【期刊撷英】基于山水林田湖草统筹视角的矿山生态损害及生态修复指标研究

引 言

中国有着丰富的矿产资源，矿产资源的开发对国民经济建设起到了支柱作用，然而，在开发利用矿产资源的同时，也引发了一系列的生态环境问题。党的十八大报告提出，要大力推进生态文明建设，推进“五位一体”总体布局，将生态文明建设提高到了新的战略高度，而对矿山进行生态修复是其中的关键一环。矿山的生态修复涉及多个方面，因而，需要一套科学的评价体系，以准确评估矿山开发程度与生态效益。当前，尽管已有《矿山生态环境保护与恢复治理技术规范（试行）》《土地复垦质量控制标准》等规范，但仍缺乏普适性的生态修复评价标准，限制了矿山治理与生态修复的成功性评价、过程监管等工作。矿山开发会给山地、农田等带来地质风险、空间占用、土壤退化等多方面的影响，对水体的污染则由于水循环而产生更长久的影响，因而，矿山开发造成的生态损害应当对多种环境要素统筹考虑，建立评价指标体系。党的十九大报告中则明确指出“必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，像对待生命一样对待生态环境，统筹山水林田湖草系统治理”。基于山水林田湖草统筹视角建立生态修复评价指标体系，进而促进矿山污染治理与生态修复工作，发展绿色矿山，是实现可持续发展生态理念的有力举措。

山水林田湖草共同体的生态内涵

在自然环境中，山、水、林、田、湖、草这些自然要素相互依存，不同要素联合构成了统一的生命共同体，要素之间存在物质流动、能量循环。2013年，习近平总书记在《关于〈中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定〉的说明》中指出“山水林田湖是一个生命共同体，人的命脉在田，田的命脉在水，水的命脉在山，山的命脉在土，土的命脉在树”，论述了生命共同体的内在自然规律。生命共同体的概念极为广泛，包含生态圈内循环的各类自然要素，本文仅以山、水、林、田、湖、草等具有代表性特征的自然要素为例，阐述生命共同体的生态内涵。

山，又称山地，是指陆地上海拔500米以上，并由山顶（山脊）、山坡和山麓（山脚）三个要素组成的隆起高地。山地面积约占中国陆地面积的1/3，山地是森林、草地、湖泊等各类自然要素的重要载体，高山也为水体流动提供了重要的势能，为奔流的江河提供了源源不断的动力。

水，泛指自然界中的水体，包括河流、溪流、地下水等，其中，河流的水源多发育于高地或山川上的冰川、沼泽、湖泊、泉水。例如，以长江、黄河、澜沧江为代表的大江大河发源于青藏高原腹地，流域地貌以绵延起伏的高山地貌为主。

林，即森林资源，包括森林、林木、林地及依托森林、林木、林地生存的野生动物、植物和微生物。森林以林地为载体，具有多种生态功能，主要体现在防风固沙、涵养水源、净化空气、维持生物多样性及抵御温室效应等方面。在社会效益方面，森林为人们提供了休闲、旅游、康养、科普教育等方面的服务。

田，即田园或农田，主要是指种植农作物的土地，包括水田、水浇地、旱地、果园、茶园和其他园地。农田是人类改造自然的结果， 是与人类作用最密切的环境要素，农田在提供必要物质基础的同时，其生态景观价值也越来越凸显。如贵州兴义万峰林八卦田景观，农田颜色随着作物季节性更替成为其最大的亮点；由丘陵改造而来的梯田发挥着重要的景观功能，云南省红河哈尼梯田已于2013年列入世界遗产名录。

湖，即湖泊，是指陆地上比较宽广的天然积水凹地。湖泊是水圈中重要的调节器，为动植物的生存维持了良好的生态环境，并密切影响着大气圈。湖泊对江河径流具有重要的调节功能，发挥着净化水质功能，为人类工农业生产和生活提供了重要的淡水资源，同时还影响着区域气候。

草，即草地，包括天然草地、人工牧草地和次生草地等。草地占中国国土面积的40%以上，是大气循环和碳循环的重要组成部分，草地是生态退化的重要保护区域，对水土保持和土壤改善具有重要作用。同时，草地还是畜牧业等经济活动的自然资源基础。

图1 山、水、林、田、湖、草的地理关联及生态相互作用示意图

空间上，山水林田湖草等自然要素之间或相互独立或相互毗邻或互为依附关系。图1为各自然要素的地理关联及生态相互作用关系，其中山地与其他要素之间关联最密切。山地可成为森林、草地生长的有利场所，冰川或河流富集的山地中可形成湖泊，有居民生活的山麓地区部分可被改造为农田林地。草地在地形条件允许的情况下亦可有湖泊分布，同时，林地与湖泊或草地与湖泊二者可同时发育于山地之上。山地为湖泊提供湖盆基底，为其他要素提供生长基底，相应地，其他自然要素的存在也丰富了山地的生态环境（生境），生物多样性得以大大提高。森林或草地区域的湖泊主要发挥储蓄水源，调节河水径流、地下水水位的功能，亦为森林及草地动物的生存提供了良好的生态环境；反之，森林及草地固土、涵养水体的属性，也增强了湖泊生态的健壮性。

基于流动性特质，河流、地下水等水体将山林田湖草贯通连接。一方面，水是林田湖草维持“生命力”的必需元素，亦是生态环境多样性的物质基础；另一方面，其他要素也通过各种途径时刻影响着水体，如森林与农作物对水体的消耗作用、山地由水体冲刷的泥沙沉积作用等。

从地理分布上，山水林田湖草是连贯统一的，其生态功能互相影响、互相制约，因而，简单依托行政体系对山水林田湖草的用途管制和生态修复进行划分是不符合自然规律的，容易顾此失彼。将山水林田湖草作为生命共同体，统筹讨论其生态功能及人类经济活动对其造成的影响，更有利于生态环境保护措施的实施，从而获得更大的生态修复成效。

矿产资源开发引发的生态环境问题

生态环境问题在自然要素中的体现

矿山开发对各类自然要素的损害可以按开采区、非采矿区、间接影响区三种不同区域来划分并讨论，损害影响程度如图2所示。

矿山开采区是矿产资源开采活动的主要场所，矿山开采对区域内自然资源造成直接破坏，可以认为开采区生态功能已经完全丧失。以生态损害值来评价矿业活动的影响，则各类自然资源在该区域的生态损害值均为最高值，拟定为1。

图2 矿山开发生态损害与距离关系示意图

矿山非采矿区主要是指废石场、道路、管网与建筑等矿区配套区域。该区域的建设对各类自然要素的影响程度不同。总的来说，非采矿区对自然要素的影响略小于开采区，但当非采矿区自然要素生态脆弱性较大时，非采矿区造成的生态损害亦较强。非采矿区仍保留一定的生态功能，但认为其原生态功能已经被极大地改变。

矿区间接影响区属于矿业作业活动以外的区域，由于水、大气等物质的流动，使得矿区污染物流动到作业区以外，对生态环境造成间接影响。通常，由于污染物总量在流动过程中呈递减趋势，矿山开发对生态环境的损害程度会随着与矿山距离的增大而减弱，从1逐渐降低至0（见图2）。但从行政管理和经济运转角度来看，矿区间接影响区受到的生态损害更容易被忽略，对于间接影响区的生态修复开展工作，当前的行政法规不够完善，社会关注度也比较小。

间接影响区内，从单一自然要素来看，矿山开发造成的影响有所不同。对于无草地或无森林覆盖的山地生态系统，其主体构成为岩石与土壤，生态系统相对简单，矿业活动对其破坏程度相对较低、破坏范围较小。对于湖泊和地下水等，矿业活动造成的生态损害往往波及整个水体，并表现为持久性影响，矿业活动大量用水导致地下水水位整体下降，矿山废水、废渣排入湖泊会严重影响水体内浮游生物、鱼类等的生长环境，使水体自净能力下降。对于河流等流动水体，矿山活动造成的污染会随水流传递至较远的区域，与污染源距离较远的水体所受生态损害程度较低。

间接影响区域中森林所受影响主要体现在对生物多样性的破坏，开采区和非采矿区侵占大量林地，破坏了野生动物特别是大型野生动物的栖息地，间接影响区的生存资源及生存空间被严重压缩，局部区域食物链系统紊乱。此外，矿山开发无法避免的施工噪声、车辆运输等人类活动严重惊扰动物，迫使动物向远处迁移，导致森林的生物多样性大大降低。

间接影响区域中的农田主要受河流、地下水、粉尘影响。被污染的河水在洪水期漫溢将直接导致农田污染；矿山开发暴露的基岩受水体浸润，岩体中的有害物质析出，所污染的水体经区域地下水循环，会大范围影响农田的土壤与植物生长；散落的粉尘亦会对农田造成影响。农田土壤或地下水一旦受污染，农田复垦将变成一个漫长的过程。

间接影响区域中的草地所受影响类似农田。一方面，矿山活动深刻影响着草原的地下水系统，引发大范围的连锁环境问题。另一方面，露天开采的矿山会产生易散性粉尘，随气流向外逸散，对草地的生态环境带来了巨大负担，严重影响牧草的产量及质量。在多种因素影响下，草地生态系统大范围遭受破坏，土壤理化性质改变，植物群落及生物群落的多样性大打折扣，草地向荒漠化转变。草地具有较强的生态敏感性，其自愈能力低于森林，因此，矿山开发对草地生态系统的间接影响范围大、破坏性强、持久性较久。

矿山链式生态损害

矿山开发对山水林田湖草的影响绝非相互独立的，水、大气等流动介质将各类自然要素串联，对某类自然要素的破坏会对其他要素产生影响。

以山地矿山开发为例，露天采场的土壤、植被基岩裸露除导致自身景观破坏外，生长于山地之上的森林、农田、草地等会遭受原地破坏；采场造成的有害粉尘、废气对间接影响区的森林、农田、草地同样造成严重影响。如年产1.0×106吨的煤矿在不采取措施的情况下可排放粉尘1750吨，在干旱多风的植被匮乏地区，矿区粉尘污染可波及数百公顷土地。粉尘不仅会造成大气污染，还会覆盖于植物叶片上对其生长造成负担，并且粉尘中富含的重金属会造成土壤重金属富集，可导致农作物减产。由于农田生态敏感性较高，因而，农田遭受的损害往往最严重。

在水体方面，矿坑或矿山边坡在雨水冲刷持续作用下易诱发滑坡、泥石流等地质灾害，改变局部区域地形；淋滤作用造成岩石中有害物质逐步渗漏至含水层，污染地下水，并进一步影响间接影响区的森林、农田等；矿山的废水、废渣如果处理不当，排入河流会导致流域范围内大面积水体严重污染，如广西大厂超大型锡多金属矿田，位于刁江流域上游，由于矿区废水、尾砂等未经处理排入河流，导致刁江100多千米长的河段曾一度鱼虾绝迹，沿岸受污染农田达300多公顷，其中20多公顷已完全废弃。鄱阳湖上游地区的德兴铜矿造成大坞河每年携带大量富含重金属的酸性废水汇入鄱阳湖，铜离子等重金属污染使下游的几千亩良田变成了荒地，鄱阳湖沉积物中的Zn、Pb、Cu、Cr、Sn等重金属含量明显增高；湖中水草出现不同程度的金属 超标，湖内水生生物体内重金属含量随着食物链等级的提升在生物体内不断富集，严重影响了湖内生物的生态环境，生物多样性受到破坏。山地遭受的破坏通过水体、大气传递至森林、农田、草地，造成链式损害，而森林、农田、草地的损害反过来又导致水土保持功能的丧失，进而影响山地、湖泊的生态存续。

山水林田湖草统筹视角的矿山生态修复指标体系

矿山开发会对山水林田湖草生命共同体的多个方面要素造成生态损害，因而，在开展矿山治理与生态修复的工作过程中，所建立的生态修复评价指标体系应当包含生命共同体的全部内容，对矿山周边各生态要素的生态功能有无、重要程度、影响范围分别予以明确，而后按开采区—非采矿区—间接影响区开展生态损害分析，考虑链式生态损害所影响的最大生态区域包络，对山水林田湖草各方面因素进行综合评价与加权，建立统筹视角下的生态修复评价指标体系。

矿山生态修复的基本原则

严抓源头，全面统筹。矿山是污染的源头，对源头的生态修复是治疗“矿山病”的根本，应严防源头带来的生态损害隐患。进一步厘清对各类自然要素的生态损害，兼顾山上山下、地上地下、流域上下，由近及远全面统筹矿山生态修复工作，践行山水林田湖草生命共同体理念。

因地制宜，科学修复。充分认识矿山引发的生态环境问题，针对不同的自然要素特点，把握短期修复重点与长期修复目标，吸纳新技术、新理念，实施合理的治理手段及防治措施，制定重点突出、标本兼治的科学修复方案，提升矿山环境治理水平，打造良好生态环境。

景观修复，生态持续。基于区域的自然景观大背景，宜林则林、宜草则草，打破矿山简单复绿模式，尽量利用本地植物或采取逐步替代的方式，形成以本地植物物种占优势的生态景观，实现与区域大背景的景观融合，增强修复的可持续性，打造景观和谐，生态可循环、可持久的矿山修复。

矿山生态修复一体化评价指标体系

不同自然要素背景下，生态环境受影响的情况不同，对生态环境的修复手段、修复难度、修复效果不能简单地类比。应针对每个要素中所引发的具体问题，基于山水林田湖草这一生命共同体理念，综合构建矿山生态修复评价指标体系。

图3 矿山生态修复指标评价体系构建流程（以山地矿区为例）

以山地矿山为例，矿区所在山地为森林覆盖区，矿山下游区域涵盖田园、湖泊、草地，矿业活动对山地、水体、森林等位于开采区和非采矿区的自然要素造成直接生态损害，对田园、湖泊、草地等位于间接影响区的要素造成间接生态损害。在此情况下需兼顾直接影响区及间接影响区中各类自然要素的生态环境状况，确定山水林田湖草生态修复模式，在统一的框架下建立矿山生态修复评价指标体系，综合判定矿山环境治理及生态修复状况。山地矿山生态修复评价指标体系构建流程如图3所示，该指标体系分为要素层、指标层及因子层，其中，要素层包括山水林田湖草生命共同体6个方面的自然要素，具体到某一矿山，根据实际情况将某个自然要素所受的影响分为直接型或间接型；指标层包括环境污染防治指标、地质灾害防治指标、生态基质修复指标、生态活力恢复指标、生态景观修复指标及综合效益指标6类指标，但不同自然要素因影响程度不同所涉及的指标层略有不同，各个指标进一步包含若干因子，各项因子是在指标层各项参数特点的基础上，综合考虑不同自然要素生态修复的要点而确立的，因子层中涉及的各类指标如表1所示，其权重的确立可以结合常见的专家打分法、层次分析法、模糊综合评价等技术手段给出量化数值，以加权归一化的方式形成最终量化评价结果。

表1 山水林田湖草模式矿山生态修复细化指标体系（以山地矿区为例）

（续表）

结 语

矿山生态修复是中国生态文明建设的重要组成部分，目前许多矿山生态修复工程已逐步展开，但还存在管控不统一、标准不清晰、效果有差距的问题。许多工作缺乏提前布局，以短期补救性修复为唯一目标，不能适配我国“一张蓝图绘到底”的规划发展战略。将山水林田湖草生命共同体统筹考虑，建立包含完整自然要素的指标体系，将山水林田湖草的生态效用统一纳入矿山开发规划与生态修复规划之中，对于推动深化体制改革，发展绿色矿山的目标具有长远的意义。生态修复工程浩大，涉及面广，应当持续性地在行政管理体系、鉴定评价体系、修复技术手段等方面进行改革和完善，对评价体系的指标内容量化逐步给出细则，有助于山水林田湖草统筹视角的矿山生态修复指标体系推广应用，有利于实现“五位一体”总体布局协调发展，有益于实现中华民族的永续发展。

作者：陈晶 余振国 孙晓玲 余勤飞

(陈晶，中国自然资源经济研究院，中国地质大学（北京）经济管理学院；余振国、孙晓玲、余勤飞，中国自然资源经济研究院)

来源:《环境保护》2020年第12期

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