煤炭開采誘發(fā)土地塌陷的社會問題

煤炭開采誘發(fā)土地塌陷的社會問題

在中國的能源消費中，煤炭現(xiàn)在占70%以上。煤炭和木炭行業(yè)的發(fā)展促進了其他行業(yè)的發(fā)展。同時，它也帶來了一些環(huán)境問題，尤其是由礦區(qū)開采造成的土壤沉降和生態(tài)環(huán)境變化。現(xiàn)在是關(guān)注這些問題的焦點。煤炭開采對自然生態(tài)系統(tǒng)甚至整個景觀都有不利的影響,且形成了大面積的采煤塌陷地,破壞了土地的自然屬性,土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生根本性改變,土壤營養(yǎng)元素嚴重流失,原來平原陸地生態(tài)環(huán)境退變?yōu)樗鷳B(tài)環(huán)境。更有甚者還誘發(fā)一系列社會問題,影響區(qū)域社會、經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。本文在充分調(diào)查國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究成果的基礎(chǔ)上,對目前采煤塌陷區(qū)的生態(tài)恢復(fù)研究進行了分析和評述。1恢復(fù)生態(tài)的研究采煤塌陷地是嚴重退化的生態(tài)系統(tǒng),土地塌陷不僅對生態(tài)環(huán)境造成了負面影響,而且嚴重影響區(qū)域社會和經(jīng)濟發(fā)展。因此退化生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)恢復(fù)理論和實踐成為生態(tài)學(xué)研究的前沿和優(yōu)先領(lǐng)域。國外生態(tài)恢復(fù)的理論和實踐研究起步比較早,1975年3月,具有里程碑意義的“受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)”國際會議召開,會議對受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建、生態(tài)恢復(fù)過程中的原理、概念和特征等許多重要的生態(tài)學(xué)問題進行了討論。1980年Cairns主編了《受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)過程》,八位科學(xué)家從不同角度探討了受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中重要的生態(tài)學(xué)理論和應(yīng)用問題。1987年Jordan主編出版了第一本生態(tài)恢復(fù)研究專著,1992年恢復(fù)生態(tài)學(xué)雜志在美國創(chuàng)刊。生態(tài)恢復(fù)的定義是逐漸深化的。英文中Restoration、Rehabilitation、Reclamation、Enhancement、Remedy、Renewal、Revegetation等都含有恢復(fù)的意思,美國習(xí)慣用“Reclamation”、加拿大和澳大利亞習(xí)慣用“Rehabilitation”,英國則習(xí)慣用“Restoration”。Bradshaw認為restoration指恢復(fù)到原來的狀態(tài),rehabilitation是指部分恢復(fù),而reclamation指恢復(fù)到結(jié)構(gòu)或功能都不同于起始狀態(tài)的新狀態(tài),,很可能土壤的礦物質(zhì)已經(jīng)被完全取代。還有的學(xué)者認為生態(tài)恢復(fù)是將人類所破壞的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)成具有生物多樣性和動態(tài)平衡的本地生態(tài)系統(tǒng)。實踐證明,完全“復(fù)原”很難實現(xiàn),而建立與原生態(tài)系統(tǒng)相似或者不同的生態(tài)系統(tǒng),無論在理論上、實踐上都是可行的。干擾對生態(tài)恢復(fù)的影響也是研究的熱點之一。Hobbst認為生態(tài)恢復(fù)有一個臨界點,當生態(tài)系統(tǒng)被干擾的強度不超過負荷時,去除干擾和脅迫后,生態(tài)系統(tǒng)可以在自然狀況下恢復(fù);如果生態(tài)系統(tǒng)被干擾和脅迫超過某一臨界點,達到極度受損狀態(tài),去除干擾和脅迫后,生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)非常困難,必須依靠投入大量的人力和物力,才能控制生態(tài)系統(tǒng)的退化,并重建新的生態(tài)系統(tǒng)。Hancock的研究顯示,在采煤塌陷地進行生態(tài)恢復(fù),采煤企業(yè)的態(tài)度要比財政預(yù)算更重要,說明只要煤炭企業(yè)愿意對采煤廢棄地進行有效的治理,就可以達到期望的目標。學(xué)者們對生態(tài)恢復(fù)的理論和技術(shù)措施進行了大量的研究,其中對生態(tài)演替理論的研究比較深入。生態(tài)演替理論是指導(dǎo)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建的重要基礎(chǔ)理論,是自然演替和人工演替相結(jié)合的過程。David認為自然演替是一個緩慢的過程,有時甚至需要成百上千年。從理論上說,只要不在極端的條件下,沒有人為的破壞,經(jīng)過一定的時間,植被總會按照自然演替規(guī)律逐漸恢復(fù)。自然演替大約需要50～100年的時間才能在采礦廢棄地上恢復(fù)植被。生態(tài)恢復(fù)過程一般由人工設(shè)計,并在生態(tài)系統(tǒng)層次上進行。由于采取了人為附加的措施,從而使受損或遭破壞生態(tài)系統(tǒng)演進比自然演替的時間大大縮短。影響采煤塌陷區(qū)生態(tài)恢復(fù)的限制因子也是研究的重點之一。采煤塌陷區(qū)的限制因子主要有土壤肥力和pH值太低,N、P和有機質(zhì)缺乏,重金屬含量高,極端的物理性狀等。礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)最主要限制因子是土壤肥力,在初期階段必須進行土壤改良和熟化。土壤肥力和植被的恢復(fù)是生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵,只有適合生物生存的土壤形成,自然生態(tài)系統(tǒng)才有可能發(fā)展,不管在何種情況下,生態(tài)系統(tǒng)的最終形成與土壤息息相關(guān),土壤對于生物種群及其生態(tài)系統(tǒng)的分布范圍起著決定性作用。因此,土壤恢復(fù)是生態(tài)恢復(fù)的重要組成部分和先決條件。植被的恢復(fù),特別是固氮植物的恢復(fù),又會增加土壤的有效氮含量,改善土壤理化性質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu),提高土壤有機質(zhì)含量。土壤肥力恢復(fù)技術(shù)主要有:生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)、人造表土技術(shù)和菌根技術(shù)等。人造表土富含多種養(yǎng)分且經(jīng)過加工處理,其養(yǎng)分含量高于自然表土,效果也優(yōu)于自然表土,它能調(diào)節(jié)土壤pH值,提高土壤生產(chǎn)力。叢枝菌根真菌(AM)是自然界中普遍存在的一種土壤微生物,陸地90%以上的有花植物都能夠與它形成菌根共生體。Barea等研究證明叢枝菌根真菌能夠促進豆科植物結(jié)瘤和固氮,增加豆科植物根瘤的數(shù)目,提高豆科植物的固氮能力。Clark等在實驗中發(fā)現(xiàn)叢枝菌根真菌可以提高植物抗酸性的能力。Frost等實驗表明叢枝菌根真菌能夠顯著改善土壤結(jié)構(gòu),增加土壤有機質(zhì)。通過人為接種微生物,利用微生物和植物根際微生物本身的生命活動,能夠挖掘復(fù)墾基質(zhì)的潛在肥力,加速植被恢復(fù),改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境,有益于礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展,是一條經(jīng)濟便捷且安全的途徑。Bending等在英國南威爾士的露天采煤地完成了樹木的生長和當?shù)氐幕瘜W(xué)因子、營養(yǎng)因子、物理和水文因子之間關(guān)聯(lián)度的研究。樹木生長速度的變化可以用樹葉化學(xué)性質(zhì)的變化解釋,樹木生長與葉中N、P含量正相關(guān),與葉中鎂含量負相關(guān)。土壤pH值與樹木生長負相關(guān),并對如何選擇合適的植被提出了建議。Raman等研究了不同人工林地下、地面植被的結(jié)構(gòu)和生物量,結(jié)果表明,外來的草本植物比本地種更有優(yōu)勢,在采煤廢棄地使用包括外來物種的人工林方案是成功的,并在不同林地下實現(xiàn)了地表植物的栽培。蚯蚓等土壤動物在改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力和加快生態(tài)恢復(fù)的進程等方面都起著重要作用。Vimmerstedt等率先將蚯蚓引入到煤礦山土壤復(fù)墾中,并取得滿意的結(jié)果;Curry系統(tǒng)地研究了蚯蚓在退化土壤生態(tài)恢復(fù)中的作用;Butt等進一步發(fā)展了“蚯蚓繁殖盒”技術(shù),更好地將蚯蚓應(yīng)用到退化土壤的恢復(fù)中;蚯蚓活動能夠增加土壤團聚體的穩(wěn)定性,增加土壤表層微生物數(shù)量,提高土壤有機質(zhì)含量等。3-D模型能模擬多種地質(zhì)構(gòu)造,對于露天采煤地的恢復(fù)計劃和目標有很大意義。James利用并比較了Terra和Landsat7衛(wèi)星的資料,分析了美國俄亥俄州露天煤礦開采對環(huán)境的影響,這有助于資源的有效管理。生態(tài)恢復(fù)的成效通常用生物多樣性、植被結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程等生態(tài)系統(tǒng)屬性衡量,與生態(tài)系統(tǒng)功能相關(guān)的生態(tài)屬性至少要有2個變量,至少要有2個參照地比較生態(tài)系統(tǒng)的變異。很多學(xué)者對生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)成功的標準提出了自己的觀點(表1),生態(tài)恢復(fù)成功的衡量標準通常來源于所希望的生態(tài)系統(tǒng)(目標生態(tài)系統(tǒng))的某些特征。生態(tài)恢復(fù)有很強的實踐性,曾被稱為生態(tài)學(xué)的“酸性試驗”或“生態(tài)學(xué)理論的最終檢驗”。世界上主要的采煤國美國、澳大利亞、英國、德國、俄羅斯等土地復(fù)墾程度較高。英國較早地開始把露天煤礦廢棄地恢復(fù)為高產(chǎn)的農(nóng)業(yè)和林業(yè)用地。德國土地復(fù)墾率已達到90%以上,把采煤廢棄地成功恢復(fù)為新的景觀,表明煤炭工業(yè)和環(huán)境保護并不是根本對立的。美國和澳大利亞的生態(tài)恢復(fù)見表2。國外生態(tài)恢復(fù)成功的經(jīng)驗主要有以下幾點:制定科學(xué)合理的法律、法規(guī)和制度,建立嚴格的土地復(fù)墾標準,國家設(shè)立專門的行政管理機構(gòu),監(jiān)督法律和法規(guī)的實施,確保有法可依;全民參與,礦區(qū)居民有監(jiān)督的權(quán)利;實行采礦許可證制度,以及采取土地復(fù)墾保證金制度,保證資金的來源。2從“生態(tài)恢復(fù)”到“土地復(fù)墾”的理論研究與國外相比,國內(nèi)生態(tài)恢復(fù)的研究較晚,如舒儉民等認為生態(tài)恢復(fù)就是恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)合理的結(jié)構(gòu)、高效的功能和協(xié)調(diào)的關(guān)系,實質(zhì)上就是受損生態(tài)系統(tǒng)的有序演替過程,恢復(fù)其必要功能并達到系統(tǒng)自我維持狀態(tài),中心內(nèi)容是恢復(fù)與地帶性系統(tǒng)相似的生態(tài)系統(tǒng),讓其向地帶性生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展。章家恩等認為生態(tài)恢復(fù)與重建是指根據(jù)生態(tài)學(xué)原理,通過一定的生物、生態(tài)以及工程的技術(shù),人為地切斷生態(tài)系統(tǒng)退化的主導(dǎo)因子和過程,調(diào)整和優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部及其與外界的物質(zhì)、能量和信息的流動過程及其時空秩序,使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)潛力盡快成功地恢復(fù)到原有的乃至更高的水平。我國采煤塌陷區(qū)生態(tài)恢復(fù)大致可分為3個階段(表3),劃分的標志是《土地復(fù)墾規(guī)定》和《中華人民共和國土地管理法》(第四次修訂)的實施。第一階段為1989-01-01以前。我國礦區(qū)的生態(tài)恢復(fù)開始于20世紀60年代,由于沒有專門的法律法規(guī)、缺乏相應(yīng)的技術(shù)體系以及資金,以及人們保護生態(tài)環(huán)境的意識淡漠,生態(tài)恢復(fù)基本上是零星、分散、小規(guī)模和低水平的狀況。生態(tài)恢復(fù)的理論研究也較少,我國的學(xué)者介紹了國外生態(tài)恢復(fù)的經(jīng)驗,主要譯著是《露天礦土地復(fù)墾》和《礦區(qū)造地復(fù)田中的礦山測量工作》,我國第一個正式立項的土地復(fù)墾科研課題“煤礦塌陷地造地復(fù)田綜合治理研究”也是在這一階段完成(表4)。這一時期的理論和實踐為《土地復(fù)墾規(guī)定》的頒布和實施奠定了基礎(chǔ)。第二階段為1989-01-01～1999-01-01,《土地復(fù)墾規(guī)定》實施后,我國的生態(tài)恢復(fù)步入了法制軌道,采煤塌陷地的治理在質(zhì)量和速度上都有了長足的進步,《土地復(fù)墾規(guī)定》對土地復(fù)墾的規(guī)劃、責(zé)權(quán)利關(guān)系、資金來源等都作了詳細的要求,“誰破壞,誰復(fù)墾”確立了治理煤礦塌陷區(qū)的主體,“誰復(fù)墾,誰受益”調(diào)動了治理煤礦塌陷區(qū)的積極性,對我國的土地復(fù)墾起了很大的促進作用。但是,《土地復(fù)墾規(guī)定》的許多條款已經(jīng)不能適應(yīng)當前的形勢,如對復(fù)墾后土地所有權(quán)的界定模糊等。1989～1991年,國家土地管理部門先后在河北、江蘇、山東等省建立了23個土地復(fù)墾試點;1994年又在江蘇銅山、安徽淮北、河北唐山創(chuàng)建了3個復(fù)墾綜合示范工程。各地土地管理部門和礦區(qū)也建立了許多復(fù)墾試驗示范區(qū),取得了良好的效果,獲得了大量的寶貴經(jīng)驗。主要理論研究成果如下:礦區(qū)土地復(fù)墾的效益和程序模式;礦區(qū)土地復(fù)墾規(guī)劃的理論和方法;礦區(qū)生態(tài)重建的概念和尺度;開采塌陷對耕地的破壞機理研究;土地復(fù)墾政策;礦區(qū)重構(gòu)土壤的評價方法;礦區(qū)土地復(fù)墾灰色決策理論;礦區(qū)土地復(fù)墾界面、復(fù)墾土壤生產(chǎn)力指數(shù)的修正模型等。第三階段為1999-01-01至今。土地開發(fā)整理規(guī)劃標準出臺,土地復(fù)墾規(guī)劃的突出成果是國土資源部頒布了《全國土地開發(fā)整理規(guī)劃》、《土地開發(fā)整理規(guī)劃編制規(guī)程》、《土地開發(fā)整理項目規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》。當然這些規(guī)劃不是針對礦區(qū)土地復(fù)墾的,但它吸收了礦區(qū)土地復(fù)墾規(guī)劃的理論成果,也適用于礦區(qū)土地復(fù)墾。2001年,國務(wù)院頒布了《全國生態(tài)環(huán)境保護綱要》,提出了維護國家生態(tài)環(huán)境安全的目標。這一階段劃分的主要標志是1999年1月1日生效的《中華人民共和國土地管理法》(第四次修訂)。新土地管理法進一步加大了耕地保護力度,實行了土地用途管制制度、耕地補償制度即“占多少、墾多少”和基本農(nóng)田保護制度,提出了耕地總量動態(tài)平衡的戰(zhàn)略目標。新土地管理法還對土地開發(fā)復(fù)墾進行了專門的規(guī)定,“因挖損、塌陷、壓占等造成土地破壞,能夠復(fù)墾的,用地單位和個人應(yīng)該按照國家有關(guān)規(guī)定負責(zé)復(fù)墾;沒有能力復(fù)墾或者復(fù)墾不符合要求的,應(yīng)當繳納土地復(fù)墾費,專項用于土地復(fù)墾。復(fù)墾的土地應(yīng)當優(yōu)先用于農(nóng)業(yè)?！毙峦恋毓芾矸ǖ呢瀼貙嵤?極大地推動了我國土地復(fù)墾的發(fā)展。3我國生態(tài)恢復(fù)的對策經(jīng)過幾十年的摸索,我國采煤塌陷地的生態(tài)恢復(fù)既有成功的經(jīng)驗,也有失敗的教訓(xùn),總結(jié)國內(nèi)外的理論和實踐,我國的生態(tài)恢復(fù)在很多方面還亟待加強。企業(yè)征地,政府征地總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),盡快完善、制定新的土地復(fù)墾的法律,約束采煤對土地的破壞,要求企業(yè)對塌陷地必須進行復(fù)墾;成立專門的生態(tài)恢復(fù)企業(yè),使生態(tài)恢復(fù)實現(xiàn)專門化、產(chǎn)業(yè)化;煤炭開采集中的地區(qū)要成立專門的政府機構(gòu),協(xié)調(diào)、管理并監(jiān)督當?shù)氐牟擅浩髽I(yè)做好塌陷地的生態(tài)恢復(fù);探索新的征地模式,理順產(chǎn)權(quán),淮北礦區(qū)在這方面的做法較好,企業(yè)征地時,只擁有土地的塌陷權(quán),然后政府牽頭,企業(yè)出資,把塌陷地治理成可以利用的土地,再交給當?shù)剞r(nóng)民耕種。這樣有效緩解了農(nóng)民和企業(yè)、政府之間的矛盾,穩(wěn)定了社會秩序,也降低了企業(yè)的征地成本,使農(nóng)民、企業(yè)和政府都獲利,成為三贏的局面。采煤塌陷地生態(tài)恢復(fù)的核心,是恢復(fù)被損毀土地的生產(chǎn)力,產(chǎn)生經(jīng)濟效益,或者是恢復(fù)被損毀土地的生態(tài)系統(tǒng),產(chǎn)生生態(tài)效益。對于以生態(tài)效益為主的生態(tài)恢復(fù),政府應(yīng)該在政策上支持,加大資金的投入,進一步調(diào)動企業(yè)和農(nóng)民治理采煤塌陷區(qū)的積極性。生態(tài)恢復(fù)與經(jīng)濟增長的關(guān)系要正確處理好生態(tài)發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系,恢復(fù)與重建應(yīng)以生態(tài)保育和增加自然資本為前提。當生態(tài)發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)建設(shè)與經(jīng)濟利益、生態(tài)效益與經(jīng)濟效益發(fā)生沖突時,以生態(tài)發(fā)展、生態(tài)建設(shè)、生態(tài)效益優(yōu)先。只有確立了生態(tài)優(yōu)先原則,才能保證失衡生態(tài)—經(jīng)濟系統(tǒng)的恢復(fù)和重建,保證生態(tài)—經(jīng)濟系統(tǒng)的再發(fā)展過程。在恢復(fù)和重建過程中,只考慮生態(tài)上的恢復(fù),而不考慮經(jīng)濟上的重建,很難為利益主體所接受,若不考慮經(jīng)濟利益,群眾沒有積極性,生態(tài)—經(jīng)濟系統(tǒng)的恢復(fù)和重建難以成功,生態(tài)的失衡和利益的失衡關(guān)系密切。在優(yōu)先考慮生態(tài)原則的前提下,應(yīng)該兼顧經(jīng)濟學(xué)原則,考慮利益主體的經(jīng)濟發(fā)展愿望和現(xiàn)實,兼顧經(jīng)濟效益。生態(tài)恢復(fù)就是生態(tài)目標和社會、經(jīng)濟目標之間的橋梁。我國的煤炭產(chǎn)量95%來自于井下開采,生態(tài)恢復(fù)的對象主要是采煤塌陷地,由于人多地少,強調(diào)土地的最終利用方向為農(nóng)業(yè)用地,特別是耕地,然而恢復(fù)為耕地代價高、周期長。目前,我國土地復(fù)墾率僅為12%,安徽省淮北市作為我國最早的土地復(fù)墾示范區(qū)之一,土地復(fù)墾率為50%,都遠低于發(fā)達國家的水平。因此,我國的生態(tài)恢復(fù)應(yīng)分階段實施,必須綜合分析研究塌陷區(qū)氣候、地貌、生物等多種自然因素和經(jīng)濟區(qū)位、人口、社會經(jīng)濟條件、種植習(xí)慣等多種社會經(jīng)濟因素。生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)要和地方經(jīng)濟發(fā)展相結(jié)合,否則,生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)也難以為續(xù)。另一方面,地方經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步也會促進生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù),從而實現(xiàn)和維持生態(tài)系統(tǒng)的功能和服務(wù)。煤后生態(tài)恢復(fù)的生態(tài)對策把采煤技術(shù)和生態(tài)恢復(fù)結(jié)合起來,不僅重視采煤后的生態(tài)恢復(fù),更要在采煤前對土地的破壞進行預(yù)測、在采煤中減少對土地的損毀,做到在發(fā)展經(jīng)濟的同時,將對環(huán)境的破壞降到最低。宜漁則漁,宜建之應(yīng)該確定不同的恢復(fù)目標,宜耕則耕,宜林則林,宜牧則牧,宜漁則漁,宜建則建。生態(tài)恢復(fù)的最終目標是實現(xiàn)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展,是生態(tài)目標、經(jīng)濟目標、社會目標的三維統(tǒng)一,即在恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的同時,實現(xiàn)社會和經(jīng)濟的良性發(fā)展?！?gs”技術(shù)生態(tài)恢復(fù)研究是生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、氣候?qū)W等多個學(xué)科的一個交叉點,應(yīng)用性很強,在未來的研究中必