是破壞了草原植物,影響了植物動(dòng)物多樣性,尤其是開(kāi)采期間產(chǎn)生的粉塵影響植被正常的光合作用,阻礙植物生長(zhǎng)發(fā)育,很大程度上降低了區(qū)域生物量。甚至于受春季較為頻繁風(fēng)沙影響,露天開(kāi)采砂石產(chǎn)生的粉塵對(duì)較大范圍周邊耕地、林地、草地、水域的產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

3.2 對(duì)動(dòng)物資源的影響

經(jīng)調(diào)查,研究區(qū)內(nèi)的野生動(dòng)物種類(lèi)較少,沒(méi)有大型野生哺乳動(dòng)物,沒(méi)有野生動(dòng)物集中分布與棲息地,僅存有少許野兔、鼠類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)。鳥(niǎo)類(lèi)經(jīng)常在研究區(qū)域以外或不同生態(tài)環(huán)境之間活動(dòng),活動(dòng)范圍較廣,加之露天采砂石涉及范圍不大,因此鳥(niǎo)類(lèi)受到的影響較小。但是野兔、鼠類(lèi)、昆蟲(chóng)類(lèi)等動(dòng)物,受粉塵、機(jī)械噪聲等的影響,一定程度上在種群數(shù)量和多樣性存在減少,甚至滅絕的現(xiàn)象。

3.3 對(duì)土地資源的影響

露天采砂石對(duì)于地表的破壞主要表現(xiàn)在壓占和挖損兩方面。表現(xiàn)為地表原有植被和土層滅失,長(zhǎng)時(shí)間難以恢復(fù)原狀,巖石大面積裸露,水源涵養(yǎng)能力降低,造成很大程度的水土流失、草原土壤沙漠化。露天采砂石占用土地類(lèi)型主要是草地和林地,耕地較少,研究區(qū)開(kāi)采后基本處于自然恢復(fù)狀態(tài)。

3.4 對(duì)景觀生態(tài)的影響

草原生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能改變主要是受人類(lèi)干擾的結(jié)果,露天開(kāi)采區(qū)原有景觀以天然草地為主,空間連續(xù)性較強(qiáng)。露天開(kāi)采砂石后,形成新的工業(yè)景觀,改變?cè)袇^(qū)域的地形地貌,土地利用格局發(fā)生改變,生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生了明顯的變化。尤其是隨著無(wú)序任意性地開(kāi)采,原有的生態(tài)景觀被任意切割,區(qū)域斑塊破碎化、景觀協(xié)調(diào)性降低。從連續(xù)的天然草原景觀變成人工破壞后景觀,造成天然草原景觀在空間上的不連續(xù),影響天然草原景觀的連通性,阻礙生態(tài)系統(tǒng)間物質(zhì)和能量的交換,導(dǎo)致物質(zhì)和能量的時(shí)空分異,使區(qū)域地表景觀空間格局發(fā)生明顯改變。

4 結(jié)論與分析

(1)受露天采砂石工藝影響,簡(jiǎn)單粗暴的露天開(kāi)采模式在采砂石初期就對(duì)位于生態(tài)脆弱區(qū)的草原生態(tài)系統(tǒng)影響較大,露天采砂石開(kāi)采過(guò)程中,清除地表植被,剝離地表土層,建設(shè)生產(chǎn)生活設(shè)施,堆置建設(shè)垃圾,修建運(yùn)輸?shù)缆氛加么罅客恋?,形成大量的采坑,裸露邊坡、排土?chǎng)等破壞景觀,形成新的隆起和塌陷景觀,隨著開(kāi)采范圍和規(guī)模的增加,草原生態(tài)受損嚴(yán)重,草地景觀被割裂,原有景觀一致性和協(xié)調(diào)性逐漸滅失,形成割裂的草地斑塊景觀。

(2)露天采砂石區(qū)域原生自然景觀、植物群落、動(dòng)物群落受開(kāi)采影響造成群落嚴(yán)重破壞,停采后逐步形成新的群落和演替關(guān)系,以植物群落變化最為明顯,原有植物多樣性逐漸演變成單一植物群落。其中多年生草本植物被一年生草本植物代替,且品種多為單一的蒿草類(lèi)。

(3)由于阿魯科爾沁旗特殊地理位置和地質(zhì)構(gòu)造,表層土壤不厚,破壞后土壤滅失,恢復(fù)困難,只能外購(gòu)?fù)猎粗刂猛寥缹?,由于土壤源缺少,土壤恢?fù)重構(gòu)資金較多,且無(wú)法恢復(fù)到原有土壤層厚度和土壤質(zhì)量,下一步的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建難度較大。

(4)對(duì)于通過(guò)人工措施恢復(fù)下的生態(tài)系統(tǒng)建設(shè),今后需進(jìn)一步深入研究。

5 建議

根據(jù)露天采砂石礦區(qū)開(kāi)采后土地利用現(xiàn)狀,進(jìn)一步分析恢復(fù)的土地適宜性評(píng)價(jià),評(píng)估露天采砂石對(duì)土地利用和生態(tài)系統(tǒng)影響,結(jié)合周邊土地利用方向,選擇最適宜的復(fù)墾方式,有目的有計(jì)劃進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。在土地利用學(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論的基礎(chǔ)上,通過(guò)工程措施、生物措施將露天采砂石區(qū)域內(nèi)地表留存的廢石全部回填至采坑內(nèi),同時(shí)保持邊坡的穩(wěn)定,順坡就勢(shì),進(jìn)行土石方平整壓實(shí),再通過(guò)表層覆土,施入農(nóng)家肥和生物發(fā)酵肥,人-混播多年生禾本科牧草或者林木,提高植被覆蓋率、重建地質(zhì)地貌,引入多樣性的植被,逐步恢復(fù)受損的生態(tài)系統(tǒng)。本研究區(qū)域均為農(nóng)村集體工礦廢棄地,基本滿足城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤項(xiàng)目申報(bào)條件,如申報(bào)項(xiàng)目后實(shí)施后進(jìn)行指標(biāo)交易,按照現(xiàn)行交易價(jià)格5萬(wàn)元/畝計(jì)算,預(yù)計(jì)為當(dāng)?shù)卣?cái)政創(chuàng)收近5千萬(wàn)元。如不進(jìn)行指標(biāo)交易,可以解決阿魯科爾沁旗本地建設(shè)指標(biāo)。此外,對(duì)于研究區(qū)域內(nèi)其他范圍應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定、限制條件等規(guī)范露天采砂石管理。

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