城市化進程下徐州礦業廢棄地治理模式

北極星環境修復網訊:摘要: 通過對徐州眾多礦業廢棄地治理示範工程的總結，提出不同礦業廢棄地的典型治理模式。採空塌陷型礦業 廢棄地的治理模式有溼地公園建設、光伏發電基地建設、富硒耕地開發和土地復墾整治; 開山採石型礦業廢棄地的治理模式有遺址公園建設、地質公園建設、文化遺蹟開發和生態環境保護。治理模式可為徐州礦業廢棄地治理提 供科學依據，並對我國眾多處於轉型建設時期的礦業城市具有借鑑意義。

關鍵詞: 礦業廢棄地; 溼地公園; 遺址公園; 治理模式; 江蘇徐州

引 言 礦業曾經是徐州的優勢和支柱產業之一，但在 城市化進程下城市區域迅速擴張，導致原本廢棄在 城外的開山採石宕口和採煤塌陷地等礦業廢棄地進 入市區，其惡劣的生態環境逐漸成為影響城市面貌 的重要因素。2000 年以來，徐州市十分重視礦業廢棄地治理及土地利用工作，「十二五」期間，全社會 累計投入治理資金 27.9 億元，實施礦山地質環境治 理項目 46 個，治理恢復礦山地質環境約 23. 3 km2， 形成潘安湖溼地公園、九裡山溼地公園、珠山宕口遺 址公園等一批礦業廢棄地治理示範工程。通過「顯 山露水」，拓展了城市生態空間。 通過對已有礦業廢棄地的治理，總結出礦業廢 棄地治理的示範模式，為其他礦業城市的礦業廢棄地治理提供參考。

1 礦業廢棄地分布特徵

礦業廢棄地是指採礦活動所破壞、佔用、非經整 治而無法使用的土地，包括裸露的採礦宕口、廢土 ( 石、渣) 堆、煤矸石堆、尾礦庫、廢棄廠房等建築物 用地、採空塌陷地及圈定存在採空塌陷隱患的荒廢 地( 黃敬軍等，2009) ，按礦業廢棄地的形成條件，可 分為採空塌陷型和開山採石型。

1.1 採空塌陷型礦業廢棄地特徵

採空塌陷型礦業廢棄地指地下開採礦山資源枯 竭或失去再開採的經濟價值，閉坑後或存在採空塌陷隱患的荒廢地。該類型礦業廢棄地主要分布在徐州城市規劃區的賈汪、九裡、閘河、利國四大煤田的煤礦區和利國鐵礦區，其中煤礦塌陷地佔用與破壞土地面積 207． 57 km2 ( 圖 1、表 1) ，鐵礦塌陷地佔用與破壞土地面積 8. 24 hm2。

徐州煤礦塌陷地具有塌陷率高、佔用與破壞土 地面積大、地表積水嚴重和煤矸石堆放量大等特點， 煤礦平均塌陷率為 0. 43 hm2 /萬 t，高於全國煤礦平 均塌陷率( 0． 2 hm2 /萬 t) ( 吳剛等，2011) 。207． 57 km2的塌陷地中，下沉較深且地勢低洼造成長年積 水或季節性積水( 塌陷深度 ＞ 1． 5 m) 的塌陷地為 121. 54 km2，平均積水深3. 0 ～ 3． 5 m，使地表水系紊 亂，水稻之類的農作物無法耕作，耕地多成為低產田 或絕產田。下沉較小的坡地型塌陷地面積為 86. 03 km2，地形高低不平，房屋變形倒塌、路網遭到破壞， 迫使村莊遷移; 水利設施遭受破壞，使農田旱時不能 灌，澇時不能排，旱澇災害頻繁。據調查，20 世紀， 徐州煤矸石堆放量曾超過 40 座，佔地面積超過 130 hm2，累計堆存量近 4 000 萬 t，佔用了大量土地( 黃 敬軍等，2002) 。

1.2 開山採石型礦業廢棄地特徵

開山採石型礦業廢棄地指在山地丘陵露天開採 石材、石料及其他礦產資源的礦山，後逐步關停閉坑 形成的廢棄地。該類型礦業廢棄地主要分布在徐州城市規劃區內 104 和 310 國道、京福和徐連高速、京滬高鐵和三環路等城市主幹道兩側可視範圍內。據 1∶ 5萬遙感解譯，徐州城市規劃區開山採石形成的礦業廢棄地破壞土地 25． 73 km2 ( 圖 2、表 2) 。其中， 城市開發邊界線內被破壞土地 5． 74 km2、呂梁山風 景區內 2． 72 km2、大洞山風景區內 1. 26 km2、京福 高速和京滬高鐵沿線兩側可視區內 4. 35 km2。 該類型礦業廢棄地多為陡立的裸露巖體( 坡度60° ～ 70°，坡高 60 ～ 70 m) ，巖面幾乎寸草不生，不但破壞山川的原始地貌，而且表土層、風化和未風化 基巖被剝離，農田、耕地和植被破壞貽盡，短時期內難以恢復( 張潔等，2006) ，是風景區和交通幹線的 主要視覺汙染源。凹陷式開採形成的深坑廢棄後均 積水成潭，殘留採坑成為汙水積聚、濃縮的深水塘， 其生態環境惡劣。因此，開山採石廢棄地不僅是生態環境系統的破壞來源，更是區域經濟社會發展系統的嚴重威脅( 蔣正舉等，2013) 。

2 採空塌陷型礦業廢棄地治理模式

2.1 溼地公園建設模式

對於常年積水的採煤塌陷地，雖然經過挖深墊淺、疏排等措施復墾可以增加耕地面積，但由於地勢 低洼，常年積水使塌陷地不同程度地出現沼澤化，陸 生生態系統逐漸變成水 － 陸複合型生態系統———溼 地。因此，採取宜耕則耕、宜漁則漁、宜建則建、宜生 態則生態等復墾措施，建設與低影響開發雨水系統 控制目標相協調的新的水體( 溼地) ，使雨水資源集 蓄利用( 安守林等，2015) ，即建設溼地公園。 潘安湖作為全國首個煤礦塌陷區生態修復的溼 地公園，是集基本農田再造、採煤塌陷地復墾、生態 環境修復、溼地景觀開發「四位一體」的礦業廢棄地 治理項目，採用挖低墊高( 塌陷較深部分挖成漁塘， 土方墊在塌陷較淺處，形成耕地) 、土壤優選剝離回 覆( 低洼處土壤耕作層先剝離，回填煤矸石、粉煤 灰、砂礓等充填物後再鋪墊剝離層，形 成 優 質 耕 地) ，共治理面積 1 160 hm2，新增耕地 20 餘 hm2，不 僅使復墾區人均耕地面積增加了 180 m2，實現農業 增產、增效農民增收，而且建設成了風景優美的生態 溼地公園，成為資源枯竭型城市生態環境修復再造 的典範。成功實施採煤塌陷礦業廢棄地土地利用的 還有九裡湖生態溼地公園、南湖公園和商湖公園。

2.2 光伏發電基地建設模式

對於常年積水的採煤塌陷地，常用的復墾措施 是根據地表塌陷積水區的面積大小和積水深度，在 積水較深區域建設深水水產養殖基地，淺積水區種 植水產經濟作物，在其周邊建立禽畜飼養基地，發展 養豬、養雞、養鴨，構建禽畜 － 魚蝦「立體養殖」模 式。但作為國家首批創建新能源示範城市和省新能 源高科技特色產業基地的徐州，在不改變土地利用 現狀的情況下，利用塌陷地建設地面光伏電站是徐 州採煤塌陷礦業廢棄地土地利用的新模式。 2016 年，徐州第一個利用塌陷地進行魚塘施工 建設的光伏電站———「漁光互補」光伏電站正式並 網發電。該發電站在 18． 8 hm2 塌陷地改造的魚塘 中，用 4 000 餘根預製管樁安裝了太陽能光伏板，將 光伏組件布置於水面上方，上層用於太陽能發電，下 層用於水產養殖，不佔用額外的土地資源，年發電量 達5 000 萬 kW·h，並帶動了周邊80 餘 hm2採煤塌陷 地的綜合開發利用。按規劃，徐州還將在塌陷地建 成「農光互補」、「漂浮式」發電的光伏應用示範基 地，同時與大黃山森林公園連成一片，建成休閒、娛 樂、參觀的重要基地。

2.3 土地復墾整治模式

對於採煤塌陷非積水區礦業廢棄地，因大面積 耕地受到損害，生產力降低甚至無法耕種，土地復墾 整治模式採用疏排法、就地取土法、挖深墊淺法和固 體廢物充填法等農業復墾形式，使塌陷地復墾成為 土地利用結構與布局更趨合理的高產、穩產良田，實 現礦區耕地總量的動態平衡。其中，無積水旱地塌 陷區，通常利用機械施工進行推高墊低，修復整平並 改進水利條件，恢復耕作條件進行種植，建造農業示 範區; 少量積水的塌陷區，利用機械施工進行挖深墊 淺、治理平整、連片開發，建成農業綜合開發區。 截至 2011 年，徐州城市規劃區採煤塌陷地復墾 面積達 9 827 hm2，塌陷地土地復墾率為 47. 37% 。 其中，2009—2011 年實施 41 個採煤塌陷地復墾項 目，復 墾 面 積 為 2 907 hm2，新增耕 地 面 積 1 940 hm2。通過塌陷地復墾項目的實施，極大地改善了 塌陷區的生產、生活條件，增加了群眾收入，實現了 經濟效益、生態效益、環境治理的統一。 以九裡煤田為例，塌陷前耕地均為高產糧田，塌 陷後形成積水窪地 440． 19 hm2、礦業廢棄地 428． 69 hm2，可耕種農用地僅 36． 56 hm2，土地多數不具備 耕種條件。經土地復墾整治，按復墾條件和功能區 劃分為特色農業區、深水景觀生態建設區、挖深墊淺 糧基魚塘復墾區、人工溼地、粉煤灰造林區，並建設 了淺水種植園、蔬菜園 2 個精品工程園區，增加耕地 499． 71 hm2、養殖水面 80． 96 hm2、林地 62． 20 hm2， 減少採礦地 428． 69 hm2、住宅用地 56． 892 hm2 ( 渠 俊峰等，2008) ( 表 3) 。 土地復墾使塌陷地土地及水資源得到了合理配 置和調控，有效改善了長期積澇對農業生產的負面 影響。

2.4 富硒耕地開發模式

對於煤矸石堆放區廢棄地，按照「減量化、再利 用、再循環」的原則，通常將煤矸石用作塌陷回填、 發電、制磚、築路和生產複合肥料後再進行土地復 墾。但土壤地球化學調查發現，徐州城市規劃區煤 礦區土壤中 Se 含量( ＞ 0． 44 mg / kg) 普遍較高，煤矸 石堆放區和煤矸石回填區土壤中 Se 含量最高達 6. 19 mg / kg。Se 是人體和動物必需的微量元素之 一，其攝入不足存在潛在的健康危機，而富硒土壤是 開發富硒農產品的天然載體( 侯現慧等，2015) 。目 前，綠色富硒耕地已經成為發展特色農業和生態農v> 業新的增長點，因此，煤矸石堆放區廢棄地必須優先 考慮富硒耕地開發模式。 據測算，徐州城市規劃區富硒( ＞ 0． 4 mg / kg) 土壤面積達 100 km2，圈出九裡煤田夾河—垞城塌 陷區、大劉塌陷區、柳泉塌陷區、賈汪煤田韓橋—旗 山塌陷區、閘河煤田塌陷區、利國煤田塌陷區共 6 塊 富硒耕地保護區，均為無重金屬汙染的清潔至尚清 潔土壤，為開發富硒農產品提供了物質前提。富硒 區水稻籽實( 粳米) Se 含量為 0. 026 ～ 1． 33 mg / kg ( 富硒大米標準為 0． 040 mg / kg) ，小麥籽實( 麵粉) Se 含量為 0. 016 ～ 3． 01 mg / kg，可見，富硒大米和小 麥與富硒土壤相關。因此，可依據銅山、賈汪國家現 代農業示範區規劃布局，連片綜合規劃開發富硒產 業，將銅山柳新—拾屯富硒耕地規劃發展成沿湖優 質富硒稻麥生產區，將銅山茅村富硒耕地規劃為富 硒葡萄生產聚集區，將賈汪青山泉—大吳富硒耕地 規劃為富硒蔬菜產業區。

3 開山採石型礦業廢棄地治理模式

3.1 遺址公園建設模式

隨著城市擴張或旅遊開發，許多開山採石廢棄 地進入城區或旅遊風景區，廢棄地惡劣的生態環境 成為城市發展和旅遊開發的頸瓶。對此類礦業廢棄 地的利用，應結合周邊自然、人文特點以及新城建設 規劃，根據開山採石礦山採掘面和廢棄地的地形地 貌特徵，進行山景、水景、人文景觀的再造，建設以休 閒為主的全開敞式主題公園，為城市居民創造新的 旅遊觀光和休憩娛樂場所。 珠山宕口位於徐州東郊，為歷史採礦遺留的廢 棄礦山，原本海拔 140 m 氣勢奪人的山體因開山採 石變成殘缺不全的「城市傷疤」，隨著城市擴展，納 入徐州高鐵站區的金橋國際商務區開發範圍。2008 年啟動的東珠山廢棄礦山治理，本著「修復生態、覆v> 綠留景、凝練文化、拉動經濟」的原則，構建了「兩 潭、兩島、一瀑、一谷、一雲梯」七大主體景觀，利用 宕口地貌形態，結合兩潭湖水的形狀，設立半月、半 日狀兩島，瀑布使裸露的宕面變成流動的水牆，成為 公園天然空調; 雲梯依山而建，兩潭中間用近水木棧 道實現景觀上的溝通，木棧道穿行於峽谷之間，形成 「一谷」景觀，打造為佔地 10 hm2 的珠山宕口遺址公 園，不僅消除了地質災害隱患，破損的山體重新披上 綠裝，而且改變了投資環境，周邊土地的出讓價由 ( 4 ～ 5) 萬元/ hm2提升至( 16 ～ 20) 萬元/ hm2。 可見，遺址公園建設模式妥善處理了廢棄礦山 採壁和礦業廢棄地甚至礦渣等資源，不但可以改善 礦業城市的面貌，使其重獲生機，而且能夠獲得生 態、社會和經濟等多重效益( 張禾裕等，2007) 。

3.2 地質公園建設模式

露採礦山揭露的典型地層巖性、地質構造、化石 或古生物活動等遺蹟是不可再生的地質遺產。可結 合其地學研究價值和科普意義，建立地質公園或礦 山公園，成為地質科學研究與科普教育的基地。如 南京六合瓜埠山、桂子山古火山因採礦挖掉覆蓋層， 展現出古火山的立體模型，是罕見的火山地貌的再 現，堪比美國黃石國家地質公園，礦業廢棄地治理完 全融入南京六合國家地質公園建設之中，已成為該 公園的 2 個景區( 黃敬軍等，2011) 。 疊層石是一種特殊的生物沉積構造，其中記錄 了大量微生物、環境、地球化學和地球物理等方面的 信息，是研究古環境和古氣候的最佳「指示器」，也 是世界同一地質時期的「標準層型剖面」( 曹瑞驥 等，2009) 。距今 7 億年的新元古代南華紀疊層石是 江蘇唯一、全國罕見的一處具有觀賞價值及典型地 質學意義的地質遺蹟分布區，對研究徐州地區地質 演化史、構造運動等有著不可替代的作用。2013 年 獲批的賈汪疊層石地質公園，2． 24 km2的地質遺蹟 保護區的礦業廢棄地治理已融入地質公園建設之v> 中，保留了形態各異的古生物景觀疊層石、地質構造 蘆山斷層、典型剖面蘆山南華紀剖面、龜形石、蘆山 洞穴等，並將地質公園納入生態保護區，裸露巖石構 成地質遺蹟景觀的，經地學專家確認後予以保留並 保護，否則進行復綠。

3.3 文化遺蹟開發模式

徐州理應將其引以為傲的漢文化充分反映在礦 業廢棄地治理中，以礦業廢棄地及周邊的歷史和文 化資源等為載體，達到與當地風土人情、文化氛圍相 融合的境界。如利用古匠人採石不經意殘留的柯巖 絕勝「雲骨」為主題的紹興柯巖景區，體現了紹興石 文化、水文化、酒文化及宗教文化的地域特色，是文 化遺蹟開發最典型的範例( 黃敬軍，2006) 。 由於地層陡傾，徐州開山採石宕口多形成陡崖 石壁，礦業廢棄地治理多結合徐州漢文化底蘊的挖 掘，根據崖壁上巖石的特性與現狀，勾畫歷史文化主 題巖壁畫。如雕刻在徐州兩山口山崖上的「漢代車 馬出行圖」和「大風歌」，正逐漸成為徐州鮮明的文 化標誌符號之一; 雲龍山漢代大型採石場遺址是目 前發現的唯一一處漢代採石遺址，也是我國古代 ( 漢唐之前) 唯一一處採石遺址，對研究漢代採石工 藝、石料開採及大型墓葬的修建等意義重大，其保護 也將為世人矚目( 黃敬軍等，2018) 。因此，對於這 種歷史文物的礦業廢棄地進行保護，也是對城市歷 史文脈以及地域景觀特色的保護。 徐州荊山村是乾隆皇帝登基後 5 次南巡駕臨的 地方，留下《茶亭》《逍遙亭》《萬世津梁》《荊山橋 歌》等墨寶，周邊因開山採石形成的懸崖峭壁，完全 可引用傳說來加深文化內涵，挖掘當地的深厚文化， 藝術加工後雕刻壁畫於石壁上，使荊山村成為與廣 東番禺蓮花山古採石場一樣的旅遊勝地。

3.4 生態環境保護模式

對主要交通幹線兩側可視區的開山採石礦業廢 棄地，平整復墾耕地獲得的土地資源量極為有限，可 供經濟開發的場地不大，無法拓寬新的資源，但裸露 的採石宕口直接影響來往人流對徐州的直觀印象。 宜恢復( 重建) 自然生態環境，即建立生態環境保護 區，在裸露的山體和採坑巖壁上，通過條帶式或穴植 式覆土進行垂直綠化，以恢復其良好的生態環境景 觀，尊重自然、顯露自然成為礦業廢棄地土地利用的 重要組成部分。 京滬高鐵沿線兩側可視區 26 個開山採石宕口v> 的土地利用，都是通過清理山體危巖，選用適應性 強、短期見效迅速的垂吊植物品種種植於採坑上部， 或爬藤植物品種種植於採坑底部或臺階，使裸露宕 口迅速復綠，癒合採礦殘留的傷疤，減少視覺汙染， 恢復植被 60 餘 hm2，將京滬高鐵江蘇段建成一流的 綠色鐵路走廊。

4 結 論

( 1) 隨著徐州城市化進程的加快和資源枯竭型城市的轉型，礦業廢棄地治理的力度將逐漸加大。 應按照《徐州市礦山環境保護與治理規劃》和《徐州 市地質環境保護規劃》要求，全面推進礦業廢棄地 治理工作。依據礦業廢棄地分布特徵和所處的區位 條件及徐州城市發展規劃，選取合適的礦業廢棄地 治理模式至關重要，不僅可改善礦業廢棄地的生態 環境，而且可充分顯現礦業廢棄地土地再利用價值， 使經濟建設與環境保護協調發展。 ( 2) 城市開發邊界內的開山採石礦業廢棄地治理，建議採用遺址公園建設模式; 臨近城市主幹線兩 側的開山採石礦業廢棄地，建議結合生態環境保護 模式進行治理; 大洞山、呂梁山風景區的開山採石礦業廢棄地治理，建議採用地質公園建設和文化遺蹟 開發模式，保護地質遺蹟並挖掘當地文化底蘊; 京福 高速和京滬高鐵沿線兩側可視區的開山採石礦業廢棄地治理，建議以生態環境保護模式為主。遠離主 城區的馬坡、柳泉、張集、大劉、義安、利國等採空塌 陷礦業廢棄地治理，建議採用土地復墾整治模式; 深 積水區採空塌陷礦業廢棄地治理，建議採用光伏發 電基地建設模式。臨近主城區的大黃山、夾河—垞 城、韓橋—旗山、董莊、閘河的採空塌陷礦業廢棄地， 建議採用溼地公園建設和土地復墾整治模式; 富硒 土壤的採空塌陷礦業廢棄地，建議採用富硒耕地開 發模式。 總之，不管採取何種礦業廢棄地治理模式，均可 改善所在城市的生態環境和投資環境，其復墾土地 可作為補充耕地的重要途徑，並將帶動與城市功能和生態環境相適應的產業轉換，實現土地利用效益 最大化和地質遺蹟保護的雙贏局面。

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