采矿废弃地的生态恢复与可持续景观设计.doc

2007年4月13日出版:《生态学报》2004(2):323-329作者:刘海龙浏览:4461关键字:采矿废弃地；生态恢复；可持续利用；景观设计采矿废弃地是剧烈人为干扰下的一种特殊景观类型其生态系统结构与功能退化严重同时破坏了其使用功能和美学价值。通过生态恢复和重建促使采矿废弃地的生态和经济价值再生并通过景观设计进行重新利用和赋予新的美学价值对区域生态系统的健康、地方经济可持续发展以及人民的生活水平具有十分重要的意义。本文通过分析采矿废弃地的景观生态特征和环境影响对生态恢复与重建的各种工程与生物措施以及可持续利用途径进行综述并通过介绍和分析了国内外一些案例进而对采矿废弃地景观设计的基本原则进行总结。人地矛盾是可持续发展的一个核心问题。土地资源的有限与人类的爆炸式增长会制约社会、经济和生态环境的可持续。退化景观如矿山和废弃工业用地（Brownfield）浪费了大量土地资源并带来一系列生态环境问题。作为通过设计来协调人与自然关系的学科景观设计学对退化景观的可持续利用研究具有现实意义。美国景观设计师协会（ASLAAmericanSocietyofLandscapeArchitects）和欧洲景观教育大学联合会（ECLASEuropeanFoundationforLandscapeArchitecture）等专业组织都在其宗旨中强调景观设计的工作范围包括对退化景观和废弃土地的恢复。澳大利亚景观设计学协会（AILAAustraliaInstituteofLandscapeArchitects）更是强调要应用生态可持续设计来修复矿山等受干扰用地[1～3]。同时对退化景观的恢复与设计可以产生新的美学和对美感新的理解[4]。因此对采矿废弃地进行生态恢复与重建进而通过景观设计而变废为宝恢复其利用价值服务于人类是具有巨大现实和研究意义的。1采矿废弃地的景观生态特征与环境影响1.1采矿废弃地的景观生态特征从景观生态学来讲采矿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[56]。采矿废弃地的形成就是因为采矿活动破坏和占用了土地并且非经治理而无法使用。在开采前后采矿地会表现出十分不同的景观。采矿之前当地生态系统通过生物之间、生物与环境之间的相互作用和系统内的自我组织、自我调整过程达到了相对稳定状态具有正常的生产功能和保护功能[7]。而开采后景观的稳定性往往会被破坏景观的改变超出了自然系统的调节和物种的适应能力。因此采矿废弃地具有如下特征：1.1.1景观异质性增强采矿废弃地表现出比采矿前更大的。采矿活动实际上就是将原来较为均质的景观进行异质化的过程。开采后的采矿地往往包括采矿点、尾矿、堆场、排土场、采空区、塌陷地等景观类型和厂房、矿井、采掘设施以及道路、水渠、积水坑等景观要素具有斑块、廊道和基质的典型镶嵌格局特征。1.1.2稳定性被破坏强烈的干扰会超出了当地景观生态系统本身的自我恢复能力破坏了原有景观的稳定性。干扰直接或间接导致生态系统的退化其最明显的标志是生态系统生产力降低、生物多样性减少或丧失、土壤养分维持能力和物质循环效率降低以及外来物种入侵和非乡土固有种优势度的增加等[89]。随着干扰加剧生态系统自身的生态平衡会受到破坏。1.1.3生态过程受到影响同时由于采矿地及其周边环境是一个完整的生态系统采矿活动势必会影响到区域生态格局与各种生态过程如水的过程、物种迁徙的过程并且造成污染扩散。1.2采矿废弃地的环境影响1.2.1景观碎裂化景观的退化从形式上可分为景观结构退化和功能退化。结构退化指景观中各生态系统之间的各种功能联系断裂或连接度减少的现象；而功能退化指由于景观异质性的改变而导致稳定性和服务功能的衰退现象[10]。采矿活动包括露天开采和地下开采都会造成地表景观的改变。露天开采剥离表土挖损土地破坏地被以及堆放尾矿、煤矸石、粉煤灰和冶炼渣地下开采造成采空区引发地面塌陷造成地面建筑、管道、道路、桥梁等设施变形及破坏。土地面貌变得千疮百孔、支离破碎直接影响景观的环境服务功能。2.2.2污染及扩散采矿活动会对周边地区环境带来严重的污染污染源主要包括露天堆放的矿产品与废弃物开采产生的矿井废水和有毒矿物元素等。露天堆放的矿产品与废弃物易发生氧化、风化和自燃大量如二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等有害气体及矿物灰尘会威胁人体健康影响空气质量污染周围环境。同时采矿过程中排出的矿井废水中含有大量的悬浮物和污染物质由于利用率较低大部分会直接排入环境导致地下水、土壤的质量下降。而露天堆放的矿物经雨水淋溶地表水冲刷以及人为的洗煤会污染水系形成浊流。同时有毒矿物元素会存在于尾料中随废弃物堆放会加剧土壤的污染和退化对