一、生態(tài)修復(fù)相關(guān)概念
生態(tài)修復(fù)可追溯到19世紀(jì)30年代,而它作為生態(tài)學(xué)的一個(gè)分支被系統(tǒng)研究,是自1980年Cairns主編的《受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)過(guò)程》一書出版以來(lái)才開(kāi)始的。在生態(tài)修復(fù)的研究和實(shí)踐中,涉及的相關(guān)概念有生態(tài)恢復(fù)、生態(tài)修復(fù)、生態(tài)重建、生態(tài)改建、生態(tài)改良等。這些概念雖然在含義上有所區(qū)別,但是都具有“恢復(fù)和發(fā)展”的內(nèi)涵,即已受到干擾或者損害的系統(tǒng)恢復(fù)后使其可持續(xù)發(fā)展,再次為人們所利用。
20多年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者從不同的角度對(duì)這些概念有不同的理解和認(rèn)識(shí),尚無(wú)統(tǒng)一的看法。目前,學(xué)術(shù)上沿用的比較多的概念是“生態(tài)恢復(fù)”、“生態(tài)重建”和“生態(tài)修復(fù)”,“生態(tài)恢復(fù)”的稱謂主要應(yīng)用在歐美國(guó)家,在我國(guó)也有應(yīng)用;而“生態(tài)修復(fù)”一詞主要應(yīng)用在日本和我國(guó)。
(一)生態(tài)
生態(tài)是指生物圈(動(dòng)物、植物和微生物等)及其周圍環(huán)境系統(tǒng)的總稱。生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),由大量的物種或要素構(gòu)成,它們直接或間接地連接在一起,形成一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。其復(fù)雜是指生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的多樣性、自組織性及有序性。
(二)恢復(fù)、重建與修復(fù)
恢復(fù)通常是指在群落和生態(tài)系統(tǒng)層次上,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原貌或其原有生態(tài)功能再現(xiàn);重建則是指在已經(jīng)不可能或不需要再現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)原始結(jié)構(gòu)的情況下,重新構(gòu)建的一個(gè)不完全等同于過(guò)去的甚至是全新的生態(tài)系統(tǒng);修復(fù)一般是指在現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)外部環(huán)境脅迫減壓等措施,修復(fù)部分受損的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能。
(三)生態(tài)恢復(fù)
生態(tài)恢復(fù),是指停止人為干擾,解除生態(tài)系統(tǒng)所承受的超負(fù)荷壓力,依靠生態(tài)本身的自動(dòng)適應(yīng)、自組織和自調(diào)控能力,按生態(tài)系統(tǒng)自身規(guī)律演替,通過(guò)其休養(yǎng)生息的漫長(zhǎng)過(guò)程,使生態(tài)系統(tǒng)向適應(yīng)與所處的自然環(huán)境狀態(tài)演化,恢復(fù)原有生態(tài)的功能和演變規(guī)律,完全可以依靠大自然本身的推進(jìn)過(guò)程。可見(jiàn),生態(tài)恢復(fù)強(qiáng)調(diào)的是生態(tài)環(huán)境的自我恢復(fù)。
(四)生態(tài)重建
生態(tài)重建,是對(duì)被破壞的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)的生態(tài)工程,即按照既定的標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)人工治理措施,重建一個(gè)健康、友好、適宜、協(xié)調(diào)、可利用的生態(tài)系統(tǒng)??梢?jiàn),生態(tài)重建強(qiáng)調(diào)的是人工干預(yù)。
(五)生態(tài)修復(fù)
生態(tài)修復(fù)較為準(zhǔn)確的定義為:根據(jù)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)破壞方式與程度,在環(huán)境承載力容許的前提下,選擇適宜的生態(tài)自我恢復(fù)或生態(tài)重建工程,科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、快速對(duì)被破壞生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建的過(guò)程。生態(tài)修復(fù)的提出,旨在強(qiáng)調(diào)協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系,生態(tài)修復(fù)要以自然演化、自然修復(fù)為主,并與人工修復(fù)相結(jié)合,充分尊重自然規(guī)律,發(fā)揮自然恢復(fù)潛力,如封山育林、育砂育草、補(bǔ)水保濕等。通過(guò)人工干預(yù),加速自然演替過(guò)程,遏制生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步退化,加速恢復(fù)地表植被覆蓋,微生物群落的形成,恢復(fù)健康、安全的生態(tài)系統(tǒng)。
關(guān)于生態(tài)修復(fù),國(guó)際上已有相應(yīng)的科學(xué)理論支撐體系,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)理及其修復(fù)途徑已有所研究,并被日本、美國(guó)及歐洲等國(guó)家和地區(qū)所應(yīng)用,取得了良好的效果。
二、礦山生態(tài)修復(fù)的概念
礦山生態(tài)修復(fù)一般是指對(duì)礦業(yè)活動(dòng)受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù),這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)有露采場(chǎng)、塌陷區(qū)、渣土堆場(chǎng)、尾礦庫(kù)等,破壞的生態(tài)環(huán)境為土地、土壤、林草、地表水與地下水、礦區(qū)大氣、動(dòng)物棲息地、微生物群落等。礦山生態(tài)修復(fù)不僅是對(duì)閉坑礦山廢棄地的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù),還包括對(duì)正在開(kāi)采礦山中不再受礦業(yè)活動(dòng)影響區(qū)塊的生態(tài)環(huán)境的修復(fù),如閉坑的礦段(采區(qū))、結(jié)束開(kāi)采的露采邊坡段、閉庫(kù)的尾礦庫(kù)、堆場(chǎng)等,即所謂的“邊開(kāi)采、邊修復(fù)”。
通過(guò)礦山生態(tài)修復(fù),將因礦山開(kāi)采活動(dòng)而受損的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到接近于采礦前的自然生態(tài)環(huán)境,或重建成符合人們某種特定用途的生態(tài)環(huán)境,或恢復(fù)成與周圍環(huán)境(景觀)相協(xié)調(diào)的其他生態(tài)環(huán)境。
礦山生態(tài)修復(fù)實(shí)踐表明,位于降雨量充沛、氣候溫暖的南方小型井采和露采礦山,可以選擇生態(tài)自然修復(fù)(部分小型露采場(chǎng)5~10年即可自然復(fù)綠),此外,大型礦山尤其是北方干旱地區(qū)的礦山,生態(tài)修復(fù)過(guò)程中的人工干預(yù)是一個(gè)必然的選擇。
要根據(jù)礦山修復(fù)后生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求,采取巖土工程、農(nóng)田水利工程等技術(shù)措施,重塑礦山損毀區(qū)地表地形,并通過(guò)物理、化學(xué)、生物的方法來(lái)恢復(fù)或重建廢棄地的生態(tài)系統(tǒng)。礦山生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,不僅涉及礦山的地質(zhì)地貌、水文、植被、土壤等要素,而且還需要巖土力學(xué)、環(huán)境學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)、植物生理學(xué)、園藝學(xué)等多個(gè)學(xué)科的共同參與研究,充分體現(xiàn)了多學(xué)科交叉綜合的特點(diǎn)。
從理論來(lái)說(shuō),礦山生態(tài)修復(fù)也是生態(tài)學(xué)理論的實(shí)踐和檢驗(yàn)者。因此,礦山生態(tài)修復(fù)是在礦山生態(tài)系統(tǒng)的退化、自然恢復(fù)的過(guò)程與機(jī)理等理論研究的基礎(chǔ)上,建立起相應(yīng)的技術(shù)體系,用以指導(dǎo)和恢復(fù)因采礦活動(dòng)所引起的退化生態(tài)系統(tǒng),最終服務(wù)于礦山的生態(tài)環(huán)境保護(hù)、土地資源利用和生物多樣性的保護(hù)等理論與實(shí)踐活動(dòng)。
從空間角度來(lái)說(shuō),礦山生態(tài)系統(tǒng)涉及巖石圈、生物圈、水圈、大氣圈,因而礦山生態(tài)修復(fù)也需要從土壤、地下水、地表水、動(dòng)植物、微生物、植物等方面,綜合采用物理、化學(xué)、生物等修理方法,注重解決地形重塑、土壤重構(gòu)、污染防治、植被恢復(fù)等問(wèn)題,從而使礦山生態(tài)環(huán)境得到修復(fù)。
從時(shí)間角度來(lái)說(shuō),生態(tài)修復(fù)需要一定的時(shí)間才能使受損的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)。在自然條件下,礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境經(jīng)過(guò)自然演替恢復(fù)生境大約需要100年以上。尤其是金屬礦開(kāi)采后的廢棄地(如尾礦庫(kù)),其表面形成極端的生態(tài)環(huán)境,自然條件下植物幾乎無(wú)法生存。因此,通過(guò)人工干預(yù)恢復(fù)礦山廢棄地的生態(tài)環(huán)境顯得尤為必要。人工干預(yù)修復(fù)可以按照人們的意愿快速修復(fù),但一般修復(fù)成本高。
人工修復(fù)與自然修復(fù)應(yīng)相輔相成、因地制宜,宜自然修復(fù)則自然修復(fù),宜人工修復(fù)則人工修復(fù),有主有次、主次結(jié)合。同時(shí),自然修復(fù)是一種最高境界,即使人工修復(fù)實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的自我維持能力,才是最終目的。