矿山生态修复理论与实践
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矿山生态修复理论与实践范文第1篇
垃圾是城市的必然产物。在众多的垃圾处理方法中，卫生填埋法较为简便、经济。随着城市规模的扩大，填埋场进入城区的范围，直接影响城市的美观，尤其是垃圾填埋后腐烂分解产生的填埋气（如甲中国的土地中只有14%是适耕地，而人均耕地只有0.106hm2，远低于世界平均水平的0.236hm2(Lin＆Ho，2003)。近十年，随着经济的发展，矿山大规模开采、固体废弃物填埋等占用了大量土地，使得中国的适耕地越来越少，特别是矿山开采活动不但占用和破坏大量土地，而且在矿山开采和开采之后的长时间内还会通过粉尘、潜在的酸性废水排放、地表径流、滑坡、塌陷等过程再次污染及破坏土地，并使周边环境不断恶化(Wong，2003;白中科等，2006)。矿区水土一旦遭受污染破坏，其治理难度大、费用高、环境恢复时间长，甚至还会带来一系列社会问题。因此，矿区生态环境的修复是采矿业可持续发展中必不可少的一项任务。
矿山废弃地是一类特殊的退化生态系统，由于人为的巨大干扰，超出了原有生态系统的修复容限。根据其形成原因及组成，矿山废弃地可以分为四大类，其中修复难度较大的包括精矿筛选后剩余岩石碎块和低品味矿石堆积而成的废石堆、剥离物压占的陡坡排岩场/排土场、尾矿砂形成的尾矿库以及矸石堆积的矸石山(胡振琪等，2003;Li，2006)。从20世纪70年代开始矿山复垦工作以来，国内外开展了大量的修复研究与实践工作，针对不同种类废弃地的不同退化机制和性质，采取的修复及重建措施也不相同(Marrs＆Bradshaw，1982;Lietal．，2000;胡振琪等，2003;白中科等，2006)。本文在总结这些研究的基础上，着重对矿山废弃地生态修复中的基质改良和植被重建技术进行了分析，以期为今后矿山废弃地的生态修复提供参考。
1生态恢复与生态重建内涵
当生态系统在外界因素的干扰下，其结构和功能发生位移，原有的平衡被打破，系统的结构和功能发生变化而形成破坏性波动或恶性循环后，该生态系统则成为一类退化生态系统或受损生态系统。对于那些破坏强度大，系统自然功能基本丧失的退化生态系统来说，需要在人为干预或辅助下使其结构和功能逐渐恢复完善而达到一种新的平衡。对于退化生态系统的这种人工干预就称之为生态修复(ec-ologicalremediation)、生态恢复(ecologicalrestora-tion)或生态重建(ecologicalreconstruction)。最早的生态恢复工作始于1935年，在Leppold指导下，在美国Madison一块废弃地及威斯康星河沙滩海岸附近的另一块废弃地上开展了恢复工作，经过多年努力后成功创造了今天的威斯康星大学种植园景观和生态中心，这使得人们认识到，把过度放牧、侵蚀等致损因素造成的废弃地恢复到草原、森林在理论上和技术上都是可能的(米文宝和谢应忠，2006)。进入20世纪70年代后，对于退化生态系统的生态恢复研究逐渐发展起来，1973年3月，在美国弗吉尼亚理工大学召开了题为“受害生态系统的恢复”国际会议，第一次专门讨论了受害生态系统的恢复和重建等重要的生态学问题(Jordanetal．，1987)。1980年在Cairns主编的《受损生态系统的恢复过程》一书中将生态恢复定义为:恢复被损害生态系统到接近于它受干扰前的自然状态的管理与操作过程，即重建与该系统干扰前的结构与功能有关的物理、化学和生物特征。然而这一概念过分强调了恢复(restoration)，而对重建(reconstruction)一个新的生态系统未给予足够重视(米文宝和谢应忠，2006)。
实际上，要想将一个受损的生态系统恢复到原来未受干扰前的状态是不可能的。Bradshaw(2000)在回顾美国“生态恢复”(ecologicalreclamation)的历史时指出，生态系统的重要性是要强调生物多样性、永久性、自我持续性和植被演替性。对于退化生态系统的恢复应该是在人为干预或辅助下通过修复、改建、重建、复垦和再植等各种措施促使退化生态系统结构和功能不断完善，最终达到另一个生态平衡状态。1995年，美国生态恢复学会提出，恢复是一个概括性的术语，包含了改建(rehabilitation)、重建(reconstruction)、改造(reclamation)、再植(reve-getation)等含义。生态重建(reconstruction)并不意味着在所有场合下恢复原有的生态系统，生态恢复的关键是恢复生态系统必要的结构和功能，并使系统能够自我维持和平衡(李永庚和蒋高明，2004)。因此，生态系统的恢复不仅仅是简单地恢复几种植物或将裸地覆盖，它还至少应包括以下三方面:1)土壤养分积累与生物地球化学循环，包括对养分的滞留与损失、土壤的化学过程、有机物质的合成与降解等(Schaaf，2001);2)生物多样性的恢复，包括生物种类与功能是否达到开矿前或邻近自然景观的水平;3)植被演替方向与生态系统的自我维持能力(Bell，2001)。因此，生态恢复与重建不再是一个静态的概念，它是随着人们对退化生态系统研究的深入而不断完善和发展的。现代生态恢复与重建不仅包括退化生态系统结构、功能和生态学潜力的恢复与提高，而且包括人们依据生态学原理，使退化生态系统的物质、能量和信息流发生改变，形成更为优化的自然-经济-社会复合生态系统(米文宝和谢应忠，2006)。随着研究及认识的不断深入，生态恢复、生态重建的内涵将不断得到扩展和完善，其所包含的内容也将更深广。
2矿山废弃地生态环境退化特征
矿山废弃地是一类特殊的退化生态系统，在矿山开采时，矿山废弃地原有的生态系统遭到破坏，主要的生态问题表现为:表土层破坏，土壤基质物理结构不良、水分缺乏，持水保肥能力差，导致缺乏植物能够自然生根和伸展的介质;极端贫瘠，氮、磷、钾及有机质等营养物质不足或是养分不平衡;存在限制植物生长的物质，如重金属等有毒有害物质含量过高，影响植物各种代谢途径;极端pH值或盐碱化等生境条件，影响植物的定居;生物数量和生物种类的减少或丧失，给矿区废弃地恢复带来了更加不利的影响(Leisman，1957;Cornwell＆Jackson，1968;Li，2006)。针对矿山废弃地以上退化特征及其极端的立地条件，开展生态修复与重建的首要问题是进行矿区废弃地的基质改良。
3矿山废弃地基质改良技术
3.1表土覆盖技术
地表物质是植物生长的介质，植物生长立地条件的好坏，在很大程度上取决于地表性质。一般认为，回填表土是一种常用且最为有效的措施。表土是当地物种的重要种子库，它为植被恢复提供了重要种源。同时也保证了根区土壤的高质量，包括良好的土壤结构，较高的养分与水分含量等，还包含有较多的微生物与微小动物群落(Bell，2001)。卞正富和张国良(1999)以开滦矿区为实验点，进行了研究，结果表明，通过条带式覆土或全面覆土对矸石酸性的控制好于穴植覆土。Barth(1998)认为，覆土越厚越好，这样可以避免根系穿透薄薄的表土层而扎进有毒的矿土中。但是，覆土越厚，工作量越大，费用越高，而且在超过覆土厚度一定范围后，修复效果增长反而不显著。Holmes和Richardson(1999)研究表明，覆盖10cm厚的表土能使植物的盖度从20%上升到75%，覆盖30cm土层，植物盖度上升到90%，但这两种深度的表土对提高植物密度方面没有明显差异，甚至在播种18个月后，浅表土(10cm)上的植物密度要高于深表土(30cm)。Redente等(1997)在一个煤矿地比较了4个厚度(15、30、45、60cm)的表土后，发现覆盖15cm即可以取得较好的恢复效果。因此，表土的覆盖可以选择10～15cm厚度，而且应该依据种植的植物类型进行调整。回填表土所产生的改土和修复效果比较显著，但回填表土也存在较大的局限性，主要因为此项工程涉及到表土的采集、存放、二次倒土等大量工程，所需费用很高、管理不便，而且我国大部分矿区在山区，土源较少，多年采矿后取土也越来越困难，不少矿区已无土可取，一些矿山企业甚至花费巨资进行异地熟土覆盖(彭建等，2005)。这种做法既解决不了矿山长期使用土源问题，又破坏我国宝贵的耕地资源。因此，回填表土和异地熟土覆盖的基质改良方法只能在条件允许的矿区适用，在土源短缺的矿区，应该选择其他行之有效的基质改良措施。#p#分页标题#e#
3.2物理、化学基质改良技术
在废弃地恢复中通过克服一些物理因子的不足，如挖松紧实的土壤、进行矿地深耕、整理土壤表面等措施来改善矿区土壤环境也常在复垦实践中应用(Smith＆Bradshaw，1979)。研究表明，矿地恢复后的作物产量与翻耕深度呈良好的线性关系(夏汉平和蔡锡安，2002)。如果废弃地pH值过高或过低时，可以向其中添加化学物质进行中和。在碱性较大的矿区，可以投加FeSO4、硫磺、石膏和硫酸等;在酸度较大的矿区，施用石灰可以有效地提高pH值。胡宏伟等(1999)在Pb/Zn尾矿废弃地上铺盖厚约20cm垃圾与20kg•m－2石灰石，不但提高了尾矿pH值、降低了电导率，而且较有效地防止了下层尾矿的酸化，植物生长也较好。Ye等(1999)观测到，施用160kg•hm－2石灰能使基质的pH值从2.4上升至7左右。但是，这一改良措施只能在一段时间内有效。因为所添加的石灰量是根据土壤的有效酸度计算的，并未考虑潜在酸度和未风化的硫铁矿的进一步氧化(Schaaf，2001;夏汉平和蔡锡安，2002)。由于大部分矿山废弃地土壤物质中缺乏有机质、氮、磷等植物所需的营养物质，这就需要在矿山废弃地修复中不断添加肥料(Marrs＆Bradshaw，1982)。研究表明，矿地恢复初期，施肥能显著提高植被的覆盖度，特别是在无表土覆盖的矿地。Ye等(2001)观测到，每公顷施用80t以上的石灰配合施用100t有机肥，不仅显著降低土壤酸度、电导率和Pb、Zn的有效性，而且有效促进植物萌发，并使生物产量达最大值。然而，化肥的效果只是短期的，停止施肥后，植被覆盖度、物种数和生物量都会显著下降。可见，采用物理或化学措施进行矿地基质改良需要长期的人力、物力投入，较难管理，效果持续时间短。
3.3生物改良技术
在矿地的基质修复中也常用到一些生物改良措施，如向矿地引入一些生物和微生物(蚯蚓、藻类等)(Buttetal．，1993)。有研究发现，蚯蚓对土壤的机械翻动起到疏松、拌和土壤的效应，改善了土壤结构、通气性和透水性，使土壤迅速熟化;同时其排出的粪便，不但含有丰富的有机质和微生物群落，而且具有很好的团粒结构，保水保肥能力强，能有效促进植物生长发育(Curry，1998)。复垦时种植一些生命力强、根系发达的绿肥植物如紫花苜蓿、草木樨、三叶草等也可以起到熟化、改良土壤的作用(邹晓锦等，2008)。绿肥植物根系发达，主根深长2～3m，根部具有根瘤菌，根系腐烂后对土壤有胶结和团聚作用，改善了矿地基质的结构和肥力。如今，接种菌剂技术也应用在矿山废弃地的基质改良中，由于菌根真菌的活动增加了活性微生物菌群，改善了根际周围的微生态环境，可以明显提高复垦造林的成活率。有研究表明，应用菌根技术的试验区内植被品种的发芽、成活和生长效果都明显好于对照处理(边仕民，2004)。Noyd等(1996)把菌根真菌根内球囊酶(Glomusintradices)和近明球囊霉(G.claroi-deum)接种到牧草上，成功地恢复了矿渣地的植被，达到了修复和复垦的目的。虽然生物措施对改善矿山废弃地土壤环境有效，但这种效果较缓慢，特别是在极端贫瘠、恶劣的矿区。
3.4城市固体废弃物人工基质改良技术
风干污泥中氮(以N元素计)、磷(以P2O5计)、钾(以K2O计)的平均含量为4.71%、4.1%、1.5%，远远高于牛羊粪，单纯从养分含量来看污泥相当于一种养分含量颇高的有机肥料(陈萍丽和赵秀兰，2006)。研究表明，在草地上施用污泥后土壤中的许多营养元素的含量均有显著提高，牧草产量大大增加，覆盖在草地上的污泥还可有效防止土壤侵蚀和水土流失。粉煤灰是热电厂采用燃煤生产电力过程中排放的一种粘土类火山灰质材料，主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和未燃尽炭组成，一般pH高达12，与石灰一样可以起到钝化污泥中重金属及杀死病原菌的作用，而且粉煤灰中含有大量Ca、Si、B等微量营养元素(杨剑虹等，1997;Mitsunoetal．，2001)。将粉煤灰用作土壤改良剂可有效改变土壤质地、增加土壤持水能力、提高土壤pH值和增加土壤肥力(Carl-son＆Adriano，1993;彭建等，2005)。研究发现，将污泥等固体废弃物基质用于矿山废弃地修复时，随着污泥施用量的增加，废弃地中有机质含量会累积和提高，理化性质也发生明显的变化，通常为正相关变化，水土流失量也减少(Lietal．，2000)。广西省苹果铝土矿以选矿泥浆尾矿滤饼为主，添加适量粉煤灰，通过大豆培肥后用做采空区复垦工程中的修复基质，经过1年的培肥熟化期即可种植农作物，其产量可达到或超过当地农作物的水平，有效地解决了该矿区复垦土源不足的难题(罗秀光和马少健，2000)。因此，从环境建设的可持续发展出发，利用不同废弃物相互间互补的理化性质，将其合理配比，综合利用，使之成为适宜于植物生长的新型种植基质———“新土源”。将这种“新土源”用于矿山废弃地复垦，能迅速有效地提高矿山废弃地有机质、养分含量，提高植物的成活率和覆盖度，有利于迅速有效地恢复矿区植被，提高矿山废弃地土壤中微生物的活性，从而有效防止水土流失。同时它还避开了食物链，不会影响到人体的健康，具有良好的环境、生态、社会和经济多方面的综合效益。
4矿山废弃地修复中植被的再建
4.1植被自然演替模式
采矿活动过程中，矿区原有的植物群落被严重或完全破坏，据统计，我国因采矿直接破坏的森林面积累计达106万hm2，破坏草地面积为263万hm2(彭建等，2005)。虽然在废弃矿地自然演替过程中，某些耐性物种会逐渐侵入而实现植物定居，但这个过程是缓慢的(Dobsonetal．，1997;Bradshaw，2000)。如图1所示，排土场从裸地恢复到原来的植被至少需要20～30年，特别是进入羊草杂类草阶段非常困难(孙铁珩和姜凤岐，1996)。而对于一些立地条件极为恶劣的采矿废弃地，如铁矿排岩场、铁矿尾矿库等，如果不进行人工种植，其自然恢复过程会更长，甚至需要上百年时间(Anthony，1997;Brad-shaw，2000)。因此，矿山废弃地生态环境恢复与重建的关键是在正确评价废弃地类型和特征的基础上进行植被的恢复与重建，进而使生态系统实现自行恢复并达到良性循环。
4.2植物种类的选择
由于矿山废弃地立地条件极为恶劣，用于矿地恢复的植物通常应该选择抗逆性强(对干旱、潮湿、瘠薄、盐碱、酸害、毒害、病虫害等立地因子具有较强的忍耐能力)、茎冠和根系发育好、生长迅速、成活率高、改土效果好和生态功能明显的种类。禾草与豆科植物往往是首选物种，因为这两类植物大多有顽强的生命力和耐贫瘠能力，生长迅速，而且后者能固氮(Berdusco＆O’Brien，1999;陈志彪等，2002)。在禾本科植物中，狗牙根(Cynodondactylon)是被用得最早、最频和最广泛的物种之一。不过，Holmes和Richardson(1999)发现，狗牙根在人工模拟的采矿地应用效果不佳。黑麦草通常是一种多年生的适应性强的草类，生长迅速，对重金属Cu、Zn、Pb、Cd、和Ni有较强的吸收能力，其根系发达，有利于克服废弃地的干旱胁迫，因此在早期矿山废弃地植物修复中被广泛应用(Dijkshoormetal．，1979)。束文圣等(2000)研究发现，双穗雀稗(Paspalumdis-tichum)等重金属耐性植物在轻度改良的Pb/Zn尾矿上能够成功定居。近几年发现，香根草(Vetiveriazizanioides)和百喜草(Paspalumnotatum)对酸、贫瘠和重金属都有很强的抗性，适合用于矿山废弃地植被再建(夏汉平和蔡锡安，2002)。其中，香根草根系发达，还可以有效控制和防止土壤侵蚀和滑坡，对土壤盐度、Na、Al、Mn和重金属(As、Cd、Cr、Ni、Pb、Zn、Hg、Se和Cu)都具有极强的耐受能力(Yangetal．，2003)。代宏文和周连碧(2002)在铜陵Cu矿粗砂尾矿库边坡种植香根草等植物，植株长势好，覆盖度高，种植4个月后的植被总覆盖度达到95%以上。由于香根草适应性强，生长快，能有效改善种植地的微域生态环境，从而促进其他植物的生长，加速了采石场和其他矿山植被的恢复(方长久和张国发，2003)。但由于香根草属暖季型草，不适合北方较寒冷地区生长(可抗最低温度为－15.9℃)，目前在北方地区矿山废弃地修复中还没有应用实例。在豆科植物方面，Holmes和Richardson(1999)认为，首先应撒播非侵入性的、生长迅速的1年生乡土豆科植物。目前，一些草本豆科植物如三叶草(Trifolium)、胡枝子(Lespedeza)、沙打旺(Astragalusadsurgens)和草木樨(Melilotussuaveolens)等在全球很多矿地被广泛采用，大多取得良好的恢复效果。一些木本豆科植物如金合欢(Acacia)、胡枝子(Lespedezathunbergi)等也被广泛应用。另外，沙棘(Hippophaerhamnoides)虽不是豆科植物，但由于其有固氮能力，而且根系庞大，能固土护坡，涵养水源，已被中国政府列入改善生态环境的首选植物和先锋树种。一般矿地恢复过程中采用将豆科与非豆科植物进行间种，这样非豆科植物被促进生长的效果十分明显。因为植物通过共生固氮所获得的氮素是有机氮，与无机氮相比具有有效期长、易积累、又可通过微生物矿化转化成无机氮缓慢释放、易被植物吸收等优点。因此对于养分缺乏，特别是缺氮的矿地，豆科植物的种植尤为重要(Dobsonetal．，1997;杨修和高林，2001)。禾草与豆科的草本植物往往只是矿山退化生态系统恢复过程中的先锋种。根据植物群落学原理，物种多样性是生态系统稳定的基础。因此，在矿区生态重建中，使用混合种，特别是将乔、灌、草、藤多层配置结合起来进行恢复的效果要比单一种或少数几个种的效果好(张翠玲等，1999;夏汉平和蔡锡安，2002)。#p#分页标题#e#
4.3植物的修复作用
一般认为，植物修复主要是指对矿区土壤基质中重金属和某些有机化合物的净化作用，包括植物吸收(phytoextraction)、植物挥发(phytovolatiliza-tion)、植物降解(phytodegradation)和植物固定(phytostabilization)四方面(Chu＆Bradshaw，1996;Hutchinsonetal．，2001)。对于不同的矿山废弃地，根据其土壤基质污染程度、重金属种类，所选择的修复植物种类和修复机理是不同的(黄铭洪等，2001)。研究发现，在Pb/Zn尾矿上定居的雀稗(Paspalumthunbergii)、双穗雀稗(P.distichum)、黄花稔(Siderhombifolia)和银合欢(Leucaenaglauca)对Pb的吸收表现出不同模式:雀稗所吸收的Pb大部分被滞留在根部，使之较少影响地上部茎叶的光合作用及生长，从而使植物对重金属Pb更具耐性;双穗雀稗和黄花稔所吸收的Pb较多地被转移到便于收获移走的地上部分，因而具有较大的修复潜力;木本植物银合欢所吸收的Pb80%以上是积累在根、茎的皮和木质部分及枝条部分，只有15%左右分布在叶片中(张志权和黄铭洪，2001)。束文胜和张志权(2001)研究发现，鸭跖草(Commelinacommunis)是Cu的超富集植物，可用于Cu污染矿区土壤的植物修复与重建。杨肖娥等(2002)在浙江Pb/Zn矿区发现一种新的具有耐Zn特性的Pb富集植物———东南景天(SedumalfrediiHance)。薛生国等(2003)对湘潭Mn矿污染区的植物和土壤进行了野外调查，发现商陆科植物商陆(Phytolaccaacinosa)对Mn具有明显的超富集特性，叶片内Mn含量高达19299mg•kg－1。香根草不但生物量大，根系发达，对Cd的吸收能力也很强，在Cd浓度仅为0.33mg•kg－1的土壤上，能吸收218gCd•hm－2，因此，可用于修复Cd污染严重的矿区(Truong，1999;Chenetal．，2000)。另外，研究还发现，有一类植物虽然对重金属没有富集作用，但具有较强的耐受性，可以在重金属含量很高的土壤和水体中生长，其地上部分能保持较低并相对恒定的重金属浓度。节节草、狗牙根、营草、白茅等能在As、Sb、Zn、Cd等复合污染的土层中生长良好，可作为长江流域矿山废弃地植被恢复的先锋植物(宋书巧和周永章，2001)。研究发现，有近200种植物能够在不同类型的尾矿库上自然定居，对不同重金属表现出一定的耐受能力。
总之，在矿山废弃地修复中植被的作用是多方面的，植被的生长可加快废弃地碎岩及尾矿砂的风化进程，修复矿区受污染土壤，有效遏制水土流失，使矿区植被的立地条件逐步得到改善，利于其他植被的自然定居，同时还能有效阻滞矿区飞扬的矿尘，改善局域生态小环境，使生态功能遭到破坏的矿山废弃地能够最终实现自我修复，并逐渐达到一种新的生态平衡。
5结语
矿山开采带来的环境问题是生态修复研究中的一项难题，也是制约社会、经济可持续发展的一个障碍因素。对于矿山废弃地的修复多数是在矿山开采结束，废弃地闲置多年且生态环境问题极为严重后才开始。这样不但加大了修复难度，而且所需费用也成倍增长，恢复时间加长，修复效果也较边开采边修复的效果差，而且在矿山废弃地开采及废置的较长时间段内，尾矿尘、采矿废水、废渣对周边环境已经产生了很大的影响，污染范围和破坏程度均发生了扩展。因此，对于矿山废弃地的生态修复应该从源头开始，在制定矿产开采计划的同时就应该对矿山环境可能遭受到的破坏程度进行评估，并制定相应的修复方案。目前，虽然没有明确的法律规定，但这是矿产资源可持续发展的必然趋势。在今后矿山废弃地生态修复工作中，还应该特别加强以下研究:
(1)矿山废弃地生态修复或重建是一项长期持久的工程，不但需要在矿山开采之前就考虑好矿山开采后的修复方向，即修复目的的明确性，并在开采时对表土、植物种子库进行收集和保存，以便在开采后合理利用。同时还应该在矿山开采时对一些破坏强度不大的地区进行保护，制定边开采边恢复的计划，这样就会减小矿山开采后修复的难度，同时降低矿山开采后对周边地区造成的污染、破坏程度和影响范围。而且，在矿山废弃地生态重建过程中除了对植物的研究外，还应该开展矿区动物的研究。到目前为止，对于无脊椎动物在矿区生态恢复中的作用以及恢复后期对于大型动物的潜在影响目前还未见报道。
矿山生态修复理论与实践范文第2篇
关键词:矿产资源开发 环境保护 生态补偿 法律制度
中图分类号:F062.2 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2010)06-063-03
矿产资源是人类社会发展和进步的重要基础,然而,随着现代社会发展速度的加剧,人们对矿产资源的索取和依赖越来越大,相应的开发力度和对环境破坏的程度也越来越大。因此,如何减少和遏制矿产资源开采对环境的破坏,促进经济社会的可持续发展,便成为我们亟待解决的重大问题。虽然我国部分地方对资源开发的生态补偿做了有益的探索,但由于政策的易变和上位法的缺失,使得地方在矿产资源开发生态补偿上是“步履维艰”。
在当前的法律体系中对由矿产资源开发造成的环境污染和生态破坏都不存在真正意义的生态补偿,即便是具有补偿性质的资源税费也不具有补偿环境生态功能减损的性质,充其量不过是对矿产资源的资源价值的经济补偿而已。本文认为,针对矿产资源开发中多是市场行为的特殊性,得出矿产资源开发生态补偿应是以市场补偿为主导、政府补偿为辅助的补偿模式。其补偿范围主要包括对受损环境的生态功能的恢复和矿区丧失发展机会的居民的补偿,其资金来源主要由矿业企业和受益地区来支付。
一、矿产资源开发中生态补偿问题的提出
由于矿产资源作为自然资源的重要组成部分,一般存在于地球表面的岩石土壤圈,它不仅是支撑人类和其他一切有生命物体的必备环境要素,同时也是维持地球系统生态平衡的重要介质和载体。矿产资源开采造成的生态损害涉及气圈、水圈、生物圈和岩石圈,各种探矿和采矿活动都会对土地、水、植被、其它资源以及社区居民的权利造成不同程度的价值损失或损害。尽管可以通过严格的政府监管来使环境损害减量化,但一些外部环境损害仍不可避免。
故此,矿产资源的开发利用不能只像其他物质财富一样,仅仅追求占有、使用、受益的效率最大化即可,还需考虑到矿区这一生态系统的平衡以及水圈、生物圈、大气圈的其他部分的协同作用,不至于因不合理地开发利用而打乱生态系统的平衡,招致环境的破坏,引发人类的生存危机。我国对矿区生态环境补偿的探索与研究已有20多年,但仍处于摸索阶段。
二、我国矿产资源开发中生态补偿的现状及评价
1.我国矿产资源开发中生态补偿的现状。
(1)矿产资源开发综合治理的法规政策。近年来,我国十分重视建立和完善有关矿山资源综合利用和环境治理的法规,并已经逐步确立了土地利用规划、环境影响评价、环保“三同时”制度、勘探权和采矿权许可证制度、限期治理等法律制度。在已经出台的《矿产资源法》、《环境保护法》、《土地管理法》和《土地复垦规定》中,对矿产资源综合利用和矿山环境治理分别从不同角度提出了要求,并以此为基础在《矿产资源法实施细则》、《矿产资源保护条例》、《矿山环境保护条例》中强调了矿产资源综合利用和矿山环境治理的内容,提出实行矿山环境影响评估制度和矿山环境恢复保证金制度。例如:“开采矿产资源,必须遵守有关环境保护的法律规定,防止污染环境。开采矿产资源,应当节约用地。耕地、草原、林地因采矿受到破坏的,矿山企业应当因地制宜地采取复垦利用、植树种草或者其他利用措施。”在一些地方性立法中也有矿山环境保护的专门规定,例如《安徽省矿山环境保护管理办法》《陕西省地质环境管理办法》等。这些规定虽然是关于矿产资源开发过程中的环境保护问题,但均没有涉及生态补偿问题,没有明确补偿主体的认定、补偿标准的确定、补偿途径问题、补偿对象的确立、如何使用补偿费用,并建立起有效的生态环境效益补偿费来源和使用的监督机制。
(2)具有补偿性质的资源税费。我国与矿产资源相关的税费主要有矿产资源税和矿产资源补偿费,但这些税费在征收数额上远远不能满足对矿山环境保护的作用。从最初的设计目的来看,资源税费并未将资源开采造成的生态损害成本计入,主要是偏重于补偿资源自身的经济价值以及调节资源级差收入,或者重在解决资源耗竭性补偿问题,或者属于矿产资源勘探投资的对价,都不存在对生态的补偿问题。可见我国征收的矿产资源补偿税费只是对矿产资源开采所造成的资源经济价值损失的补偿而并不具有生态补偿的意义。
(3)生态补偿费征收情况。生态补偿费是由国家根据矿产资源吨矿或一定销售收入比例征收,并用于修复矿产资源开发造成的生态环境损坏的费用。中国最早的生态补偿费实践开始于1983年,云南省以昆阳磷矿为试点,对每吨矿石征收0.3元,用于开采区植被及其它生态环境破坏的恢复费用,取得了良好效果。20世纪9O年代中期进入了高峰,1989年江苏省人民政府制定并实施了《江苏省集体矿山企业和个体采矿业收费试行办法》,规定对集体矿山和个体采矿业开始征收矿产资源费和环境整治资金,征收标准为销售收入的2%~4%,并规定由环保部门管理和征收。各级地方政府征收的生态环境补偿费,为生态环境保护提供了有力的经济支持。广西利用征收的生态补偿费,开展了水土流失和农田污染的治理,取得了良好的效果。多年的实践证明,生态补偿费对于推进矿区生态环境的修复治理,增加矿区安全投入等都起到了积极的作用。
但从全国整体情况看,建立和完善生态补偿费的征收制度仍任重而道远,生态补偿费的征收存在很多问题:从以上矿产资源补偿费征收实践可以看到,资源补偿费的征收对矿区生态恢复和生态建设具有积极作用,但由于现有的矿产资源补偿费的征收依据是资源耗竭性补偿原理,征收标准过低,不仅没有充分达到资源耗竭性补偿,更没有体现资源耗竭过程中对环境污染和破坏造成的生态损失的补偿,无法维持矿产资源的可持续利用和良好生态环境。
2.对我国矿产资源开发生态补偿现状的评价。通过以上对我国矿产资源开发补偿的相关法律政策的规定及其性质的初步分析,可以得出这样的结论:正是由于制度上的缺陷,使现有的矿产资源补偿没有以“生态”为对象,都不是以矿产资源开发过程中生态功能恢复、维护、提升为目的而制定的。现有的矿产资源税、矿产资源补偿费、探矿权使用费和采矿权使用费,探矿权价款和采矿权价款,主要是偏重于补偿资源自身的经济价值以及调节资源级差收入,或者重在解决资源耗竭性补偿问题,或者属于矿产资源勘探投资的对价,都不存在对生态的补偿问题。因此,以上制度均不具有生态补偿的性质。
因此,笔者认为,在我国矿产资源及其相关立法中,还没有真正建立矿产资源开发生态补偿机制,矿产资源开发生态补偿法律制度严重缺失。虽然在国家政策法规的指引下,一些资源大省也作了有益的尝试并取得了一定的效果,但行政手段限于人力和财力,不仅不太现实,而且行政手段也最容易异化和被利用。协调人与自然之间的关系,解决代际、代内之间在利用矿产资源开发利用方面的利益冲突,这是整个法律制度所必须面对的挑战。长期以来我们在资源开发领域过分倚重政策调整而忽视了法律调整,使得矿产资源生态补偿的长效机制一直未能真正建立。目前我国矿产资源生态补偿规定大多是政策层面的,而且是政出多门,未形成完整统一的向社会公布的政策文件,这给我国矿产资源生态补偿活动的展开带来诸多障碍和限制。地方的生态修复治理工作由于缺少法律依据和科学政策的指引,地方生态补偿工作步履维艰,“谁破坏、谁治理”的生态修复治理原则得不到落实,最终承担环境破坏成本的仍然是政府和社会。社会公益原则[3]始终是国家规制市场经济生活的基本出发点和最终归宿,是国家对于市场经济的调控、政治政策干预及生活道德等等各个方面的诸多利益的综合,尤其是自然资源与生态保护,环境保护,城乡公共设施的建设,社会医疗卫生等等,都是相对于国家和集体、个人的特殊的独立的利益形态,即公共福利、公共利益。
实践证明有必要及时将其上升为法律规范,“补偿政策法律化”使矿产资源补偿制度名副其实地成为使受损权益得到恢复和弥补的一种法律手段和法律制度。强调法律制度在生态补偿中的重要性和权威性,对于整个生态保护和经济建设的可持续发展具有至关重要的意义。接下来我们就从法律的角度对矿产资源开发生态补偿的基本问题进行探讨研究,希望能为我国矿产资源开发生态补偿制度的早日构建扫除理论上的障碍。
三、矿产资源开发中生态补偿的法律内涵
1.矿产资源开发中生态补偿的定义。
(1)生态补偿的法律内涵。生态补偿是一个十分宽泛的概念,不同研究领域的学者对它从不同角度进行定义。从法律的角度,有学者认为生态补偿是指:“为了恢复、维持和增强生态系统的生态功能,国家对导致生态功能减损的自然资源开发或利用者收费(税)以及国家或生态受益者对为改善、维持或增强生态服务功能为目的而作出特别牺牲者给予经济和非经济形式的补偿。”也有学者认为,“生态补偿从狭义的角度理解就是指:对由人类的社会经济活动给生态系统和自然资源造成的破坏及对环境造成的污染的补偿、恢复、综合治理等一系列活动的总称。广义的生态补偿则还应包括对环境保护丧失发展机会的区域内居民进行的资金、技术、实物上的补偿、政策上的优惠,以及为增进环境保护意识,提高环境保护水平而进行的科研、教育费用的支出。”前者主要是从狭义角度对生态补偿进行的探讨,明确了生态补偿的目的、生态补偿的主体和对象以及生态补偿的依据;后者从狭义和广义角度对生态补偿进行了探讨。但它们的核心都是围绕对生态功能保护展开的,生态功能的破坏者和受益者均应提供补偿,以维持、改善和增强生态功能;同时也必须考虑对环境保护丧失发展机会的区域内居民进行的资金、技术、实物上的补偿、政策上的优惠等。
(2)矿产资源开发生态补偿的含义。目前,理论界对资源开发生态补偿有广义和狭义的理解。狭义的资源开发生态补偿是指对生态功能的补偿,即让生态保护成果的受益者支付相应的费用,解决好生态产品这一特殊公共产品消费中的“搭便车”现象,激励公共产品的足额供应;广义的资源开发生态补偿,不仅指对生态功能的补偿,还包括资源开发过程中对环境污染、破坏的补偿,即通过对污染和破坏环境的行为进行收费或对保护生态资源环境的行为进行补偿,以提高该行为的成本或收益,达到保护生态资源环境的目的。
矿产资源开发生态补偿是生态补偿理论在矿产资源开发过程中围绕对环境与生态保护的具体运用。本文所指的矿产资源开发生态补偿,是着眼于对“生态”的补偿,但不应局限于狭义,而应从广义上去解释,即是指因矿产资源开发,给矿区(矿业城市)的自然生态环境造成污染、破坏,环境生态功能下降而进行的治理、恢复、校正所给予的资金补偿,对矿区居民、矿业城市丧失可持续发展能力所给予的资金扶持、技术和实物帮助、税收减免、政策优惠等一系列活动的总称。具体包括以下三方面的内容:因矿产资源开采而给周围环境造成的污染、破坏的恢复治理,由矿产资源开发者和矿产资源利用受益者进行补偿;因矿产资源开采而给周围环境造成的污染、破坏导致矿区居民丧失发展机会,由矿产资源开发者和矿产资源利用受益者给予的补偿;因矿产资源的不合理定价而给矿业城市造成生态环境成本投入的损失,由其他工业城市(非矿业城市)对矿业城市作出补偿。
2.矿产资源开发中生态补偿的本质。既然生态补偿是通过对损害(或保护)资源环境的行为进行收费(或补偿),提高该行为的成本(或收益),从而激励损害(或保护)行为的主体,减少(或增加)因其行为带来的外部不经济性(或外部经济性),达到保护资源之目,所以我们可以得出生态补偿的本质就是一种利益协调机制。生态补偿机制通过对不同主体的经济利益和生态利益、生存利益和发展利益等利益进行动态的协调来达到多元主体的利益均衡。从而达到对生态环境的保护,区域发展的协调和社会人与人之间的和谐。
具体到矿产资源开发领域,我们先来分析矿产资源开发利用过程中的受益主体和受损主体。因矿产资源开发而受益的包括矿产资源的开发者、利用者即最大的受益者矿业企业,以及因资源的开发而受益的地区以及因使用初级矿产品而受益的特定个人;反之在资源开发过程中受损的主要有由于采矿行为被“开膛破肚”因而留下千疮百孔的矿区环境和因环境退化而丧失可持续发展机会的矿区居民。作为利益协调机制矿产资源开发生态补偿的本质就在于要使在资源开发过程中引发的不同的受益主体和受损主体的生态利益与经济利益和生存利益与发展利益之间进行动态协调使不同的利益冲突得以均衡。
3.矿产资源开发生态补偿的功能。关于生态补偿的功能,学界一般认为有以下三种:一是预防功能。该制度能有效预防和抑制环境问题的产生;二是引导功能。生态补偿不仅能直接改变行为的成本收益关系,而且能间接改变环境行为的背景和氛围,极大地改变环境行为的意识、动机、方式和工具,从而释放出极大的精神力量和道德力量;三是约束功能。生态补偿对环境问题制造者而言,是巨大经济负担,构成极大成本约束,迫使环境问题制造者加快调整行为方式和生产方式。具体到矿产资源开发生态补偿同样具有预防、引导和约束这三种功能。
(1)预防功能。目前,我国人动空间狭小,人口与资源环境紧密相连,使得矿产资源开发活动具有极强生态效应和社会效应,既可能影响生态环境,也可能干扰社会发展;既可能伤害社会财富和人体健康,又可能损害生态环境,导致人与人之间的矛盾和人与资源环境的矛盾。而矿产资源开发生态补偿通过向受损的矿区环境救济,能促使受损生态环境恢复和重建并有效恢复和改善生态质量,切断或抑制导致社会不稳定的生态根源和诱因;向受害人救助,弥补损失,使受害人损益平稳或略有盈利,能消除受害人不满和怨气,化解矛盾,切断导致生态退化的社会经济根源和刺激因素。
(2)引导功能。矿产资源开发的生态补偿不仅能直接地调控矿业企业利用环境行为的末端及后果,改变其行为的成本――收益关系;而且能间接地调控其对资源开发过程的心理、动机、思维、预期和价值判断等,改变环境行为的背景和氛围。并通过改变开发行为的意识、动机、方式和工具,从而培养其良好的环保意识能正确处理资源环境的经济利益和生态利益的关系。
(3)约束功能。矿产资源开发生态补偿对资源的开发者、利用者而言,是巨大经济负担,构成极大成本约束,迫使矿业企业加快调整其原有的粗放型的行为方式和生产方式。在大规模的矿产资源开发过程中,既会产生矿区环境的污染破坏,也会因此而对矿区居民产生预料之外的副作用和负产物,使他们因生态的破坏而丧失在矿区可持续发展的机会。在有些人受害的过程中,有些人则在过程中受益,成为受益者。矿产资源开发生态补偿要求其运用环境法学中著名的科斯定理为指导,以补偿为手段和媒介,要求环境问题制造者补偿损失;或者向受害者补偿损失,使其损益平衡,来消除环境问题解决过程中的矛盾和冲突,促进人与自然,区域经济社会的协调发展。
四、结论
虽然,我国环境保护法、矿产资源法及相关法律中对矿产资源开采过程中环境保护问题也做出了规定,但由于其并未涉及生态补偿而流于形式。借鉴国外矿山环境保护的先进经验设立矿山环境恢复治理保证金制度在一些地方取得了良好的效果,但由于上位法的缺失难以在全国范围内实施。因此,笔者认为,要有效解决矿产资源开发过程中不同主体的经济利益与生态利益和生存利益与发展利益的冲突,在法律上构建完善的矿产资源生态补偿制度是关键。而构建矿产资源开发生态补偿制度的关键是要解决好该制度所涉及的基本理论问题,为其建立扫除理论上的障碍。通过法律措施对受损的矿区环境进行修复和治理对受损的矿区居民进行补偿促使矿业与环境、人与自然、经济与社会的关系得以协调,这必将有力推动我国和谐社会的建设、社会公平的实现,加快我国法治社会建设的进程。
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矿山生态修复理论与实践范文第3篇
[关键词] 矿区；生态平衡；整治技术
[中图分类号] X171.4 [文献标识码] A
我国是世界上煤炭产量最大的国家，煤炭作为我国的主要能源，约占一次能源构成的74%，为我国国民经济的高速发展提供了重要支撑。但近年来由于矿产煤炭资源开采等高强度干扰的负效应导致环境质量明显下降，由于直接挖损、采掘引起地表沉陷和煤矸石堆积等原因，破坏和占用大量的土地，使本已十分脆弱的自然生态系统不断退化，矿区退化生态系统稳定性差、自我调控能力低，产生诸如耕地数量急剧下降、农作物减产、生态环境恶化等形式的退化，表现出极端的脆弱性，甚至已威胁到矿区生态安全，同时也给人体健康带来直接或间接的负面影响（胡振琪，2009，2010）。因此，基于以往研究提出矿区土地生态整治关键技术，将为矿区土地生态整治提供科学依据。
1 矿区土地生态整治研究进展
发达国家对矿区生态修复与调控技术研究非常重视。美国平均每年采矿占用土地4 500 hm2，其中47%已得到整治，1970年以来其生态治理率也达到70%左右；英国的土地生态恢复率达到87.6%；德国生态治理率达53.5%；澳大利亚矿区生态恢复与土地生态整治被认为是世界上先进的。我国矿区土地复垦与生态整治工作起步较晚，直到1989年《土地复垦规定》的生效实施，土地复垦才被真正得到重视。目前，我国的土地复垦与生态恢复工作发展迅速，已复垦土地34万hm2，复垦率已达12%。近年来，我国土地复垦与生态重建研究在土地破坏机理、复垦土壤生产力模型、土地复垦界面演替、残余变形预测、矿山区域土地与生态价值评价等以及非充填复垦和充填复垦技术方面取得了较大进展（胡振琪，1997，2001，2009，2010；白中科，1997，2004；卞正富，1998，1999，2000）。土地复垦与生态恢复研究内容更加注重生态与环境问题和生态持续能力的恢复，矿区土地生态整治将得到深入研究和推广；农林科学、生态学和环境科学等领域的研究成果也不断被引入土地生态整治中，使复垦土地重构、重新植被、土壤改良、侵蚀控制等技术更加科学高效（胡振琪，1997，2001，2009，2010；白中科，1997，2004；卞正富，1998，1999，2000；秦文展，2010）。
矿区土地退化是当今土地与生态环境科学领域研究的重要内容。国内外相关研究主要集中在研究退化土壤的定向培育技术，人工土壤构造技术，复垦土壤的侵蚀控制，污染土地适宜的覆土厚度，污染土壤生物修复技术等方面（胡振琪，2001，2009，2010；白中科，1997，2004；卞正富，1998，1999，2000）。目前，国内外矿区土地生态整治工作主要集中在工程处理、受损土壤物理处理和化学处理、生物处理以及矿区景观研究、主要污染治理和生态恢复技术包括开采沉陷预防及控制技术、煤矿塌陷区地表恢复及复垦技术、煤矸石山植被覆绿及景观重建技术、水资源综合利用技术、矿区环境综合治理技术及其应用等（胡振琪，1997，2001，2009，2010；白中科，1997，2004；卞正富，1998，1999，2000；李树志，2000）。
2 矿区土地生态整治关键技术
2.1 矿区植被恢复技术
植被作为矿区生态系统的重要组成部分，在很大程度上决定着矿区土地退化的进程和逆转，是矿区生态系统演化的主要指征之一，因此，生态系统退化阻控与恢复的核心问题最终归结到退化生态系统植被生态保育上。筛选适应矿区生态环境的适生植物是合理重建矿区植被的重要前提。一般地，所选植物应具有较强的适生性、固氮潜力、成活率和发达的根系。植被栽植应注重工程设计，更应重视植被保护及管理。
2.2 人工土壤重构技术
土壤重构是在重塑地貌的地表再造一层人工的土体，以便于种植。复垦土地往往缺少熟化的表土或土壤贫瘠，一些人造表土可作为自然表土的改良剂或直接作为表土使用（胡振琪，2005）。
2.3 沉陷地貌重塑技术
沉陷地貌是由于采矿运走了埋藏于地层内部的矿体和部分围岩，或者采矿的同时将地下水疏干，原来的力学平衡被打破，上部岩石发生弯曲变形，重新形成新的应力张力平衡，使地面下凹而形成的再塑地貌。与挖损地貌不同的是，沉陷地其地表物质组成不变，只是地面下沉呈坑状、凹型盆地，同时在四周出现裂隙。针对不同的沉陷地貌，可以采用煤矸石填充法复垦，作为农田进行再种植，或者作为迁村用地或路基。地貌重塑是土地复垦与生态重建的基础工程（汤惠君，2004）。具体的工程技术常见的有梯田法复垦技术、疏排法复垦技术、挖深垫浅法复垦技术、泥浆泵充填复垦技术、利用粉煤灰（矸石、塘泥）造地复田技术等。
2.4 生物修复技术
矿区生态恢复主要的生物技术措施包括植物修复和微生物修复。植物修复主要是利用超富集植物对重金属的吸收作用把重金属由地下转移到地上部分，收割地上部以降低土壤中重金属含量。另外，利用重金属耐受型植物稳定修复也是较好的途径。豆科植物是理想的先锋植物，可加速脆弱矿区生态演替（黄铭洪和骆永明，2003）。
微生物修复是指利用微生物的代谢活动降低土壤中有毒有害物的浓度或使其无害化，从而使污染土壤环境尽可能恢复到原始状态的过程（黄铭洪和骆永明，2003）。近年来，关于丛枝菌根（AM）真菌在矿区土地生态整治中的应用研究越来越深入。是自然界中普遍存在的一种土壤微生物，90%以上的陆生有花植物都能与它形成共生体系。丛枝菌根能够促进植物吸收利用矿质养分和水分，提高作物抗逆性和抗病性，改良土壤结构，增强土壤肥力，提高苗木移栽成活率，促进植被恢复，丛枝菌根的这些生理生态特性使得菌根技术具有克服矿区生态重建中氮、磷及有机质含量极低、土壤结构不良、持水保肥能力差、极端值、干旱或盐分过高引起的生理干旱等潜力。在受损的生态系统中人为地引入AM真菌接种剂，能够加速被破坏生境中植被的恢复。在长期世代演替的自然生态系统中，AM真菌是其结构发生变化的一个重要调节因子，已被认为是矿区、退化草场等生境植被恢复的“生物调节剂”。迄今为止，已有很多关于应用菌根生物技术恢复退化生态系统的成功范例。澳大利亚在矿区土地复垦中广泛地使用了菌根生物技术。在煤矸石山和矿区塌陷地栽培植物时接种AM真菌，不但提高了植物的成活率，而且提高植被盖度，增加了物种丰富度，对植物生长具有明显的促进作用，对土壤具有一定的改良效应，提高了生态系统的稳定性（毕银丽等，2007，2008，2010；杜善周等，2008）。大量的试验已经证明在被扰动生境的恢复过程中，外来菌种的引入和土著菌种的培育可以增加植物的产量，也可以促进原生植被恢复。
2.5 化学改良技术
多数矿区退化土壤缺乏有机质和矿质营养元素。整治土地未来利用方向为农林业的，其首要前提是培肥土壤。有机废弃物可作为土壤添加剂，同时可通过螯合作用降低其毒性。包括化肥等无机添加剂也可有效改善土壤肥力特性，大部分矿区废弃地缺乏N、P等营养物质，一般添加肥料或利用豆科植物的固氮能力来提高土壤肥力（黄铭洪和骆永明，2003）。
2.6 景观恢复技术
采矿迹地是剧烈人为干扰下的一种特殊景观类型，是人类为获得矿产资源而对土地进行剧烈改造的区域。基于景观生态规划与设计的生态重建就是使采矿废弃地具有具体利用方式和一定水平的生产力，维持相对稳定的生态平衡，与周围景观特征相协调，最终达到生态整体性目标。矿区废弃地有多种类型，不同类型具有不同的生态重建途径。矿区废弃地隶属各种尺度的景观类型，基于景观生态学原理设计科学的景观格局和适合的生境条件，即依靠景观生态规划与设计实现生态重建目标（龙花楼，1997；陈秋计，2006；谢宏全，2007）。通过土地整治和生态建设提高自然和半自然生境的面积，增加土地利用的多样性和景观要素的镶嵌性，以提高农田的生物多样性保护和景观娱乐休闲功能。
农田景观恢复施工技术。矿区开采沉陷量不大或开采下沉后土地坡度变化较小的非积水塌陷区。采用直接平整利用或自然恢复利用的方式：积水较少区利用煤矸石、粉煤灰等固体废弃物进行充填复垦；积水较深区域，采用挖深垫浅法，建立塘基式农田；未稳定沉陷区采用预复垦。
另外，对于位于沉陷区的村落，可采用村落恢复技术，在新农村建设中注意保护、规划村落，发展中心村，节约用地，维护乡村特色。矿山尤其是露天矿采矿时常常会破坏山体，可采用山体恢复技术对山脊生态廊道进行修复，保持山脊线的自然连续性，并尽可能留出更宽的视线通廊。
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矿山生态修复理论与实践范文第4篇
[论文摘要]开展生态修复研究与实践，应理清环境、生态、环境生态、生态恢复、生态建设、生态工程等与之相关的一些概念及科学内涵，避免概念上的混乱。我国的生态工程与国外的环境生态修复和生态恢复有较大差别，将生态学应用于农林水等生产领域，是我国生态工程研究与实践的突出特点。流域生态修复是今后生态修复的发展方向，水土保持工程是建设项目生态修复的主体;当前亟待开展生态修复机理、生态修复潜力、生态修复指标体系等方面的研究。
在人与自然和谐相处，人口、资源和环境协调发展战略思指导下，水利部提出了“加强封育保护，充分发挥生态自我修能力，加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。全水土保持生态修复试点启动后，各地因地制宜，采取措施，加配套，积极开展封山禁牧、轮封轮牧，努力探索和总结生态修的技术和经验。生态修复已为水土保持工作者所熟知，但其学涵义及有关问题尚待明确和研究。现对生态修复的若干关概念、理论及有关问题作一讨论，以期达到抛砖引玉之目的。
1 生态修复相关的重要概念和理论
1.1 环境与生态
广义上讲，环境是人以外的一切事物的总和，如现代人居环境即为广义的环境概念;狭义上讲，环境是影响有机体生长、发展和生存的外界物理条件的总和。生态系统简称生态，是有生命的主体(包括人类)与无生命的客体的总和。研究有机生命体与无机环境关系的科学称为生态学，研究生命体以外的无机环境的科学称为环境学。生态修复的研究与实践离不开环境学和生态学，而后者尤为重要。
1.2 生态环境与环境生态
生态包括环境，“生态环境”的说法是不科学和难以理解的，可以牵强地理解为与生命体最密切相关的环境。我国所谓的生态环境实际就是生态，准确地讲“生态环境建设”应为“生态建设”[1]。生态修复是对生态系统的修复，故不能称为生态环境修复。
环境虽然是无机的，但完全从无机角度理解环境是不完整的。特别是自然环境，本身是生物体或生物群体周围的整体状况，只有应用生态学原理研究、认识和理解环境，才能更有效地解决环境问题，这就是环境生态学。环境生态作为概念不易理解，但环境生态学无疑是科学的，他对生态修复理论和技术的形成起到了直接的推动作用。
1.3 干扰与生态演替
自然界发生的大大小小的事件，如火灾、水灾、泥石流、虫害、大风、人类活动等，改变着生态系统的结构与功能，这些事件称之为干扰。干扰可分自然干扰和人为干扰。干扰促使某一相对稳定的生态系统发生变化，旧的环境和物种破坏了，新的环境和物种又会产生，并在一定时间内维持其相对稳定。在没有严重干扰的情况下，自然生态系统会定向地、有秩序地由一个阶段发展到另一个阶段，这称为生态内因演替。演替的结果，最终会出现一个相当稳定的生态系统状态，这称为顶极稳定状态。每一演替阶段有其特定生物群落特征，顶极稳定状态的群落称为顶极群落。干扰常使生态系统受损并改变，称为外因演替。生态系统正常演替总是从低级向高级发展，而干扰使演替进程发生变化，严重时，如人类大规模活动，则使生态系统向相反方向演替，这称为逆序演替。生态修复就是使扰生态系统的逆序演替转向正常演替[2]。
1.4 生态稳态与生态阈值
生态系统不是绝对平衡的，而是永恒地发生着演替，旧的平衡打破了，新的平衡就会产生，当演替到顶极状态时，在很长时间内将处于相对稳定状态，即稳态。生态系统动态平衡中的稳定状态，称为生态稳态。稳态生态有相当强的自我调控能力，在干扰作用下虽不断地振荡和变化，但只是量变;当干扰严重并超过其调控能力时，系统将发生质变、崩溃，而走向逆序演替，甚至不可逆演替。稳态生态抵抗干扰的自我调节能力的限度称为生态阈值[2]。只有研究生态稳态和生态阈值，才能确定修复生态系统的类型、区域、难易程度、时间周期，并确定合理的修复指标。
1.5 人与自然共生理论
人与自然共生和和谐相处，是人类对“自然改造论”深刻反思后产生的新认识。人是自然生态系统的组成部分，不是其对立面，脱离生态规律的自然改造，损害了自然生态系统，必然损害人自身。人与生物、生物与生物之间存在着互利互惠的共生现象。任何形式的自然改造必须建立在人与自然共生的基础之上。F.Vester基于共生现象的研究，总结了人类系统与生物系统之间生物控制的8条规律。据此研究，生态学家提出了以最小能量输入和最小物质消耗以保证生态系统自我调节和恢复能力的生态设计原则。这也是生态修复规划设计的指导思想。
2 国外的环境生态修复与生态恢复
修复的本意是对错误和缺陷进行纠正的作用或过程，修复最早从污染环境治理角度被定义为:借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。环境生态修复起源于环境修复，生态恢复又受环境生态修复的影响。
2.1 环境修复与环境生物修复
环境修复是对被污染的环境采取措施使污染物浓度降低到未污染前的状态。早期的环境修复主要采用工程技术手段，以后采用物理和化学手段。1972年美国尝试采用微生物生命代谢活动降解管线泄漏造成的汽油污染，1989年对Exxon Val-dez油轮泄油造成污染的阿拉斯加海海面进行修复(阿拉斯加研究计划)，从而出现了环境微生物修复技术，后来出现了环境植物修复技术，最终形成了环境生物修复技术。环境生物修复被定义为利用生物生命代谢活动降解被污染环境的污染物，并使之无毒化和无害化。
2.2 环境生态修复
20世纪60年代，美国生态学家H.T.Odum提出生态工程概念，受此启发，欧洲一些国家尝试应用研究，并形成所谓“生态工程工艺技术”，实际属于清洁生产的范畴。随着生态学与环境生态学的发展，90年代美、德等国家提出通过生态系统自组织和自调节能力来修复污染环境的概念，并通过选择特殊植物和微生物，人工辅助建造生态系统来降解污染物，这一技术被称为环境生态修复技术。由于生态系统的复杂性，该技术至今还不成熟，国外的环境生态修复也只是对轻度污染陆地的环境修复，最典型的事例就是通过湿地自调节能力防治污染。这与我国的生态自我修复有很大差别。
2.3 生态恢复
矿山生态修复理论与实践范文第5篇
1相关文献回顾
围绕离子型稀土资源开发政策的相关研究主要包括离子型稀土矿资源储量的圈定、离子型稀土生产工艺的比较以及矿山环境治理与生态恢复的措施等方面。
1.1离子型稀土矿圈定方法和资源储量估算离子型稀土矿中稀土元素呈离子态吸附于土壤之中，具有分布散、丰度低，品位分布不均匀的特点。赖兆添等（2010）认为目前还未掌握离子型稀土矿浸矿“盲区”损失的规律，因此损失量估算较难测定[1]。丁嘉榆等（2013）认为在离子型稀土矿床勘查工作中，没有必要进行稀土单元素评价。工业资源储量的计算以“全相”稀土为依据，但可利用的“离子相”稀土只占稀土储量（资源量）的一部分，“离子相”稀土储量不容易估算准确[2]。邓茂春等（2013）认为风化壳离子吸附型稀土矿床的勘查评价方法与其采矿工艺和当前稀土价值不符，应在稀土单元素圈矿的基础上进行综合评价[3]。此外，赵汀等（2014）认为离子吸附型稀土矿勘查采用地质块段法估算储量这会影响储量估算结果，而采用克里格法的计算结果与实际勘探数据比较基本相符[4]。从相关文献可知，目前关于离子型稀土矿圈矿和资源储量估算的还未形成一致观点，资源存量也不容易估算准确。
1.2离子型稀土开采工艺的比较在全复式复杂类型离子矿地质条件的矿体，尽管可通过人造底板或其他防渗漏、收液等技术以提高资源回收率，但效果仍不理想[5]，稀土开采存在盲区以及母液渗漏较难控制等表明原地浸矿方法受地形与地质条件限制[5][6]。因此，稀土开采选用何种工艺需因地制宜，不“一刀切”地推广原地浸矿，以免浪费资源[7]。李春（2011）认为对中钇富铕“鸡窝状”严重的稀土矿山，采用原地浸矿工艺存在一定难度[8]。池汝安等（2012）认为堆浸工艺和原地浸出工艺各有优劣，在矿体有假底板和无裂隙的矿床中，优先推广原地浸出工艺.对于矿体没有假底板或有裂隙的矿床，应结合土地平整和尾矿复垦，优先推广堆浸工艺[9]。刘勇（2014）认为原地浸矿过程中浸矿液向地下水中的渗漏量受注液量、注液速率、含矿岩体性质、底板裂隙发育情况等多种因素影响，不易确定精确的渗漏量[10]。从稀土矿开采对资源环境的影响来看，堆浸工艺和原地浸矿工艺均有其优缺点，开采工艺政策应根据堆浸、原地浸矿工艺的适用条件分类制定。
1.3矿山环境治理与生态恢复管理及法律制度国外矿山环境治理主要从矿山环境保护法规、矿山环境管理体制、矿山环境影响评价制度、矿山环境恢复保证金制度、矿山环境许可证制度、矿山环境恢复治理计划以及矿山环境监督检查与强制执行制度等方面严加管理，并制定严格的法律制度[11][12]。国外对矿山环境恢复的标准与技术要求很高，例如，在土地复垦中，美国要求遵循“原样复垦”的基本原则，按采矿前土地的地形、生物群体的组成和密度进行恢复，而且对复垦所需要的填充物进有具体规定，并有专门的技术管理部门负责检查监督。加拿大要求矿区恢复在勘探、开采和闭坑等每一个阶段都要进行，要求空气、土地、水、生物恢复到一个可接受的状态，或接近于采矿活动之前的状态。澳大利亚矿山在开采前要有中介机构对矿区植物种类、数量和分布等进行调查分析，矿山在剥离表土时，须把适合于植物生长的腐植土单独堆放，以便复垦[13]。针对矿山环境保护和治理，我国出台了土地复垦制度、“三同时”制度、环境影响评价制度、排污收费制度、排污许可证制度以及实矿山生态环境保护与治理恢复保证金制度等，但是存在矿区环境保护制度条款分散，可操作性较差以及执法部门有法不依或执法不严，环境监管部门监管不力等问题[14]。尽管有较多国内外文献对矿山环境治理、离子型稀土生产工艺等进行研究，但是如何基于离子型稀土资源环境保护的视角，针对离子型稀土资源开发和相关政策存在的不足研究资源开采政策导向的研究还没有。
2离子型稀土资源开发的基本特征及面临的主要问题
2.1离子型稀土资源开发的基本特征（1）离子型稀土矿床底板发育程度的不确定性。离子型稀土矿基岩发育完整程度的不确定性。离子型稀土矿为地面的风化花岗岩或火山岩风化壳，大多海拔小于550m、高差60～250m的丘陵地带，以平缓低山和水系发育为特征，矿床厚度为5～30m，一般为8～10m。矿体自上而下较明显地分为腐殖层（含残坡积层）、全风化层、半风化层以及基岩，稀土主要赋存在全风化层[15]，若采用原地浸矿工艺，则利用基岩作“天然底板”进行收液。由于以现有技术很难精确探测出基岩天然底板存在的节理、裂隙或断层具体情况，因此，离子型稀土矿基岩发育完整程度的较难探明在生产实践中制约了原地浸矿工艺的推广。（2）离子型稀土矿山资源储量不易估算。离子型稀土矿床品位普遍较低，通常稀土含量只有0.03%～0.3%[15]，整个矿区各个山头的稀土品位的变化无明显规律，其品位差别很大，可达2～6倍[16]，因此，离子型稀土矿资源储量很难估算准确。（3）矿山服务年限短。离子型稀土矿一般采用堆浸或原地浸矿工艺进行开采，由于矿床赋存浅，生产工艺较简单，因此，大多矿山1～3年就开采完，矿山服务年限较短。
2.2离子型稀土资源开发面临的主要问题（1）采用原地浸矿工艺矿山的监管问题。采用原地浸矿工艺的矿山其资源漏损和地下水污染不易监管。矿山稀土储量难以准确测算，矿床底板发育程度也难探明，容易造成资源渗漏和底下水污染，因而，不利于矿山资源漏损和地下水污染的监管。（2）离子型稀土矿价值的合理利用问题。2011年5月，国务院出台的《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》（国发〔2011〕12号）提出“有效保护和合理利用稀土资源，促进稀土行业持续健康发展”。对于绝大部分离子型稀土矿山来说，不具备原地浸矿工艺所要求的底板发育完整的条件，如果绝大部分矿山被封存，则其价值无法利用，这将影响到整个稀土产业的发展。因此，离子型稀土矿价值的合理利用显得尤为重要。（3）不同开采工艺条件下的生态环境破坏形式取舍问题。一方面，尽管离子型稀土矿开采采用原地浸矿生产工艺较少破坏矿山地表植被，且采后3～5年内地表植被基本自然修复如初，但是因矿床底板发育程度不确定带来的溶浸剂渗漏底板的风险较大，容易造成溶浸液污染地下水以及资源渗漏流失。另一方面，离子型稀土矿开采若采用堆浸开采工艺，则“搬山式”开采运动将造成地表植被的严重破坏，然而，开采造成的资源损失和生态环境破坏风险可控。由于目前尚未发明新的离子型稀土矿开采工艺，因此，如何在这两种开采工艺中进行选择是当前及今后离子型稀土资源开发亟待解决问题。
3国家现有离子型稀土资源开发政策及存在的问题
3.1国家现有离子型稀土资源开发政策现有离子型稀土资源开发相关政策主要包括《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国环境保护法》及《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》等，具体如表1所示。相关政策由国家政府相关部门，内容涉及稀土行业准入、开采（生产）工艺、资源回收利用指标、稀土储备、矿山环境治理与生态恢复技术要求及保证金制度等方面。
3.2离子型稀土资源开发政策存在的问题从离子型稀土资源开发现有政策来看，涵盖内容比较全面，但是仍存在尚需完善之处，主要体现在以下几方面:（1）有关政策与矿产资源及环境保护法律抵触。《中华人民共和国矿产资源法》明确要求矿产资源开采须采取合理的开采方法和选矿工艺，《中华人民共和国环境保护法》规定“严禁通过暗管、渗井、渗坑、灌注，或者不正常运行防治污染设施等逃避监管的方式违法排放污染物”。然而，《稀土行业准入条件》、《国土资源部关于贯彻落实〈国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见〉的通知》及《中国的稀土状况与政策》规定“离子型稀土矿开发应采用原地浸矿生产工艺，禁止采用堆浸、池浸等工艺”。从生产实践反馈和理论分析来看，堆浸和原地浸矿开采工艺有其适用条件，原地浸矿工艺存在较大的不确定性，全面推行原地浸矿工艺将可能造成资源永久性漏损和地下水污染，“禁止堆浸工艺，推行原地浸矿工艺”的“一刀切”政策存在不足。（2）稀土管理法律法规不完善，责任主体未受充分监督，惩罚措施不够严厉。矿山开采与环境治理和生态恢复脱节，项目审批流程不够透明，责任主体的得不到媒体、群众的有效监督，环境污染和生态破坏问题暴露不及时。此外，环境污染等惩罚措施大多为经济罚款，缺乏震慑力。（3）部分政策文件中要求的指标不科学。《稀土资源合理开发利用“三率”最低指标要求（试行）》中对不同生产工艺的开采回采率有其规定，然而，以目前的资源储量方法很难准确估算出资源储量，因此在无法明确资源储量的前提下开采回采率约束指标已无意义，尤其对采用原地浸矿工艺的矿山来说，该指标只能作为参考。
4离子型稀土资源开发政策导向建议
我国离子型稀土资源开发政策内容较完善，但是环境治理和生态恢复等方面的问题比较突出，针对离子型稀土资源开发政策存在的问题，提出以下政策完善建议：
4.1修订《中华人民共和国矿产资源法》《中华人民共和国环境保护法》已于2014年修订，而颁布于1986年、修订于1996年8月的《中华人民共和国矿产资源法》至今近20年，其条款需要进一步完善。建议增加引入第三方评价机构的条文，明确责任主体的无限连带责任。资源储量评估、矿山治理和生态恢复方案编制、矿山治理和生态恢复的验收等引入第三方机构，并明确责任主体的无限连带责任。
4.2修改相关政策条款（1）修改相关政策文件中关于离子型稀土堆浸、原地浸矿工艺的条款。不应将堆浸工艺列为淘汰工艺，建议离子型稀土堆浸、原地浸矿工艺的使用因地制宜，根据生产工艺的适用条件和矿山地质、地形、地貌等确定。（2）根据不同工艺规定开采回采率、选矿回收率和采选综合回收率。由于资源储量很难估算准确，而且离子型稀土原地浸矿工艺具有“采选合一”的特征，因此，将离子型稀土堆浸、原地浸矿工艺的“开采回采率、选矿回收率和采选综合回收率”区别规定。堆浸工艺以选矿回收率指标为主，开采回收率和采选综合回收率指标为辅，且建议将选矿回收率指标提高到97%以上；原地浸矿工艺以生产用水循环率指标为主，采选综合回收率指标为辅，并将生产用水循环率指标提高到98%以上，采选综合回收率提高到85%以上。
