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關鍵詞:煤礦;環(huán)境影響評價;生態(tài)影響評價;生態(tài)恢復
長期以來,煤炭都占據我國能源結構最主要的部分。雖然煤炭資源的大量開采會引發(fā)一系列的生態(tài)和環(huán)境問題,但在國際原油價格不斷上漲的壓力下,我國對煤炭的需求仍居高不下。煤炭資源的大規(guī)模開采,雖然在很大程度上滿足了我國經濟發(fā)展的需要,但引發(fā)的一系列生態(tài)環(huán)境問題也亟待解決。比如煤礦在生產營運期間對生態(tài)的影響,主要表現為開采作業(yè)對地形地貌的破壞、采空區(qū)的地表沉陷、水土流失的加劇和矸石等廢棄物的持續(xù)生態(tài)破壞等方面的影響[1]。因此,科學合理的對煤礦及相關作業(yè)區(qū)域進行生態(tài)影響評價,并提出切實可行的生態(tài)恢復措施變得尤為重要。
1 煤礦的生態(tài)影響評價
一般煤礦在開采的過程中造成的生態(tài)破壞,主要包括三個過程[2]:(1)煤礦的開采活動會對土壤造成直接的破壞,如破壞地表土層和自然植被等;(2)開采過程中產生的廢棄物(如矸石、表土等)堆棄需要占用大量的堆置場地,從而對原有生態(tài)系統(tǒng)造成破壞;(3)煤礦廢棄物中的有毒有害成分持續(xù)逸散,對周圍的土地、河流和大氣造成二次污染。
另外,開采廢棄物矸石的堆放等對生態(tài)環(huán)境還存在著一些潛在的影響,如局部的地表巖移和沉陷會在一定程度上加速地表巖土的侵蝕速度,并增加邊坡瀉溜、泥石流等地質災害的發(fā)生。
1.1 煤礦開采造成的地表塌陷的影響
煤礦的開采將使井田范圍內的地表形態(tài)和自然景觀發(fā)生一定的改變。在地表坡度較大的山坡、溝谷一帶,受沉陷影響出現裂縫、滑塌造成基巖、表土松動,可能導致土壤流失,植被立地條件喪失,造成植被死亡,主要對深根系植物造成較為嚴重的影響。由于沉陷造成的地表裂縫、臺階狀下沉等使得表層土壤松動,地表徑流系數增大,從而加劇水土流失。
1.2 煤礦開采對水土流失和土壤侵蝕的影響
煤礦的開采會對土地原有的水土保持功能造成破壞,地表擾動形成的面會增加土壤侵蝕量。矸石的運輸、卸載、推平、壓實等過程中可能擾動地表,引起水土流失;煤礦開采、工業(yè)場地建設及道路修筑等會造成區(qū)域內植被的破壞,從而改變土壤的結構,加劇水土流失。礦井采用的黃泥灌漿取土過程也會擾動地表、破壞地表植被,加劇礦區(qū)水土流失及土壤侵蝕。
1.3 煤礦開采對野生動植物的影響
煤礦開采會造成地表植被的破壞。矸石及生活垃圾等固體廢棄物、生產廢水、生活污水、粉塵等污染物都會對周圍的植被產生不良影響。嚴重時會造成植物群落發(fā)生變化,甚至某一物種的消失。煤礦開采對于野生動物的影響主要表現為地貌和植被的破壞使野生動物失去賴以生存的棲息地,人類的生產活動也會將野生動物驅逐出原有區(qū)域,引發(fā)野生動物的局部遷移,進而對群落組成和種群數量產生一定影響。
1.4 煤礦開采對自然景觀和生態(tài)功能的影響
煤礦開采改變了地表原有地貌和自然景觀,破壞了土地的完整性和原有動植物結構,打破了原有的生態(tài)平衡,進而影響該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的多樣性和穩(wěn)定性。在煤礦建設、營運期間,自然生態(tài)系統(tǒng)將轉變?yōu)槿斯ど鷳B(tài)系統(tǒng),該區(qū)域原有生物的生產力下降,加之人類活動大幅度增加,自然生態(tài)功能受到人為擾動、生物多樣性也在一定程度遭到破壞。
2 礦區(qū)生態(tài)恢復的探討
煤礦的開采、人類活動破壞了原有的自然生態(tài)景觀和生態(tài)功能。因此,加強礦區(qū)土地復墾、保護和恢復該區(qū)域原有的自然景觀的工作十分必要。采取有效措施,將保護和恢復措施相結合,以植被恢復為主,綜合各項防護措施,才能更好實現礦區(qū)生態(tài)恢復的目標。
2.1 加強礦井建設過程中的生態(tài)環(huán)境保護
在煤礦建設過程中應加強生態(tài)保護的管理,盡量少占、少破壞林木和土地,并對礦區(qū)周邊的植被做出一定的防護措施。施工營地、料場臨時占地及棄渣等的堆放場地也會破壞地表植被,在臨時占地結束后應及時進行植被恢復。另外,施工區(qū)域要及時進行灑水抑塵,防止揚塵對周圍動植物和工作人員健康產生危害。
2.2 地表沉陷防治措施
煤礦井工開采將形成大面積的采空區(qū)并引發(fā)地表沉陷,增設安全煤柱是確保安全生產和防止地表沉陷的有效手段。應嚴格按照安全生產的原則和設計規(guī)范要求在井田開采范圍內留設斷層煤柱、防水煤柱、井田邊界煤柱、工業(yè)場地煤柱和大巷煤柱。在采空區(qū)范圍內和將來出現的沉陷區(qū)范圍內設置地表移動觀測柱,定期記錄各沉陷敏感點的沉陷現狀,便于確定沉陷出現的具置、強度和時間,作為沉陷治理的重要參考依據。采取上述措施后可將項目采礦沉陷危害降至最低,減小沉陷對周圍環(huán)境產生的影響。
2.3 加強固體廢棄物的重點治理
煤礦開采過程中會產生大量的煤矸石。矸石山不僅占用大量土地,破壞地表植被,在其長期堆存的過程中,還會產生無組織揚塵及有害氣體的產生,因此必須采取有效措施重點治理。煤礦開采產生的煤矸石應盡量綜合利用,或采取土地復墾、綠化等生態(tài)恢復措施,防止生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化。
2.4 加大工業(yè)場地的綠化美化工程
由于礦井工業(yè)場地既是開采作業(yè)基地,又是工作人員的生活場所,所以更要加強水土流失防治和綠化美化工程,提高生活環(huán)境質量。根據工業(yè)場地布局特點,可以按功能分區(qū)進行綠化。生活區(qū)域可以栽植觀賞性較強的樹木、花卉等并輔以綠地,在場區(qū)圍墻內外兩側種植防護林帶,樹種宜選擇耐貧瘠、抗污染、吸塵、抗逆性強、生長快的當地適生樹種。
2.5 積極開展植被和生態(tài)恢復工程
由于煤礦開采而形成的大面積采空區(qū),使得該區(qū)域水源和土壤發(fā)生變化,地表植被也會因此衰退或死亡,面對這種情況應及時采取措施予以恢復。在生態(tài)恢復過程中可以選擇一些耐旱、耐貧瘠且生長速度快的作物或牧草,以便獲得持久的植被。在土地得到改善后,可以采用混播混種的方法使植被迅速覆蓋廢棄地,或以輪作、套作的方式使“種地、養(yǎng)地相結合”[3]。生態(tài)恢復工作還可以按原有喬、灌木的種類和疏密程度重新種植并進行封育,使植被數量和種類接近原有水平。煤礦的生態(tài)恢復工作應提早進行,不要等到礦井服務期滿才進行,進行生態(tài)恢復后的植被覆蓋率要接近開采前的水平,且植被的搭配合理協(xié)調,要保證物種的多樣性和穩(wěn)定性。
煤礦在制定開采計劃時應同時制定污染防治、生態(tài)保護及恢復計劃。煤礦在服務期滿后,必須落實污染治理和生態(tài)恢復計劃,采取復墾土地、植被恢復及水土保持措施,以減小對生態(tài)環(huán)境的破壞。通過采取合理、可行、有效的措施,將礦井開采對生態(tài)環(huán)境的影響程度降到最低,實現環(huán)境、社會及經濟的和諧、可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
[1]鄭麗華.煤礦開發(fā)生態(tài)環(huán)境影響評價[J].科技資訊,2013(14).
關鍵詞:礦產資源 生態(tài)環(huán)境 環(huán)境保護 環(huán)境恢復
中圖分類號:F062.2 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)05(a)-0084-01
查清礦產資源生態(tài)環(huán)境狀況,加強礦產資源生態(tài)環(huán)境保護和恢復治理,積極推進礦產土地復墾,有利于促進當地經濟社會的協(xié)調快速發(fā)展。目前我國礦產資源的開發(fā)力度在不斷加強,而礦山環(huán)境保護與恢復治理的力度卻沒有跟上,甚至遠遠落后于環(huán)境破壞的速度[1]。必須根據礦產資源生態(tài)環(huán)境現狀調查結果以及實際情況,因地制宜地開展環(huán)境保護與恢復治理工作。
1 深入開展礦產資源生態(tài)環(huán)境調查評價
1.1 實行礦產資源生態(tài)環(huán)境調查評價制度
建立健全并實行政府主導、礦產企業(yè)配合、社會參與的生態(tài)環(huán)境調查評價制度,對礦產資源開發(fā)區(qū)域開展定期、不定期的地質環(huán)境背景、開發(fā)活動對地質環(huán)境的影響、工礦廢棄地狀況、地質環(huán)境保護與恢復治理情況等調查評價工作,查清礦產資源生態(tài)環(huán)境現狀,分析存在問題及其變化趨勢,合理評價和劃分礦產資源生態(tài)環(huán)境影響區(qū)域,提出改善環(huán)境的對策建議,為因地制宜地開展礦產資源生態(tài)環(huán)境保護與恢復治理工作提供科學依據。礦產企業(yè)要依法加強礦山地質環(huán)境調查評價,制定礦山地質環(huán)境保護、土地復墾與綜合治理方案。
1.2 建立和完善礦產資源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系和管理信息系統(tǒng)
加強礦產資源生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測體系,特別是基層礦產資源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測機構的建設,建立重點區(qū)域和重點礦產資源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網絡,建立重點礦區(qū)礦產資源生態(tài)環(huán)境災害預警預報體系,及時預報信息,開發(fā)應用動態(tài)管理信息系統(tǒng),形成礦產資源生態(tài)環(huán)境及其災害監(jiān)測、預報、預警報告制度。
2 加強礦產資源生態(tài)環(huán)境保護的措施
把礦產資源生態(tài)環(huán)境保護作為開發(fā)礦產資源的必要條件之一。新建、改建、擴建礦產企業(yè)必須執(zhí)行礦產資源生態(tài)環(huán)境影響評價制度及建設用地地質災害危險性評估制度;提交的礦產資源開發(fā)利用方案中應包括水土保持方案、地質災害防治方案、土地復墾實施方案,制訂礦山地質環(huán)境保護的目標、措施和資金預算,經有關部門參與的規(guī)劃論證后作為申辦礦產企業(yè)許可證的依據。制定和完善礦產建設項目地質環(huán)境影響評價的指標體系和標準,切實加強礦產建設項目地質環(huán)境影響評價制度建設。禁止新建對地質環(huán)境產生不可恢復的、破壞性影響的礦產資源開采項目。
加強礦產資源生態(tài)環(huán)境保護的監(jiān)督管理。制定完善礦產資源生態(tài)環(huán)境保護與恢復治理的技術規(guī)范和標準,引導并強制礦產企業(yè)邊開發(fā),邊治理,預防為主,防治結合。實行礦產資源生態(tài)環(huán)境保護年度檢查制度和不定期抽查制度,生產企業(yè)應向國土資源主管部門報送反映礦產資源生態(tài)環(huán)境保護情況的年度報告,并接受監(jiān)督檢查。對不符合法律和政策要求,造成礦產資源生態(tài)環(huán)境破壞的,要依法查處,責令限期整改、達標,并按國家有關規(guī)定給予補償,逾期不能達標的,實行限產或者關閉。
2.1 新建礦產企業(yè)
必須符合礦產資源開發(fā)的環(huán)境準入條件,即必須具備經行政主管部門審批的礦山環(huán)境影響報告和礦山地質環(huán)境影響報告,并依法繳存礦山環(huán)境治理與恢復保證金。經審查,若礦產資源開采對環(huán)境影響和破壞較大或遭破壞后難以恢復治理,則實行環(huán)境一票否決制。嚴格實施“誰開發(fā),誰保護”、“誰污染,誰治理”、“誰破壞,誰恢復”的原則,落實礦產資源生態(tài)環(huán)境保護和修復責任制。在建設過程中,應嚴格執(zhí)行“三同時”制度。不允許在禁止開采區(qū)內勘查和開采礦產資源。
2.2 改擴建礦產企業(yè)
堅持礦產資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護并重的原則,落實礦產企業(yè)環(huán)境保護和恢復責任制,按有關規(guī)定繳存礦山地質環(huán)境治理與恢復保證金。在改擴建過程中,應嚴格執(zhí)行“三同時”制度,“三廢”排放總量應有效控制并達標排放。
2.3 生產企業(yè)
礦產企業(yè)應編制礦產資源生態(tài)環(huán)境環(huán)境保護專項規(guī)劃,落實保護和恢復責任制。礦產固體廢棄物、廢水及廢氣應按相關標準和規(guī)定處理達標后排放,對引發(fā)的地質災害應積極治理。生產中必須做到邊生產、邊恢復(治理),對治理不力、造成生態(tài)環(huán)境破壞的,應依法責令其停產整頓,直至吊銷采礦許可證。
3 礦產資源生態(tài)環(huán)境恢復治理和土地復墾
3.1 因地制宜地進行環(huán)境恢復治理
按照“誰破壞,誰恢復;誰污染,誰治理”的原則,必須依法明確責任,采取積極有效的措施,按期完成礦產資源生態(tài)環(huán)境環(huán)境恢復治理工作。造成地質環(huán)境破壞或引發(fā)地質災害的,應按照相關法律法規(guī)的規(guī)定及時處理。針對礦產資源生態(tài)環(huán)境問題的類型,依據其誘發(fā)原因的不同,有針對性地采用恢復治理措施和方法。
3.2 多渠道投資進行環(huán)境治理恢復
按照不同類型礦產資源生態(tài)環(huán)境恢復治理的責任區(qū)別對待,充分調動多元經濟成分投入環(huán)境恢復治理之中,加快環(huán)境恢復治理的進程。對于新建和生產企業(yè),全面實施環(huán)境恢復治理保證金制度。對已關閉企業(yè),要采取有力措施,通過競爭出讓復墾土地和整治工程使用權等方式,鼓勵多元化投資進行礦山地質環(huán)境恢復治理。
3.3 積極推進礦產資源土地復墾
要建立土地復墾監(jiān)管和監(jiān)測制度。新建企業(yè)沒有土地復墾方案不予受理開采礦產資源申請。加強生產企業(yè)對損毀土地的復墾,實行并完善損毀土地復墾的鼓勵政策,引導和鼓勵各方力量從事土地復墾,擴大投資主體范圍,加快廢棄地的復墾。明晰復墾土地的產權,在優(yōu)先安排農業(yè)利用的前提下,鼓勵多用途使用。
3.4 學習開采資源生態(tài)環(huán)境恢復治理經驗[1]
2010年全國礦山生態(tài)環(huán)境恢復治理現場會在太原召開,會議旨在探索強化煤炭資源開發(fā)生態(tài)環(huán)境保護監(jiān)管的制度與政策,學習和推廣山西在煤炭礦山資源開發(fā)中生態(tài)環(huán)境保護與恢復治理的先進經驗,推進建立礦產資源尤其是煤炭礦產資源開發(fā)和利用中生態(tài)環(huán)境保護與恢復治理的責任機制,進一步完善保證金制度,全面加強我國煤炭礦山和其他類型礦產資源開發(fā)中的生態(tài)保護與恢復工作。如平朔公司在資源開發(fā)的同時,不斷加大綠化復墾和環(huán)境保護力度,因地制宜大力發(fā)展綠色生態(tài)產業(yè),建設高標準的循環(huán)經濟示范園區(qū),加強與科研院所合作,采用多學科交叉融合、多專家聯(lián)手攻關的方式,不斷拓展和深化生態(tài)建設內容、層次,促進了綠色生態(tài)產業(yè)的發(fā)展。先后與多所院所院校共同承擔生態(tài)重建與土地資源綜合利用的多項國家自然科學基金課題,致力研制與應用新技術、新方法,通過采取綜合開發(fā)利用復墾土地、促進失地農民就業(yè)等措施,增強了企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。
關鍵詞:水土保持;生態(tài)修復
1 關于“生態(tài)恢復、生態(tài)修復”的理解
生態(tài)修復是指對生態(tài)系統(tǒng)停止人為干擾,以減輕負荷壓力,依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力與自我組織能力使其向有序的方向進行演化,或者利用生態(tài)系統(tǒng)的這種自我恢復能力,輔以人工措施,使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復或使生態(tài)系統(tǒng)向良性循環(huán)方向發(fā)展;主要指致力于那些在自然環(huán)境突變和人類活動影響下受到破壞的自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建工作。
目前學術上用的比較多的是“生態(tài)恢復”和“生態(tài)修復”,生態(tài)恢復的稱謂主要應用在歐美國家,在我國也有應用。而生態(tài)修復的叫法主要應用在日本和我國。關于“生態(tài)修復”一詞,近年來也不時見諸文獻報道,它和“生態(tài)恢復”一詞十分相近,有時互相通用也不會有什么問題,但“修復”一詞,帶有修理、整治、補償使之回歸原來狀態(tài)的意思,帶有更強的人為措施促進的含義。為加快水土流失治理,水利部提出治水新思路,把“生態(tài)修復”概念引進水土流失治理領域,表明了人們對水土流失的治理的認識逐漸從保水保土的層次提高到了生態(tài)學層次。
在生態(tài)修復的研究和實踐中,涉及的相關概念有生態(tài)恢復(Ecological Restoration)、生態(tài)修復(Ecological Rehabilitation)、生態(tài)重建(Ecological Reconstruction)、生態(tài)改建(Ecological Renewal)、生態(tài)改良(Ecological Reclamation)等。雖然在涵義上有所區(qū)別,但是都具有“恢復和發(fā)展”的內涵,即使原來受到干擾或者損害的系統(tǒng)恢復后使其可持續(xù)發(fā)展,并為人類持續(xù)利用。
2 水土保持生態(tài)修復是以生態(tài)恢復為目標的水土流失綜合治理
水土保持生態(tài)修復:指在特定的土壤侵蝕地區(qū),通過解除生態(tài)系統(tǒng)所承受的超負荷壓力,根據生態(tài)學原理,依靠生態(tài)系統(tǒng)本身的自組織和自調控能力的單獨作用,或輔以人工調控能力的作用,使部分受損的生態(tài)系統(tǒng)恢復到相對健康的狀態(tài)。
水土保持生態(tài)修復是獨具中國特色的概念,標志著中國治理水土流失的理念有了重大突破。水土保持生態(tài)修復概念的界定應符合中國的土壤侵蝕面積廣、類型多、強度大,經濟落后,人口眾多等國情。
我國是世界上自然生態(tài)系統(tǒng)退化和喪失很嚴重的地區(qū),土地荒漠化、沙塵暴、洪水災害、水資源短缺等,已嚴重威脅我國的社會經濟發(fā)展和國民福利。為此我國采取了一系列工程措施,如植樹造林、自然保護區(qū)建設、退耕還林等,但總體上我國的生態(tài)環(huán)境還是相當嚴峻。水土流失治理的對象是水土流失區(qū),也就是生態(tài)系統(tǒng)的退化區(qū)。依據恢復生態(tài)學原理,應該從滿足系統(tǒng)的功能、結構的恢復和改善并使之能自我維持的三方面要求上來采取綜合治理措施。通過水土保持生態(tài)修復,促進土壤肥力的提高、結構的改善、土地可持續(xù)利用;創(chuàng)造條件促進群落進展演替;采取措施加快系統(tǒng)物質和能量的轉化等,才能使部分受損的生態(tài)系統(tǒng)恢復到相對健康的狀態(tài)。
3 水土保持生態(tài)修復的技術方法
3.1 退化坡面生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復
我國是一個多山的國家,山區(qū)丘陵區(qū)約占國土面積的2/3,耕地面積1.33 億hm2,其中有坡耕地4667 萬hm2,占總耕地面積的35%。在山區(qū)丘陵區(qū),坡耕地是主要的農業(yè)生產場所。
退化坡耕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)修復:少施化肥,增施農家肥料;種植綠肥植物,增加固氮作物品種;輪作、套作,間種、混種;減少化學防治,增加生物防治;植等高植物籬等。退化林地、草地、荒地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)修復:在封禁的基礎上,補種鄉(xiāng)土樹種、草種。封禁時間的長短因生態(tài)系統(tǒng)類型、受損程度、氣候等因素的不同而不同,一般來說,喬木林、灌木林、草地生態(tài)系統(tǒng)可分別為8a 以上、5~8a、3~5a。一般坡度小于20°的坡地可修建成水平梯田;坡度小于10°的也可通過水土保持耕作措施,達到控制土壤侵蝕的目的。另外,對于坡度更大的坡地(>20°),就需建立水土保持林業(yè)生態(tài)工程。
水土保持林業(yè)生態(tài)工程就是在同一地塊上相間種植農作物和林木(含經濟林木和草),包括配置在緩坡耕地上的水流調節(jié)林帶、生物地?。ㄉ飰?、生物籬),配置在梯田地埂的梯田地坎防護林及坡地農林(草)復合工程。水流調節(jié)林帶能夠分散、減緩地表徑流速度,增加滲透,變地表徑流為土內徑流,阻截從坡地上部帶來的降雨徑流。多條林帶可以做到層層攔蓄徑流,達到減流沉沙,控制水土流失的目的。
3.2 退化河流生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復
在土壤侵蝕地區(qū),導致河流退化的驅動力主要有修路、開礦、河岸放牧、化肥與農藥的面源污染、工業(yè)廢水與生活污水的點源污染、過度捕魚等,對由于這些驅動力所導致的退化河流生態(tài)系統(tǒng)進行生態(tài)修復,最重要的是要減輕或解除導致河流生態(tài)系統(tǒng)退化的驅動力,讓河流休養(yǎng)生息。此外,還可采取如下兩種方法:①減少河流人工直線化的程度,增加河流彎曲度,以增加河流生境的多樣性,進而增加水生生物多樣性;②在河流兩岸種植生物隔離帶(種類和寬度應因地制宜),一方面防治面源污染,另一方面為河流水生生物增加營養(yǎng)源。
同時,合理開發(fā)利用水資源,實施生態(tài)應急補水工程,至少要滿足天然綠洲生態(tài)系統(tǒng)最小生態(tài)需水量;合理調整土地利用結構,適當減少人工綠洲面積,使人工綠洲和天然綠洲面積比例調整到1:1 左右。
3.3 退化礦山生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復
該生態(tài)系統(tǒng)的土壤、植物等組分完全受損,缺乏植物生長所需要的營養(yǎng)元素,對這種嚴重退化的生態(tài)進行生態(tài)修復,可采取的方法有:覆蓋土壤,對土壤進行物理處理,添加營養(yǎng)物質,去除有害物質,種植適應性強的先鋒樹種或草種、間種鄉(xiāng)土樹種或草種。植被恢復對于礦山生態(tài)恢復效果是十分顯著的。但這種生物措施必須與工程措施相結合,才能早日見效。開采前嚴格規(guī)劃棄土場、尾礦壩。根據礦場范圍內地形特點以及礦種、蘊藏量、開采方式等規(guī)劃棄土場。棄土場必須先設置攔沙壩(擋土墻),以控制植被恢復前水土流失。攔砂壩應根據棄土場地形以及每年棄土量而逐年加固加高。同時棄土場周圍要修防洪溝。尾礦壩必須納入整個工程預算之內,與主體工程同時施工,同時驗收投產,以減少對下游農業(yè)生產和群眾生活的危害。護坡護岸工程。礦區(qū)采場臺階、邊坡以及公路等附屬工程的邊坡,應全部規(guī)劃護坡工程,以防止采場及公路等出現滑坡、崩塌。同時礦區(qū)下游河道也要對河壩、河堤等加固、加高,經常清理河床淤積的泥沙石,以防洪水沖毀堤壩、農田、公路、橋梁、房屋等。
4 水土保持生態(tài)修復的途徑
4.1 “封禁”法―――生態(tài)自然修復該方法適用于受損程度較輕的生態(tài)系統(tǒng)。如封山禁牧、舍飼養(yǎng)畜、退耕還林還草、調整用地結構,以電代燃料、發(fā)展沼氣、生態(tài)移民等,這是生態(tài)系統(tǒng)恢復的最基本也是最重要的措施。
4.2 “封禁+補種”法―――自然和人工共同修復
通常選擇植物群落演替中的先鋒物種,它有較強的抗逆性、較強的生命力和再生能力,如南方的馬尾松、楊梅、沿海風沙區(qū)的木麻黃等,以此迅速形成利于植被進展演替的小氣候和生物環(huán)境。該方法適用于受損程度較重的生態(tài)系統(tǒng)。
4.3 “果―牧―沼、草―牧―沼”法―――人工強化促進
[關鍵詞]礦山;水土流失;防治措施
中圖分類號:TG333.7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)14-0343-02
前言:水土是國家各方面發(fā)展的重要資源,但由于種種原因我國的水土流失情況不容樂觀。而在礦山這一重要生態(tài)中,由于過度開發(fā),生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞,水土流失情況尤為嚴重。水土流失這一現象已經成為礦山生態(tài)環(huán)境治理中的重要問題。所以在礦山的挖掘過程中,我們需要了解當地的水土流失的具體情況,制定相應的保護措施,兼顧生態(tài)與經濟效益,堅持可持續(xù)發(fā)展的基本國策,去解決水土流失問題。
1.目前水土流失的特點
1.1人為因素居多
人們生態(tài)意識淡薄導致人為因素是造成礦山水土流失的最重要的因素,在礦山的開采過程中,植被被不斷的破壞,礦山的石頭、泥土都在外,經過長時間的風吹日曬,使礦山出現土壤疏松、巖石碎裂、地表土層稀薄等問題,再加上雨水的沖刷,使泥土更加松散,增加泥土流失速度。而且我國在礦山開采初期開采方法落后,對水土的保護措施實施不完善,從礦石開采、加工到運輸都進一步加重了對水土流失的加快起到了非常負面的影響,開采區(qū)、排土場、尾礦庫、工業(yè)場地及辦公區(qū)、礦區(qū)道路等都是水土流失的主要場所。
1.2危害性大
礦山的水土流失破壞生態(tài)環(huán)境,改變自然景觀,采礦作業(yè)及修筑礦山道路對地形地貌、地表組成物植被、土壤及巖層造成強烈破壞,大面積山體失去植被保護而引發(fā)水土流失,甚至出現裸巖礫石地帶,植被恢復困難,翠綠的山林“傷痕累累”,大面積的土地生態(tài)結構遭到破壞,生態(tài)失衡難以恢復。水土不斷不流失的同時也造成了土壤營養(yǎng)流失,礦山水土流失帶走了肥力強、顆粒細、有機質含量高的表土,使農作物生長所需的氮、磷、鉀等養(yǎng)分流失。同時礦山水土流失向下游溪河輸送大量泥沙,造成溪河淤積、抬高河床、河道變窄、排灌水渠和蓄水塘壩等水利設施遭受淤塞和毀壞,影響到局部區(qū)域的調蓄、灌溉和行洪能力,而泥沙中含有大量的金屬氮、磷元素,會對地表水體和地下水體造成重金屬污染和水體富營養(yǎng)化。
2.減少水土流失的方法
2.1提高群眾生態(tài)意識
人民群眾對這方面的認識不足,不知道如何保護生態(tài),是導致水土流失嚴重的主要因素,若要消除礦山水土流失對生態(tài)安全的威脅,首先要加大水土保持和環(huán)境保護等法律、法規(guī)的宣傳,提高全社會的水土保持和環(huán)境保護意識。另外各級領導干部對此的不重視也是導致這一結果的因素之一,加大宣傳力度強化全社會特別是引導各級領導干部對水土保持的認識增強其憂患意識使各級領導做重大決策或從事某種生產建設活動時自覺遵守水土保持法以確保生態(tài)效益不受損害和生態(tài)環(huán)境長治久安。從這兩方面一起下手才能真正讓水土流失問題得到全社會的關注,進而這一問題才能被更好地解決。
2.2采用防治措施
水土流失的防治一般從兩個方面出發(fā),只要做好這兩個方面的工作就可以極大程度上預防水土流失帶來的一系列問題。首先,在礦山開采時,對開礦區(qū)和生活區(qū)建設相應的擋土墻,根據礦山工程的位置和周圍的地形,設置不同的攔擋工程,如果是在采礦場和排土場,或者是尾礦庫等關鍵性的礦山區(qū)域,應該設置擋土墻并且排土場的角度應該通過嚴格的設計來確定,有效的保證排土場堆放角度不大于安息角,保證堆放的安全性。對部分坡度較大山體不穩(wěn)定的地段進行工程護坡,采取一些防護措施,如放坡、建立分級馬道、清破等措施。另一方面是要注意排水設施的建設,完善礦區(qū)內的排水系統(tǒng),也能減少礦區(qū)內的水土流失。根據礦山區(qū)水資源情況,完善其排水系統(tǒng),避免坡面的徑流沖刷地面,減緩礦山區(qū)水土的流失’影響礦山較大的坡面,應該設計相應的排水溝和截流溝,跟據集水面積、最大降雨量等來考慮水溝的斷面尺寸,同時充分考慮水溝的溝底坡度,以使水流能夠在不沖不淤的同時全部排走。在地表逕流上游修建永久性的排水溝,在平臺出水處設置永久性滯洪沉砂池,使其中產生的泥砂及時的沉淀,并且在水經處理達標之后方可排放。對影響礦山安全的坡面,根據坡長分段布設截流溝、排洪渠等工程。如果這些措施的實施對山體不穩(wěn)的現象解決效果不理想,就要結合山體的受力情況,就要相應的建混凝土框格,抗滑樁等工程措施。
2.3 利用植被
綠化礦山是水土保持的根本措施。以礦區(qū)為單元的植樹造林,陡坡山地退耕還林,營造水平梯田,修筑蓄水塘庫,覆蓋草被等綜合措施進行土地整治,選擇當地適宜礦山種植的喬、灌、草品種,如類蘆、葛藤、胡枝子、馬尾松等再造植被,修復生態(tài)景觀。對開采區(qū),排土場,尾礦庫的恢復在群落結構配置上以喬灌,喬草或以喬灌草結合為主。在遵循礦山植被選種原則的前提下,分別按生態(tài)恢復、景觀生態(tài)恢復模式,生態(tài)經濟林營建模式和公路景觀配置模式來復墾植被,提高生態(tài)、經濟和社會效益。對礦坑進行復田與綠化,在礦山結束后或生產礦山的某一地段、某一臺階結束后,必須對采礦區(qū)采取復田、復土、綠化、蓄水等綜合措施,促進生態(tài)進化。采取植物措施后,必須制定有效的養(yǎng)護措施,養(yǎng)護內容主要有蓋遮陽網、揭遮陽網、澆水、施肥、病蟲害防治、苗木支護和補植等。其中澆水、施肥和病蟲害防治是養(yǎng)護的關鍵。綠色礦山建設是我國生態(tài)建設的一個新舉措,只有依據治理和防護相結合,將礦山地質環(huán)境與植被恢復相結合,有效改善、恢復項目區(qū)生態(tài)環(huán)境,基本實現綠色礦山的治理目標。同時要注意的是礦業(yè)廢棄地植被重建后的生態(tài)系統(tǒng)是很脆弱的,任何對系統(tǒng)的自然和人為的干擾,都會對脆弱的生態(tài)系統(tǒng)構成威脅。所以要嚴格避免人為的干擾,同時讓自然的干擾達到最小,盡量保護好重建后的生態(tài)系統(tǒng)。
3.結語
礦山的水土保持是現在礦區(qū)發(fā)展中的重要問題,只有在開礦的同時保持水土不流失,我們才能大力開發(fā)礦產。我們現在應該根據不同礦山的具體情況采取不同的措施,防治與治理相結合有效地改善礦山水土流失嚴重問題。緩解由于資源嚴重缺乏帶來的抑制社會經濟發(fā)展的問題。建設綠色礦山生態(tài),有.效改善、恢復項目區(qū)生態(tài)環(huán)境,堅定不移的走可持續(xù)發(fā)路線。
參考文獻
關鍵詞 石漠化;綜合治理;植被恢復;技術體系
中圖分類號 S157.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)01-0234-03
石漠化(Rock Desertification)原名“石山化”,指石灰?guī)r山區(qū)植被強烈退化后巖石的現象。在我國南方地區(qū)碳酸鹽巖發(fā)育的喀斯特脆弱生態(tài)環(huán)境下,由于自然災害或人為干擾造成植被持續(xù)退化乃至喪失,伴隨而來的水土資源流失導致土地生產力下降,基巖大面積于地表,呈現出一種類似于荒漠景觀的土地退化過程[1]。同時,石灰?guī)r地區(qū)在較大降水量和降水強度的誘發(fā)下,土壤不斷侵蝕,極易造成水土流失和土地退化[2]。
在我國四大地質生態(tài)災難中,喀斯特石漠化地區(qū)是最難整治、最難擺脫貧困的地區(qū)。我國是一個巖溶大國,型、埋藏型,以及覆蓋型巖溶的面積總和達344萬km2,巖溶區(qū)的分布面積約占國土總面積的1/3,是世界上四大巖溶集中分布片區(qū)之一[3]。特別是在我國的西南地區(qū),喀斯特石漠化程度已經相當嚴重[4-5],其型巖溶區(qū)是全球三大碳酸鹽巖連續(xù)分布區(qū)之一,石漠化問題已嚴重制約該區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。我國的西南巖溶山區(qū)是全球三大巖溶集中連片區(qū)中面積最大、巖溶發(fā)育最強烈的典型生態(tài)脆弱區(qū)[6]。
從地質構造上而言,重慶市地處四川盆地東沿,位于大巴山斷褶帶、川東斷褶帶和川鄂湘黔隆起褶皺帶,地勢崎嶇、群山連綿、溝壑縱橫、峰巒疊嶂,生態(tài)系統(tǒng)異常敏感與脆弱,是我國重要的石灰?guī)r分布地區(qū),碳酸鹽巖出露面積3.20萬km2,占區(qū)域幅員面積的38.9%。重慶市境內40個區(qū)縣中有37個區(qū)縣均存在不同程度的石漠化,主要集中于渝東北和渝東南各區(qū)縣市,其中碳酸鹽巖面積占土地面積50%以上的區(qū)縣有萬盛區(qū)、南川、武隆、彭水、黔江、酉陽、秀山、巫溪和城口[7]。另一方面,重慶石漠化地區(qū)的地質地貌、水文、土壤和植被具有特殊的生態(tài)環(huán)境特征,如生境基巖、土體淺薄、土壤滲透嚴重、保水性差、土壤生態(tài)脆弱,加之石灰?guī)r地區(qū)的巖溶生態(tài)系統(tǒng)具有環(huán)境因子的利弊兼容性、生境的多樣性和嚴酷性、水分虧缺的異質性和派生性、環(huán)境的脆弱性和改造的艱難性[8-9]等,重慶地區(qū)石漠化問題已日益突出。同時,重慶地處三峽庫區(qū)腹心地帶,是全國石漠化綜合治理重點區(qū)域之一,近年來局部區(qū)域雖得到一定程度的治理,但總體趨勢仍在加劇。全市所有16個貧困縣和366萬貧困人口的95%均集中在巖溶石漠化地區(qū)。在生態(tài)環(huán)境保護與經濟建設的矛盾下,來自人口和資源利用的雙重壓力使得重慶市石灰?guī)r地區(qū)面對嚴重的石漠化現狀。因此,石漠化治理已成為重慶巖溶地區(qū)當前生態(tài)與環(huán)境建設的首要任務之一,有效治理重慶巖溶石漠化、恢復其生態(tài)植被至關重要。
本文立足于重慶,在綜述國內外對喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的石漠化治理的基礎上,綜合分析了3套我國目前采取的主要的石漠化治理措施及模式,并針對巖溶石漠化山地治理存在的問題提出一定的解決辦法,旨在為我國西南喀斯特地區(qū)的生態(tài)恢復和治理提供參考。
1 國內外石漠化治理進展情況
由于巖溶區(qū)的生態(tài)脆弱性,近年來,世界各國開展了一系列有關巖溶地區(qū)的石漠化研究治理工作。例如,從20世紀30年代起,加拿大政府開始在其東南部的布魯斯(Bruce)半島實行退耕還林制度[10];日本在秩父地區(qū)采取了工程措施恢復石灰?guī)r植被;澳大利亞用桉樹治理巖溶地區(qū)鹽堿化;法國以巖溶區(qū)建畜牧業(yè)基地;美國對田納西河流域石漠化開展綜合治理與開發(fā);瑞士則充分利用巖溶山區(qū)的景觀資源發(fā)展旅游業(yè)等[11]。縱觀各國,歐洲偏重巖溶區(qū)的礦地恢復,北美偏重巖溶區(qū)的水體和林地恢復,而新西蘭和澳洲則以巖溶區(qū)的草原管理為主??傮w而言,國外對巖溶區(qū)石漠化進行了深入系統(tǒng)的研究,已總結出一批較為成熟的石漠化生態(tài)治理模式。
我國對石漠化生態(tài)治理的研究始于20世紀80年代,主要圍繞云南、貴州、廣西等地的石漠化治理模式進行研究,并取得了一定效果。我國科技工作者和當地干部群眾一道,努力開發(fā)巖溶山地退化生態(tài)環(huán)境的綜合整治技術,具體包括表層巖溶水調蓄與開發(fā)技術、土壤改良與生物培肥技術、造林技術、栽培技術等。多種不同類型的整治模式的采用獲得了局部區(qū)域石漠化治理的成功,如節(jié)水農業(yè)型、林業(yè)先導型、異地移土型、上保中治下開發(fā)型、流域單元治理型、坡面生態(tài)工程型、環(huán)境移民型等[12]。但是,這些研究大多規(guī)模小、不系統(tǒng),缺乏持續(xù)性,因而尚未形成地方群眾能普遍接受的綜合技術體系,石漠化生態(tài)治理過程中的一些關鍵科技問題尚未得到有效解決。
2 我國目前采取的主要的石漠化治理措施
大量研究認為,巖溶區(qū)生態(tài)環(huán)境建設和石漠化治理的首要任務是植被恢復和重建[13]??λ固氐貐^(qū)植被恢復常用的主要途徑有2種:一是人工造林,即在破壞徹底、深度退化、土壤較少、自然恢復潛力較小的地段進行客土造林;二是封山育林,即對不能采取人工造林的地段,如石面、石縫、石溝等各種小生態(tài)環(huán)境,采用封山育林的方式恢復植被[14]。目前,石漠化治理的方式主要采取生物措施、工程措施以及生物措施與工程措施相結合的方法。生物措施主要是通過人為方式恢復地表植被,是恢復和重建巖溶石漠化地區(qū)的主要措施;工程措施主要用于防止巖溶石漠化地區(qū)的水土流失。對嚴重退化的巖溶石漠化區(qū)域,輔以工程措施、改善環(huán)境是非常必要的。山地石漠化的生態(tài)工程大體可分為調節(jié)型與修復型2類。
目前,我國較為成功的針對不同石漠化程度生境的植被恢復模式主要有如下3類。
2.1 巖溶石漠化山地封山育林的植被恢復模式
巖石率在70%以上的石山地區(qū),土壤很少,土層極薄,地表水極度匱乏,立地條件極差,基本不具備人工造林的條件。針對如此區(qū)域,采取全面封禁的技術措施,減少人為活動和牲畜破壞,利用周圍地區(qū)的天然下種能力,先培育草類,進而培育灌木,通過較長時間的封育,最終發(fā)展成喬、灌、草相結合的植被群落,提高喬灌草藤覆蓋率,控制土壤侵蝕,保持水土。在石漠化發(fā)生的初期,利用生態(tài)系統(tǒng)具有的自我恢復特性,采取封山育林的辦法效果明顯。如廣西壯族自治區(qū)馬山縣石灰?guī)r溶區(qū)封山育林3年后,植被覆蓋率提高10%~30%,6年可基本達到郁蔽[15]。一般喀斯特石質山地封山育林3~4年后,群落蓋度將平均增長32.8%[16]。
2.2 巖溶石漠化山地喬灌混交防護林的植被恢復模式
巖石率為50%~70%的半石山及部分條件相對較好的石山,土層相對較厚,存在部分灌木或具有天然下種的條件。對這類地區(qū)采取天然更新、人工造林相結合的措施,通過“栽針(葉)、留灌(叢)、補闊(葉)”或“栽闊、撫灌”的措施形成復層喬、灌、草混交林,人工造林的樹種可兼顧當地有經濟價值的用材樹種、薪炭林,甚至油料林。此外,人工栽種適宜當地的喬、灌鄉(xiāng)土樹種可以明顯加速植被的正向演替進程,有利于對巖溶石漠化地區(qū)的生態(tài)恢復。例如,金小麒[17]表明,在貴州省凱里、黃平等地的白云質石灰?guī)r山地的恢復植被實踐中,由草被演變?yōu)樘俅坦鄥布s8~10年,再演替為萌生灌叢約7年,再演替為疏林7~10年,進而演替為喀斯特森林又約9年,即由灌叢草被演替為喀斯特森林需要35年。
2.3 巖溶石漠化山地生態(tài)經濟林的植被恢復模式
巖溶山地中下部地區(qū)坡度相對平緩,裸巖率一般在30%~50%,有一定的藤刺草灌甚至喬木樹種分布,自然條件相對較好,因而在這種地區(qū)應以種植經濟樹種為主,通過以生態(tài)經濟型林草為核心的植被恢復重構巖溶石漠化山地頂級植被群落,改善巖溶石漠化山地的生態(tài)環(huán)境。例如,在貴州巖溶石漠化地區(qū),建立以喜鈣、耐旱、水土保持效果好的多年生植物——頂壇花椒(Zanthoxylum planispinum var.dingtanensis)為主,具有喀斯特峽谷特色的農業(yè)可持續(xù)發(fā)展模式已成為恢復與重建喀斯特峽谷生態(tài)環(huán)境的有效途徑。同時,還可通過栽植高抗高效益型物種,如構樹(Brouss-onetia papyrifera)、桑樹(Morusalba)、香椿(Toonasinensis)、金銀花(Lonicera japonic)等石漠化地區(qū)優(yōu)良適生植物種類,加快石漠化地區(qū)的治理進程和成效。
3 巖溶石漠化山地治理存在的問題與解決辦法
盡管社會各界對我國巖溶石漠化問題高度重視,并針對不同巖溶環(huán)境類型及石漠化發(fā)育程度采取了相應的生態(tài)和工程治理措施,并取得了很大進展,但巖溶石漠化治理成效并不明顯,不少巖溶地區(qū)的石漠化仍在不斷加劇。與之相反,國外的巖溶石漠化治理成效卻已相當明顯。縱觀多年來國內外的巖溶石漠化治理進程,不難發(fā)現,導致我國巖溶石漠化治理成效不顯著的關鍵原因是缺乏真正實質性的喀斯特生態(tài)系統(tǒng)綜合管理。
喀斯特生態(tài)系統(tǒng)綜合管理(Integrated Karst Ecosystem Management),是將喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的土地、水、生物資源和土著居民進行綜合管理的策略,目的是采用一種公平的方法促進喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的保護和持續(xù)利用[18]??λ固厣鷳B(tài)系統(tǒng)綜合管理要求綜合對待喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的各組成成分(包括土著居民),綜合考慮社會、經濟、自然(包括環(huán)境、資源和生物等)的需要和價值,綜合采用多學科的知識和方法,綜合運用行政的、市場的和社會的調整機制,來解決喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的資源利用、生態(tài)保護,以及生態(tài)系統(tǒng)退化的問題,以達到創(chuàng)造和實現經濟的、社會的和環(huán)境的多元惠益,實現人與自然的和諧共處。因此,喀斯特生態(tài)系統(tǒng)綜合管理特別強調生態(tài)環(huán)境正義、生態(tài)環(huán)境公平(包括代內公平、代際公平、種際公平和區(qū)際公平)與生態(tài)環(huán)境秩序(包括維護生態(tài)安全和生態(tài)平衡);生態(tài)基礎制約與環(huán)境承載力有限;熱愛自然、尊敬生命和保護環(huán)境;人與自然和諧相處、人與人和諧相處等原則和理念。因此,必須通過系統(tǒng)分析,界定和識別與特定喀斯特生態(tài)系統(tǒng)相關的多個利益相關體,采用恰當的激勵機制,充分吸納各個不同層級的利益相關體最大程度地參與喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的綜合管理。同時,運用人與自然耦聯(lián)系統(tǒng)(Coupled Human and Natural Systems,CHANS)理論[19]來探明喀斯特生態(tài)系統(tǒng)中,人與喀斯特生態(tài)系統(tǒng)在時間層面、空間層面與組織層面上的耦聯(lián)關系,著力提高當地群眾的理解接受能力與運用環(huán)境友好型的持續(xù)性管理方式的能力,在充分考慮喀斯特生態(tài)系統(tǒng)自回復力(Ecosystem self-resilience)的基礎上,采取切實有效的適應性管理方式(Adaptive management),對喀斯特生態(tài)系統(tǒng)進行真正實質性的綜合管理。
然而,盡管較多的“喀斯特山地退化生態(tài)系統(tǒng)綜合整治技術與模式”方面的項目工作已被或正在被實施,但未達到真正意義上的喀斯特生態(tài)系統(tǒng)綜合管理的要求。就我國巖溶石漠化地區(qū)的實際情況而言,切實解決好當地群眾的替代性生計問題乃是喀斯特生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)恢復的重要前提。
4 展望
石漠化問題已在全球范圍內日益突出,并引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境、社會及經濟問題。在氣候變化加劇、人口快速增長與社會迅猛發(fā)展的大背景下,巖溶石漠化治理將是一個艱巨而長期的過程。盡管已有一些成熟的巖溶石漠化治理技術方法,但只有把喀斯特生態(tài)系統(tǒng)作為一個有機的整體,充分調動各方力量、整合各方資源,科學地進行綜合開發(fā)治理,方能最終達成石漠化生態(tài)系統(tǒng)正向演替的目標[20-21]。
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關鍵詞:礦區(qū)廢棄地;生態(tài)恢復
中圖分類號:X171文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)03(a)-0000-00
1 前言
礦區(qū)廢棄地是指在礦產開采過程中被開采活動所破壞、不通過處理而無法使用的土地。主要包括:露天礦的外排土場、煤礦的矸石山、尾礦庫、井工礦形成的采空區(qū)和塌陷區(qū),以及礦區(qū)輔助建筑占用后廢棄的土地。
廢棄地的產生帶來諸多生態(tài)環(huán)境問題,主要表現為:占用和破壞大量土地資源,尤其是寶貴的耕地資源;水土流失和土地沙化;尾礦庫重金屬污染水體和土壤;矸石山自燃污染大氣環(huán)境。
2 我國礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復現狀
1988年出臺的《土地復墾規(guī)定》,使我國礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工作開始步入法制軌道,使礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復的速度和質量都有較大的提高,但仍存在較多問題,主要表現在以下幾個方面。
(1)小型礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復率幾乎為零。對我國389座鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦區(qū)調查表明,鄉(xiāng)鎮(zhèn)小型礦區(qū)對土地破壞十分嚴重,且基本未對廢棄地進行生態(tài)恢復,恢復率幾乎為零 [1]。(2)片面強調植被覆蓋率。目前我國生態(tài)恢復工作只強調植被的覆蓋率,把覆蓋率作為評價生態(tài)恢復工作的唯一指標,而忽視動植物和微生物種類的多樣性,以及生態(tài)恢復后的環(huán)境效應、水土保持情況和經濟的可持續(xù)性。(3)忽視生態(tài)系統(tǒng)對多樣性的要求。目前我國人工建設的礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)往往物種單一、年齡結構大體相同、空間排列整齊有序,而天然的生態(tài)系統(tǒng)具有多樣性,包括物種組成、空間結構、年齡結構以及資源利用上的多樣性等,這樣才能為多種動植物和微生物提供各種各樣的生存條件[2]。(4)大量使用外來物種。礦區(qū)生態(tài)恢復過程中,為追求高的植被覆蓋率往往大量引進生命力強的外來物種,造成外來物種入侵,排擠當地土著植物物種。
3 礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復措施
3.1 廢棄地土壤改良
廢棄地土壤由于采礦活動對地表的破壞,以及排土場、矸石山和尾礦庫堆積造成的污染,使得廢棄地土壤缺乏植物生長所必需的營養(yǎng)物質,給生態(tài)恢復帶來不利影響。因此,土壤改良是礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復的前提。目前可采取的土壤改良措施有:
(1)客土覆蓋。選擇合適的取土場,在不破壞取土場土地的情況下,取適量土壤覆蓋在需要恢復的廢棄地上。該方法簡單有效,但費用高,適用經濟條件較好的礦區(qū)。(2)土壤增肥改良。大部分礦區(qū)廢棄地土壤缺乏氮、磷等營養(yǎng)物質,需要向土壤中添加營養(yǎng)物質,改良土壤的物理化學性質,使土壤適合植物生長,加快生態(tài)恢復進程。土壤增肥改良主要有兩種方法,一種是添加肥料,一種是生物固氮。
添加肥料可以施加化肥,也可以施加有機肥,由于有機肥比化肥對植物能起到更好更持久的助長作用,因此添加有機肥能更好的起到改良土壤的效果。
生物固氮是利用對極端生境條件有耐性的固氮植物、固氮微生物、菌根真菌來改善礦區(qū)廢棄地的土壤理化性質[1]。在毒性較低的廢棄地,利用生物固氮可以很好的替代化肥和有機肥,具有較好的技術性和經濟性。
3.2土壤重金屬的污染治理
尾礦庫和矸石山含有大量重金屬,通過淋溶等途徑造成礦區(qū)土壤重金屬污染。重金屬土壤污染的治理技術包括物理法、化學法和生物法[3]。其中,生物法是目前研究較多的土壤重金屬污染治理技術,是指利用生物的生命代謝活動減少土壤中有毒、有害物質的濃度,使其無害化,從而使被污染的土壤能夠部分或完全恢復到原始狀態(tài)[4]。相比其他土壤污染治理技術,生物法修復的效率高、成本低,而且不會造成二次污染。
3.3 植被恢復
選擇合適的植物物種是生態(tài)恢復的關鍵因素。一般根據植被恢復的目標和當地的氣候、土壤等自然條件來確定植物物種,選定的植物應以鄉(xiāng)土物種為主,同時要求所選物種具有較強的適應能力。一般具有固氮能力、根系發(fā)達、耐貧瘠、播種栽植較容易等特征的植物,比較適合作為植被恢復的先鋒品種。
選擇優(yōu)良的植物品種只是植被恢復工作的一部分,植被恢復的目的是維持植被的覆蓋度,建立能夠自我調節(jié)的生態(tài)系統(tǒng)。根據生態(tài)學原理,植物搭配要保持植物品種的多樣性,合理配置喬、灌、草、藤,建立起來的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性及可持續(xù)性比單物種或少物種的效果好[5]。因此,在植被恢復過程中,按照自然生態(tài)系統(tǒng)的結構,合理配置草、灌和喬木種植比例,同時對植被空間進行優(yōu)化配置,使人工恢復的植被最終形成一個接近自然的良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)。
3.4 綜合生態(tài)農業(yè)
在礦區(qū)廢棄地發(fā)展復合生態(tài)農業(yè),打破傳統(tǒng)農業(yè)的單一種植模式,還可針對不同的廢棄地特點,選擇不同的生態(tài)農業(yè)模式。如在非積水穩(wěn)定沉陷區(qū),可以建設大棚或地膜覆蓋栽培蔬菜等設施農業(yè)模式;在積水沉陷區(qū),可以利用積水的優(yōu)勢,建設“農-漁-禽”農業(yè)模式;在復墾后土壤肥力較差、土地生產能力不強的廢棄地,建設“林果-畜禽”農業(yè)模式。
對山西省王莊煤礦生態(tài)恢復模式的研究表明[6],綜合生態(tài)農業(yè)用于礦區(qū)廢棄地恢復有著很好的經濟、社會和環(huán)境效益。
4 結論與建議
為有效的對礦區(qū)廢棄地進行生態(tài)恢復,必須分析廢棄地的立地條件,了解植被成長的限制性因素,選擇合適的土壤改良措施。在選擇先鋒植物時應優(yōu)先考慮當地物種,盡量滿足生態(tài)系統(tǒng)對物種組成、空間結構、年齡結構上的多樣性以及資源利用上的多樣性的要求。完善生態(tài)評價系統(tǒng),以完整性、連續(xù)性和恢復生態(tài)系統(tǒng)功能并使系統(tǒng)達到能自我維持狀態(tài)為礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復的目標,而不是單純的追求植被覆蓋率。
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作者:吳萬剛 何飛飛 鄒冬生 單位:湖南農業(yè)大學東方科技學院 湖南農業(yè)大學生物科學技術學院
土壤瘠薄,基巖,水土流失嚴重由紫色頁巖為母基發(fā)育形成的紫色土土壤,土層淺薄,土壤層多為30cm以下,石礫含量大,母巖經常顯露,有的區(qū)域幾乎無土壤發(fā)育層。主要體現在:①紫色土的有效養(yǎng)分很低[3],有機質含量較低,一般在1.78%,全N含量低,缺P嚴重,全P僅0.028%,速效P僅4×10-6,但全K與速效K含量較高,全K為2.09%,速效K約為100×10-6mg/kg。②紫色頁巖風化迅速,崩解強烈,母質侵蝕突出。其物理風化迅速,風化崩解形成的巖屑成為徑流夾帶泥沙的來源,雨季初期降雨徑流將春季風化的巖屑沖刷流走后,新風化的巖屑又為下一次降雨徑流所沖走,如此風化一層,侵蝕一層,循環(huán)往復交替,使其水土流失愈來愈嚴重。③表面徑流系數高,侵蝕坡耕地,通透性較差。紫色土土層大多淺薄,富含母質碎屑,有機質含量少,結構水穩(wěn)性弱,易分散懸浮,抗蝕力和抗沖力均弱,容蓄水量少,此地區(qū)常年雨量集中,暴雨較多,以致紫色丘崗水土流失嚴重。
生態(tài)植被恢復是以恢復適宜的頂級植被為目的,而頂級群落又是在沒有人類干擾,以及不同的氣候、母巖、土壤和濕度條件造就的相應的植被群落[4]。因此,對荒坡地進行生態(tài)植被恢復時,應考慮到所恢復地帶的自然頂極植被類型,“尊重自然”與“改造自然”同等重要的辨證關系,這樣才能形成適合當地環(huán)境的植被。筆者認為,應從集生態(tài)效益、經濟效益和社會效益于一體入手,采用人工恢復與自然恢復相結合的方法,使紫色土土壤生態(tài)植被“短、平、快”地恢復。劃分適宜的生態(tài)植被恢復區(qū)域由于衡陽地區(qū)內的紫色土土壤生態(tài)環(huán)境較脆弱,因此,應根據不同氣候、水文條件和土地類型等因素因地制宜地進行科學地分區(qū)規(guī)劃,按照喬、灌、草合理配置和農、林、牧相互結合原則,分階段、分步驟、分類型地實施建立各生態(tài)植被恢復區(qū)。主要可分為:①退耕還林(草)區(qū):即在25度以上坡地上,有計劃有步驟停止耕種,因地制宜地封山、造林、種草和荒坡禁牧,進行林草恢復建設;②防護林區(qū):指已成形的森林、林木和灌木叢區(qū);③用材林區(qū):以生產木材為主要目的的森林和林木上用材林區(qū);④經濟林區(qū):指以生產果品、食用油料、飲料、調料、工業(yè)原料和藥材等為主要目的的林木區(qū);⑤薪炭林區(qū):是指以生產燃料為主要目的的林木區(qū);⑥特種用途林區(qū):是指以國防、環(huán)境保護、科學實驗等為主要目的的林木區(qū)。遵循原生演替規(guī)律,構建山區(qū)植被恢復模式原生演替是指在無外力作用下進行的演替,一般可分為5個階段[5]:裸巖地衣苔蘚草本木本。根據衡陽地區(qū)紫色土壤的山地生境,植被群落正處于“草本木本”的演替階段。然而,有些地域是順行演替,有些地域是逆行演替。故針對實際情況可采取以下四步驟植被恢復模式:一是種植先鋒灌木、草。育灌適用于裸巖地及極端瘠薄的粗骨粒土地條件,在有土的地方,撒播生命力強的草本及灌木種子。嚴禁割草除灌、放火燒荒、開荒放牧等現象,實行全面封禁措施,使土壤立地條件逐步得到改善。由于先鋒樹種具有發(fā)芽迅速、幼苗生長快、耐日灼、耐霜凍等特性,能較快地適應環(huán)境條件并且迅速生長成林。當灌木或草本生長到一定階段,即覆蓋度達到40%以上,土壤的立地條件得到改善后,再種植先鋒樹,一般多選用刺槐、蘆竹等耐旱、耐瘠、繁殖能力強的樹種,以此來改良紫色土土壤結構,并為下階段的喬木適宜生境創(chuàng)造條件。二是栽種亞熱帶針葉林。當先鋒樹成林后,紫色土土壤立地條件相對會得到改善,在郁閉度達到0.3以上后,就具有了喬木良好生長的生境條件,適宜針葉樹種的正常生長發(fā)育。此時,應根據實際情況適時大面積栽種松柏、油松、松杉等耐旱、主根深且水分蒸發(fā)量較少的亞熱帶針葉樹種,建立針葉林山體帶,以此來改良紫色土土壤的結構和調節(jié)荒坡地的小氣候條件。三是栽種水果型經濟林木。水果型經濟林木集生態(tài)效益、經濟效益和社會效益于一體。當亞熱帶針葉樹成林后,可在其行間栽種較耐庇蔭的水果型經濟林樹種,如棗樹、板栗、枇杷等,逐步形成針闊混交林。四是去除針葉樹,留水果型經濟林木。水果型經濟林木樹種與針葉林樹種比較,有生長速度快、抗病蟲害能力強、自然枯損現象較小及經濟效益高等優(yōu)勢?;诖?,可通過擇伐去除針葉林樹木的措施,用以保證頂級生態(tài)群落的良好生境條件,促使水果型經濟林木的早日形成。采用適宜的紫色土區(qū)生態(tài)植被恢復技術措施適宜的紫色土區(qū)生態(tài)植被恢復技術措施主要包括以下三種:一是施用土壤改良劑技術。為了提高造林成活率和保存率,應對紫色土土壤施用土壤改良劑。陳萌[6]等人試驗結果表明,聚丙烯酰胺、聚乙烯醇樹脂和腐殖酸鈉能改良紫色旱地土壤結構等物理性狀。由于聚乙烯醇樹脂可降低土壤的相對蒸發(fā)強度,聚丙烯酰胺能有效地抑制土壤水分的蒸發(fā),且在質地偏砂性土壤上的效果更好,蒸發(fā)量減少率達到34%左右。這三種聚合物混合使用后,能促使分散的土粒形成微團聚體,并進一步團聚成大團聚體,增加土壤中水穩(wěn)性團聚體的數量和質量,致使土壤總孔隙度、傳導孔隙度和有效水貯存孔隙度大大增加,無效孔隙減少,從而提高植被恢復效率。二是應用生根粉造林技術。生根粉能通過強化、調控植物內源激素的含量和重要酶的活性,促進生物大分子的合成,誘導植物不定根或不定芽的形成,調節(jié)植物代謝強度,達到提高育苗、造林成活率及作物產量、質量和抗性的目的。主要施用法為:①速蘸法:將幼苗浸于生根粉含量為500~200mg/kg溶液中30s后再移栽;②浸泡法:用3號生根粉,含量100mg/kg,浸泡24h,含量200mg/kg浸泡4~8h,再移栽;③粉劑處理法:移栽前先將幼苗基部蘸濕,再將生根粉涂于其基部,然后進行移栽;④葉面噴施法:將生根粉稀釋成10mg/kg或40mg/kg藥液后,直接噴灑在植物的葉面上。此法簡便易行,在生產中使用十分廣泛。三是采用固體水造林技術。固體水[7]是一種集微生物和化學技術為一體的生態(tài)環(huán)保產品,為凍狀膠體形式存在的束縛水,含水量為98%以上。當它與土壤中的微生物接觸時,固體水就會以一定的速度分解為液體水,供植物根系吸收利用,供水時間可長達3個月之久,被植物的吸收率達95%以上。由于固體水本身具有無毒、無味、不揮發(fā)、100℃不融化、0℃不結冰、分解后無殘留、不污染土壤、對人畜沒有任何危害等特性,故有利于植樹造林。栽植方法:將固體水香腸式包裝的一頭切開,切口朝向樹根,傾斜植入樹木根部,然后將樹根和固體水一起覆土,澆一次正常的啟動水,水滲透后封穴。坡地植樹要將固體水從上坡處植入,多風地段要將固體水從來風方向植入,效果較好。
根據衡陽紫色土區(qū)自然環(huán)境特點和原生演替規(guī)律,提出了植被生態(tài)恢復模式和土壤改良技術。通過構建合理的植被恢復模式,提高紫色土區(qū)植被覆蓋率、減輕水土流失、防止地力退化等措施,改良紫色土區(qū)植被生態(tài)恢復途徑;通過選擇先進的植被恢復技術措施,改良土壤結構、增強植被生根能力和提高水分利用率等方法,增強紫色土區(qū)植被生態(tài)恢復能力。該措施和方法簡單易學、易行、易推廣,且靈活多樣可靠性強,利于南方紫色土區(qū)新農村經濟建設的科技管理與規(guī)劃。
1、對濕地退化狀況的調查及評價
對濕地的退化狀況進行調查和評價,以明確造成該濕地退化的原因、恢復潛力等
2、確定濕地恢復區(qū)域
要選擇一個恢復區(qū)域,首先要確定該恢復區(qū)屬于地方、省級還是國家級優(yōu)先恢復區(qū)域要在一系列的恢復地點中選擇最佳的恢復區(qū)域,需要考慮以下四個因素:水文條件、地形地貌條件、土壤條件、生物因素
3、濕地恢復區(qū)域的本底調查
在設計一個恢復項目之前,應該對恢復區(qū)域進行本底調查和評估,以便了解該區(qū)域過去和現在的狀況,恢復區(qū)域在過去是否屬于濕地范疇,如果屬于濕地,確定是哪些因素導致了濕地的退化或者喪失,特別是恢復區(qū)域過去的水文要素、植被的分布格局、地形地貌、物種對棲息地的需求等?恢復區(qū)域現在的狀況如何?
4、確定濕地恢復的目標
就是對濕地恢復項目預期的結果的陳述,它反映了開展?jié)竦鼗謴晚椖康膭訖C根據不同的地域條件,不同的社會、經濟、文化背景要求,濕地恢復的目標也會不同有的目標是恢復到原來的濕地狀態(tài),有的目標是重新獲得一個既包括原有特性,又包括對人類有益的新特性狀態(tài),還有的目標是完全改變濕地狀態(tài)等
5、使用參照地點
即在該區(qū)域中能代表恢復濕地類型的受干擾最小的濕地,以此來替代恢復區(qū)域退化之前的濕地狀態(tài)
6、選擇恢復方法
濕地恢復的最佳方法就是在盡可能的情況選用最簡單的恢復方法,因為越復雜的恢復方法,越容易在某個環(huán)節(jié)出現偏差采用破壞性最小、最為生態(tài)的方法最容易實現恢復目標在實施更多的人為干預之前應考慮采用自然恢復方法如果一些自然過程不能采用自然恢復方法,應更多地考慮采用生物工程,而不是傳統(tǒng)的工程措施
7、實施濕地恢復工作
按照生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建原則,對濕地生態(tài)系統(tǒng)的功能設計、風險評價及恢復與重建指標體系等對策與方法進行全面規(guī)劃和研究在濕地恢復方案實施過程中,要利用和發(fā)展新技術,把濕地的恢復范圍從局部擴大到整個流域,最終實現景觀水平上的恢復
8、濕地恢復的監(jiān)測
在濕地保護和管理的各種方法策略中,特別在評價管理行為的成功性方面,監(jiān)測都起著重要作用在濕地恢復規(guī)劃制定以后,恢復的監(jiān)測方案便應同時完成,包括監(jiān)測方法、監(jiān)測指標、實施路線、采樣頻率和強度等通常情況下,濕地恢復前和恢復后的監(jiān)測都是必要的
9、濕地恢復的長期管理
濕地生態(tài)系統(tǒng)是一個不斷與周邊環(huán)境發(fā)生響應,并隨時發(fā)生演變和變化的生態(tài)系統(tǒng)濕地恢復措施完成后,僅僅是一個成功的濕地恢復項目的開始,還需要對恢復濕地進行長期管理,以便使其發(fā)揮預期的生態(tài)功能,并使人為影響達到最小化長期管理通常需要維護現有的各種設施和設備,如水利設施、監(jiān)測設施等,對生物群落和植被類型的長期管理,解決入侵物種或沉積物過量的問題,解決一些非預期的事件
【關鍵詞】風電場;周邊生態(tài)環(huán)境;影響;恢復措施
風能是一種比較常見的自然能源,具有可再生和清潔的特點。在當前能源形勢日益緊張的環(huán)境下,風能以及太陽能等新能源成為能源開發(fā)的重要方向,就風能而言,發(fā)電是其最主要的利用方式,不會產生有害物質,具有較高的環(huán)保價值。盡管如此,但風能發(fā)電也是人類對自然環(huán)境的一種干預,所以仍然會對周邊的局部環(huán)境和生態(tài)造成一定的影響。隨著近幾年風力發(fā)電的迅速發(fā)展,風電場的數量不斷增加,其建設過程對周邊生態(tài)環(huán)境產生的影響也逐漸引起業(yè)界的普遍關注,相關的研究也在深入。本文以我市某風電場為例,對風電場建設與生態(tài)環(huán)境的關聯(lián)從如下兩個方面的進行了具體討論。
1風電場建設對周邊生態(tài)環(huán)境產生的具體影響
1.1對自然環(huán)境造成的影響
在建設風電場時,工程施工包括了很多內容,例如修建道路,做好塔架基礎建設,鋪設電纜溝等,都會涉及到土方開挖。土方開挖的諸多施工行為,會增加風電場周圍環(huán)境的大氣問題,產生沙塵污染。同時,在施工過程中會經常使用機械設備,有很多器械排放的尾氣也是大氣污染的重要影響因素。除了大氣污染之外,風電場建設施工還會導致水體污染、噪聲污染以及固體廢棄物污染等。其中水體污染主要是建設期的施工廢水,例如沖洗攪拌機和混凝土車輛,對相關施工的機械設備進行日常維護等;當然也有施工人員產生的生活污水。施工車輛和機械是噪聲污染產生的主要來源;而固體廢棄物污染則源于生活垃圾和廢土。
1.2對生態(tài)環(huán)境造成的影響
風電場建設對生態(tài)環(huán)境造成的影響可以從如下兩方面:第一,對土壤植被的影響。這一影響也分為兩種,一種是臨時性的,例如草地、林地和耕地等,還有施工中的堆土場、道路和施工區(qū)域,都屬于臨時占地。在這些被占的徒弟區(qū)域內,植被等會因為施工活動遭到一定的破壞,施工器械的活動作業(yè)也會碾壓地表植被,破壞其正常生長。還有一種就是永久性的侵占,這一類型主要包括發(fā)電機組、升壓站、風電場內的道路維修、輸電線的塔桿基礎等,呈點狀或者線狀分布,損失的植被面積和總量相比,數量并不多。第二,對周邊鳥類棲息和野生動物的影響。有的鳥類和野生動物可以慢慢適應周圍環(huán)境的改變,但是也有一部分會選擇放棄,遷移到風電場之外的區(qū)域,對周圍環(huán)境的生物性產生了一定的影響。同時,有的風電場基塔的建設區(qū)域是鳥類密集區(qū),導致基塔遭受鳥類撞擊的風險增加。但是我市在建設該風電場時,經過調查發(fā)現,廠區(qū)內并沒有珍稀鳥類的活動,所以這一影響并不突出。
1.3對水土保持造成的影響
統(tǒng)計數據顯示,該風電場水土流失的預防范圍大約有34公頃,包含了風電場的建設區(qū)域,約21公頃,還有就是直接影響區(qū),即可能產生水土流失的區(qū)域,約13公頃。其中水土流失的主要區(qū)域是道路施工區(qū),約占總面積的60%。由此可知,要預防和治理水土流失,關鍵就是要做好道路區(qū)施工的水土保持和監(jiān)測。
2風電場周邊生態(tài)環(huán)境的恢復措施
2.1優(yōu)化風電場選址,合理安排建設布局
在風電場開始建設之前,首先一定要深入現場,對周圍的生態(tài)環(huán)境進行深入細致的調查,采集周邊生態(tài)環(huán)境、水文特點以及人流分部等資料,并對其進行綜合分析。盡可能地對選址進行優(yōu)化,并對風電場的布局進行合理安排,控制建設施工過程中產生的噪音污染和環(huán)境破壞等問題,將對周圍環(huán)境中動植物的影響降到最低。
2.2合理設計施工計劃,嚴格按照要求操作
風電場的建設時期最好選擇在當地降水量較少的季節(jié),避開雨季。從我市的氣候類型來看,由于降水集中在春夏兩季,所以風電場的建設應該安排在秋冬兩季。這樣安排施工可以明顯降低對水土流失的影響。同時,在建設風電場時,應該嚴格按照施工的要求進行規(guī)范操作。另外,在施工的同時可以灑水,減少沙塵污染;還可以減少裝卸,或者增加施工帷幕的高度等方式,將對大氣環(huán)境的影響控制在最低的范圍內。為了有效解決施工過程中的生產和生活污水,可以采用集中收集廢水的方式,對其進行統(tǒng)一處理。對于施工人員制造的生活垃圾,可以在施工現場安排一個專門的堆放區(qū)域,定期清理,集體外運,控制風電場建設中的水體污染和固體廢棄物污染。
2.3進行表土回填,占一個補一個
風電場在建設時如果遇到樹木,應該盡量避讓。對于需要臨時占地的部分,應該做好表土的保存工作,以便在撤銷時進行回填,讓土壤的質量盡量恢復到被占領之前的水平。同時,在完成風電場建設后,表土的回填可以采用分層的方式進行。采取這一措施的主要目的就是為地表植被的恢復奠定良好的基礎。另外,雖然永久性占地區(qū)域的植被很難恢復,但是我們可以實施異地補償的措施,最大程度的恢復植被覆蓋,具體的做法就是占一個補一個,也就是統(tǒng)計被占地中植被的數量和質量,然后在其他區(qū)域種植同等量的植被。通過上述措施可以減少風電場建設對植被造成的影響。
2.4對設備進行定期維護,設置警示牌
我們需要對風機進行定期維護,確保其能保持良好的運行狀態(tài),這樣可以降低風管機在運行過程中產生的噪音污染,有效控制機械設備運轉異常導致的噪聲升高。同時,還可以在主要的路口設置警示牌,減輕人為活動對鳥類和原有棲息野生動物的影響。除了上述恢復措施之外,為了減少風電場建設對周邊生態(tài)環(huán)境造成的影響,我們還可以采取很多其他方法,例如,做好斜坡的綠化工作,穩(wěn)定水土,減少水土流失等。
3結語
綜上所述,本文首先從自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境以及水土流失等三個方面簡單闡述了風電場建設對周邊環(huán)境造成的具體影響,認為可以從優(yōu)化風電場選址,合理安排建設布局;合理設計施工計劃,嚴格按照要求操作;進行表土回填和對設備進行定期維護等方面采取措施來恢復環(huán)境。
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