莱芜市高庄石灰岩矿土地复垦适宜性评价与复垦技术研究

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摘要:为了有效控制石灰岩矿开采所造成的地表破坏和水土流失，并对破坏土地进行复垦，尽快恢复和重建矿区生态环境，保障矿区及周边地区水土资源的持续利用,本文以莱芜市高庄石灰岩矿区为研究区域，在对该矿破坏土地进行预测和土地复垦适宜性定量评价的基础上，研究提出了适宜的石灰岩矿区土地复垦技术，研究成果可为该地区同类型石灰岩的土地复垦和生态环境保护提供科学依据和技术指导。

关键词：石灰岩矿 水土流失 适宜性评价 土地复垦

目前，随着矿业资源的发展和利用，不仅大量占用和浪费所在地区土地资源，而且对生态环境造成了严重的负面影响，因此，工矿区的复垦与生态重建已成为世界各国共同关注的课题，正日益受到人们的普遍重视[1,2]。我国土地资源十分有限，人均耕地只有0.11hm2，不到世界人均耕地的1/2[3,4]，由此可见，对矿区破坏土地实行土地复垦、恢复和改善矿区生态环境、发展农业生产，显得十分重要[5,6]。本文以莱芜市高庄石灰岩矿区为研究区域，在对该矿区进行了破坏土地预测和土地复垦适宜性定量评价的基础上，提出了适宜的石灰岩矿区土地复垦技术和措施，可为该地区同类型石灰岩的土地复垦提供科学依据和技术指导。

1. 项目区基本概况

莱芜市高庄石灰岩矿开采项目位于莱芜市莱城区高庄街道办事处以南约7.1km处的吊鼓山村，地理坐标为东经117°41′1.7″～117°41′38.5″，北纬36°07′30.4″～36°07′48.1″。矿区面积36.07hm2，开采标高分别为+358～+310m、+358～+280m和+294～+270m；设计利用储量512万t，石灰岩生产能力为52万t/a。项目区内土壤为棕壤土，是由片麻岩、花岗岩风化的残积、坡积、洪积物质为其成土母质发育而成，壤质较粗，结构松散，易于流失。原占地类型为荒草地，多为菅草，林草植被盖度为25.0%左右。

2. 项目区水土流失与破坏土地预测分析

从工程建设现场勘察结果看，工程建设所占区域植被条件一般，植被覆盖度为25%，坡度10°～30°，根据全国第二次水土流失遥感调查结果和《土壤侵蚀分类分级标准》(SL190-2007)，并分析项目区有关土壤侵蚀成果资料，确定项目区水土流失强度级别属中度以上，年土壤侵蚀模数2750t/km2・a。本项工程的实施后，严重扰动地表、破坏植被，并产生了大量的堆石弃渣，如果不采取治理，将加剧项目区内的水土流失强度，造成严重危害。根据《山东省人民政府关于水土流失重点防治区的通告》的划分，区域总体上属于中、强度侵蚀区，在山东省水土流失三区划分中，属于重点治理区。本工程已破坏区面积、用地类型和破坏程度见下表1。

3. 项目区土地复垦适宜性评价

3.1 土地复垦适宜性评价的原则

（1）综合效益最佳原则

因待复垦土地利用方向不同，在充分考虑国家和企业承受能力的基础上，综合考虑经济、社会、环境三方面的因素，以最小的复垦投入从复垦土地中获取最佳的经济效益、生态效益和社会效益。

（2）综合分析和主导因素相结合原则

影响待复垦土地利用方向的因素包括自然条件中的土壤性质、水文、地形地貌以及人为因素中破坏程度、利用类型和社会需求等多方面，因此，在评价时需要综合考虑各方面的因素。但是各种因素对于不同区域土地复垦利用的影响程度不同，在评价时选择其中主导因素作为评价的主要依据。

（3）因地制宜和农用地优先原则

在确定待复垦土地的利用方向时，根据评价单元的自然条件、区位和破坏程度等因素因地制宜的确定复垦的适宜性，有条件的情况下，优先复垦为农用地。

（4）与地区土地总体规划、农业规划等相协调原则

在确定待复垦土地的适宜性时，不仅要考虑被评价土地的自然条件和破坏状况，还应考虑区域性的土地利用总体规划和农业规划等，统筹考虑本地区的社会经济和矿区的生产建设发展。

3.2 土地复垦适应性评价过程

（1）评价对象的确定

本次土地复垦项目，综合考虑各方因素，确定土地适宜性评价的对象为原有荒草地，主要是采石区17.94hm2，储存场区2.03hm2。

（2）评价方法选择

评价采用最小限制因子法,即在有关评价指标的分级中，以分级最低评价因子的分级作为该评价单元的等级，并在等级后加注其代号，作为其限制性因子类型。主要技术要求主要根据《耕地后备资源调查和评价技术规程》（TD/T1007－2003）进行确定[7,8]。

（3）评价单元的确定

从矿区破坏土地中划分出2个评价单元，分别为采石区挖损地和储存场区压占地。评价单元的划分见表2。

（4）确定评价因子

耕地评价指标根据《耕地后备资源调查和评价技术规程》。评价指标按照土地破坏类型分别确定：待复垦压占地评价因子采用堆积物平整量、堆积地面坡度和土源保证率三项评价因子；待复垦挖损地评价因子采用挖损地面坡度、挖损深度、土源保证率和地下水位四项评价因子。

（5）土地复垦适应性评价结果分析

根据土地适宜性评价及分析，可得到压占地和挖损地的复垦方向，综合土地复垦的方向和模式，根据现场踏勘，广泛征求当地村民小组和居民意见，结合采区的生态环境特点、植被类型，参考周边矿区治理经验。土地复垦后的地类及面积见表3。

4. 项目区土地复垦技术措施

4.1措施的总体布局

根据项目特点，结合主体工程设计布局，工程措施主要布置在采场挖损区、储存场压占区以及作业道路两侧。本项目复垦工程主要包括土地复耕（覆盖表土和平整土地）、种植豆科作物、植树造林、修建排水沟等工程措施。

本项目采石场复垦区，经过整个生产运行期挖损破坏，紧残余零星碎石、块石，用机械和人工清理场地，覆盖表土，平整土地；通过绿化种植豆科作物等恢复土地利用功能。

储存场区复垦区，地势较为平坦，原有用地类型为荒草地，占地使用结束后，将生产运行期留下的废弃土石用于采石区土地平整；对于占压后造成地面硬化的土地进行深翻耕，保水保墒增加肥力，通过绿化种植豆科作物等恢复土地利用功能。

对于作业道路区，由于道路留用作为生产道路，因此需对道路两侧修建排水沟及栽植侧柏。

4.2 工程措施

（1）表土覆盖、土地平整及土地翻耕工程措施

采石区在项目结束后要进行表土覆盖后才能绿化种植豆科植物种。由于该项目区最终复垦为耕地并采用种植花生的方式，因此覆盖土层厚度根据矿区周边土层厚度实际和经验定为覆盖表土50cm。覆盖表土一部分为矿山开采初期的剥离表土，另一部分为外购土，其中剥离表土数量为35470m3，外购土方为18350m3。

采石区在表土覆盖后，在种植前都要进行一次平整，采用自行式平地机进行平整，需要平整的区域为表土覆盖区域，平整面积为17.94hm2。

储存场区待矿山开采结束以后要对压占硬化的土地进行土地翻耕。土地翻耕主要是采用拖拉机和三铧犁翻耕，翻耕深度为50cm。本项目区土地翻耕面积为2.03hm2（表4）。

（2）排水沟（截水沟）措施

排水沟设在在作业道路两侧，作业道路两侧排水沟长度为3000m，采用土质排（截）水沟，梯形断面，上口宽130cm，下底宽30cm，深50cm，边坡比为1:1。

4.3 生物措施

（1）种植豆科作物

豆科作物的选择，主要应考虑适应性、培肥地力、生产性能以及栽植费用等。选用当地比较适宜栽植的花生作物，而且花生具有固氮功能，对增加土壤肥力，改善土壤结构具有显著作用。花生种子播前种子处理主要包括晒种与剥壳、分级粒选和根瘤菌拌种等。播种时间在4月底至5月上旬，5cm土层地温稳定在12℃时，即可播种；地膜覆盖栽培可稍提前7-10天。播种方式包括垄作和地膜覆盖畦作，12-15万穴/hm2。播种要求垄距50cm，穴距13-17cm，每穴播2粒，或者单粒点播，穴距6.5-8.5cm；地膜覆盖畦作要求一畦两行，小行距40cm，穴距13-17cm，每穴2粒，12-15万穴/hm2。

（2）植树造林措施

该矿区为典型的北方砂石山区，根据当地多年来造林实践，在采场区内运输道路两侧栽植侧柏苗木。本项目造林密度及规格见表5。采取鱼鳞坑整地方式，每坑平面呈半圆形，长径1.0m，短径0.6m；坑深0.6m，坑内取底土在下沿作成圆弧状土埂，高0.2m（中部较高，两端较低）。造林时间宜选在春季造林。并注意及时保证造林后的踏穴培土、松土除草和整堰扩穴等林地管理措施的实施。

5. 结论

（1）通过工程建设现场勘察和测试，根据全国第二次水土流失遥感调查结果，确定本项目区水土流失强度级别属中度以上，年土壤侵蚀模数2750t/km2・a。区域总体上属于中、强度侵蚀区，在山东省水土流失三区划分中，属于重点治理区。

（2）项目区土地适宜性评价结果确定土地复垦的对象为原有荒草地，矿区破坏土地共划分出2个评价单元，分别为采石区挖损地和储存场区压占地，其中，采石区17.94hm2，储存场区2.03hm2，复垦总面积19.97hm2。

（3）本项目土地复垦措施主要布置在采场挖损区、储存场压占区以及作业道路两侧，主要包括土地复耕（覆盖表土和平整土地）、种植豆科作物、植树造林、修建排水沟等工程措施。

参考文献

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[2] 杨俊鹏, 周妍, 孙爽, 等. 我国矿山土地复垦监测机制初探[J]. 中国矿业, 2010, 19(1): 118-120.

[3] 王春海. 矿区土地复垦的理论及实践研究综述[J]. 经济论坛,2009 (13): 40-42.

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