我国矿山土地复垦研究现状与发展趋势

如题所述

改革开放20年来,我国土地复垦经历了从自发性零星复垦到自觉性有计划复垦,从单一型复垦到多形式复垦,从无组织到有组织,从无法可依到有法可依的巨大变化。1988年国务院颁布的《土地复垦规定》实施以后,复垦工作得到了全社会的高度重视。目前全国矿区土地复垦率为12%,其中煤炭企业约10%,黑色金属约23%,有色金属约8%,砂金矿约24%。土地复垦工作的广泛开展也有力地推动了土地复垦技术理论的发展。

一、土地复垦技术

经过10多年的研究,复垦方法从”一挖二平三改造”的简单过程处理发展到基塘复垦、疏排降非充填复垦、矸石和粉煤灰等充填复垦、生态工程复垦和生物复垦等多种形式、多种途径、多种方法相结合的复垦技术体系。其中研究最多的是复垦的规划技术和复垦的生物技术,研究较为成熟的有泥浆泵复垦技术和煤矸石充填压实技术。

1.复垦规划技术方面

复垦土地规划是矿区土地复垦成败的关键,属土地利用总体规划中的重要专项规划。在复垦规划前的区域调查和复垦条件评价中,模糊综合评判、灰色聚类分析等数学量化分析方法已被引入;根据采矿规划预测开采后的土地破坏形态、地貌变化规律和景观生态格局是复垦总体规划的关键技术之一,开采沉陷理论和环境系统工程理论已成为这方面的技术支撑;复垦土地利用方向决策、复垦用地结构优化和复垦工程措施选择是复垦规划的核心内容。层次分析法、线性规划、灰色决策理论等先进的规划方法已被成功地应用到实际中。

2.复垦生物技术方面

复垦生物技术包括生态工程复垦技术、土壤改良的生物技术和快速植被恢复技术。目前发展以现场试验为主,但还未形成一个有普遍共识和推广应用的规范标准。

3.复垦工程技术方面

在挖深垫浅的各种方法中,泥浆泵复垦是东部平原矿区普遍使用的一种有效方法,因而对其研究也较为深入。

4.煤矸石充填复垦技术已成为目前研究的热点

其中煤矸石充填方式、充填厚度、压实工艺、覆土厚度、种植品种和土壤改良构成了该方向的技术体系。

二、土地复垦的基础理论研究

土地复垦基础理论研究主要体现在宏观和微观两个层面。宏观上,复垦决策理论研究较为系统,对复垦决策的特点、内容、目标、准则有较为明确的认识,对建立的复垦决策因素量化模型、决策语言模型、用地结构优化模型及复垦方案优选的综合效果测度指标体系等有较大的指导意义。土地复垦的概念、内涵、边界及其学科体系等基础性问题正在探讨之中。微观方面,采矿对耕地的破坏机理和土壤剖面重构原理方面的研究工作一直在进行,提出了”分层剥离,交错回填”土壤剖面重构原理及复垦土壤生产力评价的量化模型(PI模型)。另外在应用系统工程理论和生态工程理论指导复垦实践的基础上,景观生态学的观点被引入,提出了采矿迹地景观生态重建的六大原理,从而将土地复垦与生态重建结合起来,扩展了土地复垦的内涵。

三、我国土地复恳工作面临的问题

我国土地复垦工作还面临着许多问题。在复垦工作与复垦研究中,重复垦数量,轻复垦质量;重复垦工程,轻复垦管理;重复垦技术途径和模式研究轻土地破坏与复垦的演变规律、技术标准、理论体系等基础研究;重局部研究,轻整体研究等问题较为突出。

复垦理论研究落后于复垦实践。长期以来,许多学者都认为土地复垦仅仅是一个纯工程性问题,没有太大的科研价值,这导致了目前我国复垦起点低,复垦效益不高的局面。

农业复垦研究不够。新的土地管理法规定复垦土地应优先用于农业,但是目前矿区农业复垦的效益还不十分显著,这一方面由于农业本来就是弱质产业,比较效益低下,另一方面,复垦后土壤理化性状差,加之土壤改良的投入大,使得复垦初期投入产出低。

四、土地复垦的发展趋势

1.土地复垦的发展前景

(1)农业复垦将成为复垦土地的主要利用方向,提高农业复垦效益的研究将成为复垦研究热点。

(2)复垦产业化在复垦高新技术的推动下将脱颖而出。

(3)复垦技术体系将不断完善,技术规范和标准将制定。

(4)政策法规体系将不断健全,良性的复垦机制会形成。

(5)传统的土地复垦领域会进一步拓展。

(6)土地复垦学科体系和理论构架会逐步建立。

2.土地复垦的技术性发展趋势

(1)井工开采复垦技术。井工开采复垦技术按复垦工程措施划分为充填复垦和非充填复垦两大类。

充填复垦是利用矸石、粉煤灰等固体废弃物充填塌陷区复垦。其用途主要是用于建筑用地和宅基地、树木和农作物种植以及综合模式。其技术关键是防止二次污染。

非充填复垦的技术关键是地表塌陷预测及损害程度分析,根据当地自然与生态环境,结合塌陷的分类改造和综合治理,达到生态农业利用之目的。

(2)露天矿复垦技术。该技术分三个阶段:第一阶段是按土地复垦要求排放剥离物,即将粒度小、砾度低、易风化的岩层和较肥的土层放在上部,其余放在下部;第二阶段是按照复垦标高对排土场进行整治;第三阶段是根据复垦后的具体用途进行复土。其关键技术是把开采方法和工艺与复垦统一考虑,形成统一的采矿—排土—复垦的工艺过程。

(3)生态农业复垦技术。该技术的原则是:①因地制宜,即根据实际情况,决定复垦土地的用途和利用结构;②优化复垦土地结构,即根据生态系统原理,合理配置复垦区农、林、牧、渔结构,以促进农业体系和生态村落的发展。

(4)矸石无复土微生物快速复垦技术。该技术的特点是:对煤矸石、露天矿剥离物等固体废物场地不需要覆盖表土,经过一个植物生长周期(6个月),建立稳定的活性土壤微生物群落。其技术关键是播洒有效的微生物制剂,控制微生物土壤的pH值,促进土壤的形成。

(5)泥浆泵复垦技术。该技术是中国矿业大学胡振琪教授实验设计的一种技术,其技术关键是模拟自然水流冲刷原理,把机电动力转化成水力而进行挖土、输土和填土作业,用高压水枪将泥土割切、粉碎,使之湿化、崩解,形成泥浆和泥块的混合液,再由泥浆泵通过输送管压送到待复垦的土地上。

这种方法的优点是能够使复垦后的土地土壤的容重、孔隙度、含水量及入渗性、有机质含量、养分含量等适宜,以提高土地的生产力。

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