浅析采煤塌陷区的生态恢复与景观设计

浅析采煤塌陷区的生态恢复与景观设计

曹翠

渭南师范学院陕西渭南714099

摘要:煤炭资源的开采,必然会给自然环境和地理条件带来一定的影响。目前,人们针对采煤塌陷区的景观湿地规划设计提出了很多可行性意见,其中以修复为主的湿地景观再造成为了重点研究和探讨的课题。文章将以此为切入点,从生态恢复和景观再造的角度,对采煤塌陷区的湿地景观设计提出有效的建议。

关键词:采煤塌陷区;生态恢复;湿地;景观

我国是一个煤炭资源丰富的国家,据统计,约有8万余个地方、乡镇煤矿矿点分布在我国109个县[1]。我国的煤矿开采多数属于地下开采,极易造成土地塌陷。采煤塌陷是指地下煤层采出后,上部覆岩、覆土失去支撑,力学平衡被打破,在重力和应力作用下重新调整,随之发生弯曲、变形、断裂、位移、导致地面塌陷下沉,并形成地表低洼的塌陷地[2]。我国采煤塌陷地大多集中分布在东北平原、华北平原、黄淮海平原和长江中下游平原,这些平原地区可耕地分布较多,采煤采空区地表均是耕地或可以开发利用的后备耕地资源[3]。采煤塌陷作为一种危害严重的地质灾害,打破了区域原本平衡的生态系统,影响地表原始的地形地貌,破坏土壤质量,降低土壤功能,对区域景观和生态环境均造成了严重后果,如不及时治理,将引发更严重的社会经济问题。

湿地是城市的天然绿肺,同时是休闲活动的特色景观,具有降低污染、固存二氧化碳、净化水质等多种生态功能和社会服务功能,在维持区域和全球生态平衡及提供动植物的良好生境方面具有重要的意义[4]。

城市中的采煤塌陷区湿地作为城市湿地,同时也是重要的生态基础,其拥有着丰富的动植物资源。根据国内外学者的恢复生态学理论依据,采煤塌陷地作为废弃矿地的一种受损形式有土地复垦、景观恢复、循环经济、生态旅游4种的生态修复模式[5]。对采煤塌陷区进行景观生态规划设计,是通过景观、生态、土地等综合的手段,达到科学利用土地,合理组织空间布局,对加强与提高农田基础设施的建设和利用率,美化景观环境和保护生态环境具有重要的意义。并对煤矿塌陷湿地的修复具有广阔的前景,并且具有很高的景观生态学价值[6]。

1采煤塌陷场地面临的问题

(1)环境污染。矿井的开采强度大,对周边环境造成了严重的污染,开采产生的矿井废水中含有大量的悬浮物和污染物质,由于利用率较低,大部分会直接排入环境,导致地下水和土壤质量的下降;大量的有害气体以及矿物粉尘会危害人体健康,影响空气质量。

(2)植被单一。由于场地土壤、水环境等条件,湿地保护区所必须的植物资源种类单一,且观赏期短,生态系统脆弱。

(3)景观破碎“板结”。采煤塌陷场地内交通体系不完善,周边道路通达性差;景观农业、养鸭场、复垦田地、临时屋棚等场地规划较为破碎;场地内受高压线走廊干扰。在剧烈的人为干扰下,原来的景观转变为包括采矿点、尾矿、排土场、采矿区、塌陷地等较为复杂的多元混合体,这种混合体想缺乏营养而硬结的土壤,呈现出严重恶的衰退现象。

2针对采煤塌陷场地面临的问题提出解决策略

2.1构建湿地生态水系网

(1)构建内部水网体系。将水系统设计为一个大的湿地循环系统,完成水循环的整个净化流程,以现状场地的地表径流分析为依据,设计场地的三级淹没区域,建造湿地的永久性水域,半永久性水域,完善湿地生境条件。这种对采煤塌陷可以进行类似于“水库”样式的设计,既完成了对土地的复垦任务,对水资源进行重点保护,又充分挖掘地表水的开发潜能,对供水质量进行严格把控,为采煤沉陷区的规划设计提供一种新思路。

(2)科学的水管理。塌陷地的水体处理需要根据其具体的功能,置入科学的暴雨水管系统,以较低的投入产生较好的生态性能。对原生湿地保证水源质量,并采取雨水收集、自来水补充等多种水源补给方式,以保障健康湿地的水量需求。

2.2丰富湿地生物多样性,修复湿地生境

(1)植物多样性的营造。乡土树种的应用对植被的修复起着重要的作用,寻找和运用当地原有的乡土树种,注意考虑树木的生长速度,对其进行合理搭配,既维持现有植物群落的完整性,同时丰富植物的多样性[7]。

(2)动物多样性的营造。湿地是动物天然理想的栖息地,通过改善湿地环境,分阶段投放动物种类,逐步丰富湿地内动物群落,从而构建理想、完善的食物链系统。依据现状生境评价中的分级分类型的评定结果和生态水网布局规划,制定天然核心区的生境修复战略。确定性修复的典型生境位置、类型,包括原生水域生境、新增水域生境、间歇性水域生境、苇地生境。在修复过程中可采用动植物等生物所示和过程措施相结合的方法。其中工程措施主要包括湿地补水增湿,基地清淤;植物措施主要包括植物伴生种的引入[8];动物措施主要包括动物的定期投放等。

2.3对塌陷区进行景观设计

采煤塌陷区的生态环境极其脆弱,必须结合相关的理论知识尤其是生态方面的知识,选择性地将沉陷区域设计成为人工湿地,解决生态环境脆弱问题的同时能够丰富物种的多样性,体现当地文化的特色,也能够为当地人提供娱乐放松的体验场所。另外,为应对场地的持续塌陷问题,采用动态设计手法,在尚未坍塌的地方开始种植耐水湿树种,树木的根部随塌陷由陆地下沉到湿地水中,从而使景观随时间动态变化。针对场地的污染问题,设计基塘景观,种植多种湿生植物,放养鱼鸭等生物,对污染物进行净化、吸附。针对场地生态脆弱的问题,尽量将活动区域设置在全园边缘,减少对湿地的人为干扰,从而达到维护新生湿地生态系统的目的。

3结语

采煤塌陷区在一定时间内经过一系列科学合理的生态修复工程,而成为具有雨洪蓄留、乡土生物多样性保护、环境教育与审美启智和提供游憩服务等多功能的生态湿地公园,是一种可持续的景观再造模式。在一些被破坏的自然地域面前,不仅是简单的对大地景观进行修复,开启一个自然过程,而且在彰显独特塌陷区湿地景观的同时,为该地带来一些经济、社会效益,使生态、经济、社会三者统一起来,达到三者效益的最大化。因此煤塌陷区的生态湿地景观修复在工业化城市化加快经济社会倡导可持续发展的今天具有重要借鉴意义。

参考文献

[1]颜京松.塌陷湖生态修复和开拓利用化态工程ExologicalEngineeringaboutEcologicalRestorationandExploition&UtilizationofCollapseLake[J].现代城市研究.2009,15(7).

[2]王光亚.徐州地区采煤活动引发的生态地质环境破坏和防治对策[J].江苏地质,2000,24(3):165-169.

[3]曹建军,王福龙.煤矿塌陷区的开发与利用[J].矿业安全与保护,2003,30(4):16-18.

[4]吴海涛,吕宪国.中国湿地评价研究进展与展望[J].世界林业研究.2005,18(2):49-53.

[5]章莉.采煤塌陷区的湿地恢复——唐山南湖生态城大南湖景观规划[D].清华大学硕士论文,2009.

[6]廖谵婳.平原高潜水位采煤塌陷区的景观生态规划与设计研究—以徐州潘安塌陷片区为例[J].中国地质大学硕士论文,2012.

[7]王辉.采煤沉陷区湿地建设与水资源调蓄作用研究[J].人民黄河,2013(7):51-53.

[8]杨国权,华素兰.采煤塌陷地复垦与构造水域生态系统建设——以徐州市贾汪区煤矿为例[J].中国资源综合利用,2008(05):18-20.

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