石灰岩矿山绿化规划

石灰岩矿山的开发利用对我国的经济发展作出了巨大的贡献。但由于多年的过度开采产生了一系列生态环境问题和次生地质灾害，如土壤结构破坏、养分流失、植被丧失、景观破坏、地面塌陷、沉降、山体开裂、崩塌、滑坡、泥石流等［１］。石灰岩矿山生态环境的破坏严重制约了社会经济的发展，对人类社会的可持续发展构成潜在威胁。矿山生态环境保护和恢复工作已成为世界各国急需解决的问题之一［２－３］。近年来，人们从不同角度探讨矿山环境治理的方法，其中以通过景观绿化手段来解决矿山环境问题的思路最为突出［４－５］，不仅克服了以前单一农业、林业复垦模式，同时加强了生态学、景观学和植被绿化技术的研究，逐渐形成了不同矿种、不同立地条件的矿山生态恢复技术流程。但目前我国矿山生态环境恢复治理率仍不足１２％，远远落后于先进国家７０％的复垦率［６］。加强矿山地质环境恢复治理工作，积极建设绿色矿山，对促进矿业经济持续健康稳定发展具有重要意义［７］。本文以唐山三友石灰岩矿山为例研究，以期对矿山环境恢复与治理提供参考。

１　研究区概况

三友石灰岩矿山位于唐山市东２０ｋｍ的古冶区，西邻陡河水库、南靠开滦煤矿，东连一家水泥厂。地处燕山沉降带东南部，沙陡河洪冲击扇上，地层属奥陶系（灰岩），地表为第四纪覆盖物，由北向南逐渐加厚，海拔在２００ｍ左右。该区气候属于暖温带半湿润季风型大陆性气候，具有冬干、夏湿、降水集中、季风显著、四季分明等特点。年平均气温１１．２℃，年平均降雨量６４８．１ｍｍ，主要集中于７～８月份，年平均风速２．１ｍ•ｓ－１。此外，矿区地理位置优越，毗邻铁路京山线和２０５国道，距京沈、唐津、唐港高速公路２０ｋｍ，距曹妃甸９０ｋｍ，交通极为便利。三友石灰岩矿山于１９９０年建成投产，占地面积约２００万ｍ２，矿体沿山体东西展布，长１．５ｋｍ，从西向东分为采矿２区、采矿１区、矿石加工区、管理区、住宅区。主要开采奥陶系马家沟组石灰岩，以生产碱石、水泥石、熔剂灰石和建材石为主。ＣａＣＯ３含量９０％～９６％，是华北地区唯一的低碱水泥石矿区。

２　矿区资源开发利用现状和生态环境

作为全国最大的石灰石矿山的国有大型企业，三友建设投资２０　０４０万元，现有员工１　０７２名，采剥总量１　０８０万ｔ•ａ－１，产碱石２７０万ｔ•ａ－１，低碱水泥石２２０万ｔ•ａ－１，炼钢用熔剂灰石６０万ｔ•ａ－１。资源储量丰富，石灰石可采储量达５　１００万ｔ，远景储量１亿ｔ。由于人们长期以来只重视开采而忽视对生态环境的保护和恢复治理，导致矿区内原有地形地貌遭受破坏，原先在自然状态下坡度为３０～４０°的稳定边坡，开采后的总体坡度达到７０°左右，坡度变陡，过高，形成陡壁，使山体的应力平衡发生变化，影响了山坡的稳定性。植被资源破坏严重，土壤贫瘠，矿物元素含量单一，其中主矿体的ＣａＣＯ３含量占９２％～９４％。土地退化，地下水短缺，地表水流失加剧，据水保部门观测，该矿区每年水土流失面积约１１０万ｍ２。矿山产生的废石土、弃渣随地堆放，不仅占用大量土地而且在遭遇暴雨等情况下极易诱发滑坡、塌陷、泥石流等地质灾害；据不完全统计该矿区每年因开采而排弃的废石高达７５万ｔ左右，形成的矿坑深达海平面以下４０ｍ，发生泥石流、崩塌等地质灾害十余次，破坏土地面积达１８０万ｍ２，矿山修路、建房占用耕地、林地约３６万ｍ２。采场、废石场裸露的地表岩土和矿石运输造成的扬沙、扬尘大大影响周边地区的空气质量，给当地居民的生产生活构成严重威胁，甚至影响社会稳定。因此，石灰岩矿山生态环境绿化治理工作势在必行，其中矿区内的植被重建是矿山植被恢复的重要组成部分，也是难点所在［８］。

３　绿化治理要达到的目标

首先基本恢复原山体的地质地貌特征，减少水土流失，使滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害的发生频率降到最低；其次因开采产生的大量废石土、废渣得到有效处理，还原部分耕地；第三，闭坑后的采石场复垦绿化率要达到４０％以上，边坡乔、灌木覆盖率不小于４０％；第四，矿石运输产生的粉尘对空气质量的污染得到有效控制；第五，采用先进技术提高矿区资源的综合利用水平，减少因矿石开采排放的固体废弃物数量。最后，还应加强矿区内重要地质遗迹的保护，结合现有的地形地貌建设矿山地质公园，促进旅游业的发展。

４　绿化治理方案

按照河北省建设“绿色矿山”示范区的有关要求，结合本矿山地质环境特征、可持续发展和资源利用率不断提高的的实际需要［９］，提出将矿山环境恢复治理与资源充分利用结合起来，采取工程措施与生物措施相结合，以生物措施为主的绿化生态治理方案［１０］。根据实地考察结果，按矿区的开采现状和使用功能可划分出需要治理的区域有：管理区、采矿区、生产加工区、排渣土场（图１）。

４．１　管理区

管理区位于生产区的东部，占地面积约２万ｍ２，是矿区行政、技术中心。该区地势平坦，土壤质地较好，保水、保墒能力强，因此可以选择种植一些观花观果的园林景观树种，如海棠（Ｍａｌｕｓ　ｓｐｅｃｔａｂｉ－ｌｉｓ）、樱花（Ｃｅｒａｓｕｓ　ｓｅｒｒｕｌａｔａ）、玉兰（Ｍａｇｎｏｌｉａ　ｄｅｎ－ｕｄａｔａ）、石榴（Ｐｕｎｉｃａ　ｇｒａｎａｔｕｍ）、月季（Ｒｏｓａｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）、牡丹（Ｐａｅｏｎｉａ　ｓｕｆｆｒｕｔｉｃｏｓａ）等。种植形式根据栽植位置和功能的不同可选择孤植、对植、列植、群植、丛植（图２）。

４．２　采矿区

采矿区位于矿石加工区的西侧，该区坡度陡峭，基岩裸露，难以攀登，几乎没有土壤存在，复绿难度较大，主要以生态复绿为主。对于开采后已关闭的矿坑可以采取废石回填的措施处理，填充材料可以选择在开采过程中挖去的大量土石方。回填后覆盖一层表土，厚度在３０ｃｍ以上，表土材料可选择腐殖土或黄土、企业建设工程土、处理后的河道淤泥和矿山排弃的建材石废料等。这样不仅可以使废石场排弃的废石重新得到有效利用，减少占用土地，而且能够基本恢复原本的地形地貌，还原自然景观的完整性。大型矿坑也可采取空置的措施恢复生态环境，处理时需进行简单的表土覆盖，使其雨季积水形成一个池塘，同时在矿坑上部的台阶上和四周进行植树、种草，栽植易成活的树种，如刺槐（Ｒｏｂｉｎｉａｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ）、紫穗槐（Ａｍｏｒｐｈａ　ｆｒｕｔｉｃｏｓａ）、火炬树（Ｒｈｕｓ　ｔｙｐｈｉｎａ），形成一个小型的生态环境［１１］。为确保较好的绿化效果应采取多树种混交、密植的方式进行栽植，３种植物以１∶１∶１的方式进行混交，菱形排列，株行距以１ｍ×１ｍ为宜。这样一方面可以给周围的居民提供一个休闲娱乐的场所，另一方面可以改善周边生态环境，起到良好的社会、环境和经济效益作用。