来源：《CE碳科技》微信公众号
作者：中城环境 刘京
一、矿山生态修复背景
西方发达国家在上个世纪初就开始了矿山生态修复的相关工作。美国是最早注意到矿山开采对环境造成危害的。19世纪末，美国开始开展矿山生态修复的基础性研究，制定相关的法律体系，并强制执行法规。
生态修复不仅仅是种植草木，而是要建立一个能够自我维护和运行的完整的生态系统。美国在1971年的矿山土地复垦率已达79．5％。20世纪中后期，德国、法国、英国等发达国家在矿山生态修复领域也进行了大量的研究和工程实践，并制定相关法规，取得了极其显著的成效。
相对而言，我国对矿山废弃地生态修复的研究起步较晚，从20世纪80年代开始，政府将矿山生态环境保护列入议事日程并逐步开始建立法规，同时加大投入力度，加紧矿山生态环境整治工作，但法规执行力度和生态修复效果都很不理想。因此，矿山治理工作还待进一步探索与发展。
矿山开采严重影响生态环境，生态修复势在必行，研究矿山生态修复系统工程意义重大。基于国内外矿山生态修复经典案例进行分析，可以为我国废弃矿山生态修复工作提供一定参考。
二、国内矿山生态修复案例分析
1． 寻乌县废弃矿山综合治理
上世纪70年代末以来，江西省寻乌稀土开发生产为国家建设和创汇作出重大贡献，但由于生产工艺落后和不重视生态环保，遗留下废弃稀土矿山14平方公里，造成植被破坏、水土流失、河道淤积、耕地淹没、水体污染、土壤酸化等生态破坏，昔日的绿水青山变成了“南方沙漠”。
修复方案：寻乌县废弃矿山在治理修复实践中坚持走生态产业化治理道路，探索了“生态＋园区”、“生态＋光伏”、“生态＋农业”、“生态＋文旅”等生态产品价值实现的四条路径。探索出“山上山下、地上地下、流域上下”的“三同治”治理新模式。
一是山上山下同治。在山上开展地形整治、边坡修复、沉沙排水、植被复绿等治理措施，在山下填筑沟壑、兴建生态挡墙、截排水沟，确保消除矿山崩岗、滑坡、泥石流等地质灾害隐患，控制水土流失。
二是地上地下同治。地上通过客土、增施有机肥等措施改良土壤，平面用作光伏发电，或因地制宜种植猕猴桃、油茶、竹柏、百香果、油菜花等经济作物，坡面采取穴播条播撒播喷播等多种形式恢复植被。地下采用截水墙、水泥搅拌桩、高压旋喷桩等工艺，截流引流地下污染水体至地面生态水塘、人工湿地进行减污治理。
三是流域上下同治。上游稳沙固土、恢复植被、控制水土流失，实现稀土尾沙、水质氨氮源头减量，实现“源头截污”。下游通过清淤疏浚、砌筑河沟格宾生态护岸、建设梯级人工湿地、完善水终端处理设施等水质综合治理系统，实现水质末端控制。上、下游治理目标系统一致，确保全流域稳定有效治理。
该项目实现了生态效益与经济效益、社会效益的融合发展，促进了人与自然和谐共生，已成为南方废弃稀土矿山治理修复的典型示范。
2． 绿金湖矿山地质环境生态修复
绿金湖矿山地质环境治理项目位于淮北市主城区，项目治理前为采煤沉陷地，深达7米多，为常年积水区，浅则半米多，为季节性积水区。沉陷区内房屋倒塌，道路下沉，桥梁断裂，给矿区群众生产生活和经济社会可持续发展带来严重影响，成为城市“黑伤疤”。
总治理面积约3．61万亩，总挖方量约3000万立方米，总投资22．2498亿元。治理后形成可利用土地2．45万亩，可利用水域1．16万亩，总蓄水库容3680万立方米。正着力打造成为集生态修复、科学研究、旅游休闲、文化创意为一体的城市中央公园。
修复方案：采用PPP模式，吸纳社会资本，在科学预测沉陷区最终下沉量的基础上，采用挖深垫浅等工程手段，对未稳沉区域进行预先堆土填高，待沉陷后达到设计标高。
项目实施中，采取耕作层表土剥离、集中堆放的方式，对耕作层优质土壤资源进行保护利用。对回填区进行表土覆盖，厚度为300－500毫米，确保治理区土地质量不下降。保障了项目区土地和水资源最大化地得到科学合理利用。
3． 黄石国家矿山公园
黄石国家矿山公园位于湖北省黄石市铁山区境内，＂矿冶大峡谷＂为黄石国家矿山公园核心景观，形如一只硕大的倒葫芦，东西长2200米、南北宽550米、最大落差444米、坑口面积达108万平方米，被誉为＂亚洲第一天坑＂。为了治理生态环境，该矿投资数千万元形成了亚洲最大的硬质岩复垦基地。
修复方案：通过生态修复的景观设计手法来恢复矿山自然生态和人文生态。园区分为“地质遗迹展示区、采矿工业博览区、环境恢复改造区”三大板块，设有日出东方、矿业博览、井下探幽、石海绿洲、雉山烟雨、灵山古刹、千年银杏、九龙洞天等八大核心景区。把公园开发建设的着眼点放在弘扬矿冶文化、再现矿冶文明，通过展示人文特色，提升矿山品位、打开旅游新路线，实现了人与自然和谐共处、共同发展的主题。
4． 上海天马山世茂深坑酒店
“深坑酒店”位于上海松江国家风景区佘山脚下，是一座深达80米的废弃大坑，该深坑原系采石场，经过几十年的采石，形成一个周长千米、深百米的深坑。
世茂集团充分利用了深坑的自然环境，极富想象力地建造一座五星级酒店，整个酒店与深坑融为一体，相得益彰。这是人类建筑史上的奇迹，也是自然、人文、历史的集大成者。
修复方案：秉承“融于自然”的设计理念，“深坑酒店”地上三层、地下17层、水下一层，并设有蹦极等娱乐项目。酒店海拔负65米，有望成为世界上人工坑内海拔最低的酒店，酒店客房沿崖壁而建，极具特色。
5． 上海辰山植物园矿坑花园
辰山植物园位于上海市松江区佘山国家旅游度假区内，园区占地面积约207公顷，是上海市政府与中国科学院以及国家林业局、中国林业科学研究院合作共建项目。
园址内松江十二峰之一的辰山，曾作为开采建筑石材的场地，山体受到了挖掘的严重破坏。在生态修复与文化重塑的策略基础上，实现将危险、不可到达的废弃地改造成为便于人们亲近自然山水、体验采石工业文化的游览胜地。
修复方案：打造一座现有乡土植物、本地草药和地带性植被的保育展示区，同时在峰顶构建一座观景小平台，并在采石旧址积水潭上安装一条长约160米的栈道式浮桥，山上人工“挂”下一泓瀑布，使得废弃的采石场立刻变得活泼生动起来。
6． 浙江绍兴东湖风景区
绍兴东湖的历史，最远可追溯到秦朝。东湖原是一座青石山，汉代之后，这座山便成了当地的一处采石场，经过长时间的开采，几乎挖掉了半座青石山，从而形成了高约50多米的悬崖峭壁。
开采工人又往地下挖了20多米，久而久之便形成了长为200米左右，宽为80米左右的清水塘。大规模的开山取石，经过千百年工匠的辛劳，东湖如鬼斧神凿一般，成就了无数的悬崖峭壁。
修复方案：东湖利用原有的自然环境和人文资源，借助古典园林的造景手法，在采石场建起一座围墙，将水面加宽，从而形成美丽的东湖。通过长期的人工修饰，如今东湖已经成为了一处巧夺天工的大盆景。利用原有自然环境“采石场”，加以人工修复，实现了自然与人工天然合一的效果。
7． 唐山南湖生态公园
唐山南湖景区位于市中心以南，经过130多年的开采，成为对唐山市影响最大的一个采煤塌陷区。经过几十年的沉降，塌陷区平均高度较市区低约20m，周边居民陆续搬迁，这里成了人迹罕见的废弃地。
上世纪末唐山开始实施南部采沉区生态环境治理工作，计划改造为“南湖公园”。项目分为两个时期：1997年至2005年为南湖公园建设时期，规划用地面积1．8km2；2005年后，为未来大南湖地区建设时期。目前南湖公园已成为国家AAAA级景区，是融自然生态、历史文化和现代文化为一体的大型城市中央生态公园。
修复方案：估测积水范围，进行建设适宜度分析，通过地形改造、土壤改良和水系统整治，改善原本的生态环境。由田园小网格、边缘公园、绿地草场、芦苇地等组成的生态网络，从生态和美学角度考虑，使城市与绿地相互渗透，并界定了从开敞的水面到陆地的边界，发挥其生态效应，使采煤塌陷区形成了特色景观。
8． 南宁园博园
南宁园博园基址上有7个采石场，这些采石场极大地破坏了当地典型的丘陵风景，但从另一个角度看，它们所展现出来的奇特、险峻、异样和荒凉的景观却是独特的，是这片田园诗画风景中的一种异质性介入。
修复方案：深入解读每一个采石场的设计理念、植被修复手段、人工介入途径、游览体验组织。在原有地形地貌的基础上进行设计，对废弃采石场的生态修复和利用具有一定的示范意义。
9． 江苏象山国家矿山地质公园
江苏象山国家矿山地质公园位于江苏省盱眙县，曾为清朝后期起露天开采的百年老矿，2002年关闭后全面进入地质生态恢复治理，并于2005年底被国土资源部批准为首批国家级矿山公园开发建设项目。
修复方案：该项目以淮河风光和矿山复绿生态为依托，以保护和展示采矿、地质遗迹为主体，按照“一心一馆五区”（入口集散管理中心、矿山地质博物馆，采矿地质遗迹展示区、河岸亲水花园区、石塘水上娱乐区、崖壁拓展运动区和矿山生态恢复区）建设布局，打造成集“矿业文化，科普体验、观光游览、极限运动、休闲度假”于一体的华东知名国家级矿山（地质）公园。
三、国外矿山生态修复案例分析
1． 法国代斯内娱乐基地
位于法国中部的汝拉省，原为修建39号高速公路采料的砂石场，多为坑洼不平的陡坡山地。
修复方案：将水面周边设计为细长曲折、极不规则的两岸林带，构成蜿蜒的带状水景。将水边处理成有利于多种动植物栖息的、不受人类活动干扰的生态环境，构建和谐共生的动植物生境。
2． 英国“伊甸园”
英国“伊甸园”位于康沃尔郡圣奥斯特尔，在英格兰东南部伸入海中的一个半岛尖角上，总面积达15公顷。其所在地原是当地人采掘陶土遗留下的巨坑，该工程投资1．3亿英镑，历时两年，于2000年完成，2001年3月对外开放。开业第一年吸引游客超两百万人，开业至今游客量过千万。
修复方案：伊甸园是围绕植物文化、融合高科技手段建设而成。园区以“人与植物共生共融”为主题，以“植物是人类必不可少的朋友”为建造理念所打造。
伊甸园由8个充满未来主义色彩的巨大蜂巢式穹顶建筑构成，其中每4座穹顶状建筑连成一组，分别构成“潮湿热带馆”和“温暖气候馆”；两馆中间形成露天花园“凉爽气候馆”。穹顶状建筑内仿造地球上各种不同的生态环境，展示不同的生物群，容纳了来自全球成千上万的奇花异草。主要目的是展示植物与人的关系、人类如何依靠植物进行可持续发展。通过将园林景观和生态景观中的两类植被进行自然衔接，融入自然建筑，园区尽显矿区原风貌、格局。
3． 罗马尼亚盐矿主题公园
萨利那图尔达盐矿（Salina Turda）位于罗马尼亚，地下盐矿从中世纪1075年至1932年在持续不断产盐。1992年被改建成包含博物馆、运动设施和游乐场的缤纷主题公园，被《商业内幕》评论为世界上“最酷的地下景观”。
修复方案：保留原有矿坑中的走廊形成景观廊道，将嶙峋的洞窟及巨大的钟乳石构成园区背景，原盐矿运输通道作为游客体验通道，盐湖改为划船游乐场地。将旧矿业的基础设施与现代游乐园设施、科幻风格的建筑创意结合，使整个主题公园呈现宛如外太空的科技场景，最终奇幻色彩成为该公园最鲜明、最特色的吸引点。
4． 加拿大布查德花园
布查德花园位于加拿大温哥华维多利亚市，原是一个水泥厂的石灰石矿坑，在资源枯竭以后被废弃。布查德花园于1904年初步建成，花园占地超过55英亩，之后经过几代人的努力，花园不断扩大，进而发展出玫瑰园（Rose Garden）、意大利园（Italian Garden）和日式庭院（Japanese Garden）。
修复方案：因地制宜，保持矿坑的独特地形，利用低于地平面近20米的巨大矿坑修建而成。游人要拾级而下，进入深谷。四周如五层楼房高的石壁栽种了大量的长春藤，悬垂而下。
5． 纽约清泉公园
纽约市斯塔腾岛的清泉垃圾填埋场是纽约最大的垃圾填埋场。垃圾场总面积约891hm2，是纽约中央公园的3倍，其中约45％ 由垃圾山组成，另55％由溪流、湿地和坑地构成，长期垃圾污染导致其自然系统严重退化。
修复方案：公园主题定位是“生命景观—纽约城市的新公共用地”。为防止渗滤液污染地下水及填埋气体逸出，建造时为每座垃圾山都裹上了一层高分子聚合物的保护膜，在膜上覆盖泥土层，从而在垃圾与地面、大气之间形成一个隔离层。
方案通过等高条植法改善土壤状况、增加土壤厚度，创建有利于植物生长的环境。通过恢复湿地、森林、引入新栖息地、添置休闲娱乐项目，为野生动植物及文化社会生活提供了优质场所。
6． 美国密歇根州港湾高尔夫球场
港湾高尔夫球场位于美国密歇根州，占地405公顷，是一个修建在废弃工业旧址上的度假胜地。最初这里是一个采石场，随着1981年水泥厂的关闭，结束了这里从事水泥生产对当地页岩和石灰石长达百年的开采，留下了400英亩的荒地，看起来就像“月球表面”。这片贫瘠的土地上，几乎寸草不生。
修复方案：通过爆破分开36公顷采石场和密歇根湖的窄石墙通道，修建游艇码头；打造一座27洞高尔夫球场，部分球洞下掩埋着水泥窑粉尘；在原有工厂旧址上建造度假酒店；28公顷的原有土地被打造成为包含1600米湖滨线和8000米自然廊道的公园。
7． 美国Midwestern废弃矿山
该废弃矿山位于美国印第安纳州。这块废弃的矿山在再利用之前，自然条件已经十分恶劣。包括大量的露天煤渣、被破坏的山体、露天的高墙、老旧泥浆池以及高墙附近的酸性废水池。
修复方案：湿地处理区采用的是厌氧－好氧工艺。印第安纳州地质调查局的研究结果表明，这种方式很好的改变了水文和水化学条件，缩短了雨水的停留时间，并减少了暴露在酸产生的条件下的机会。现场的水质监测结果显示修复后矿山的出水水质条件得到了很大改善。
8． 美国东Anaconda铜矿
该铜矿于1894年开始投入生产，长期以来土壤中高浓度的金属积累对周边环境、居民健康及当地的经济发展都造成了严重的影响。
美国环保署（EPA）同当地政府，土地所有者密切合作，应用超级基金，将一片不毛之地变为远近闻名的旅游及娱乐景点。除了带来良好的环境效益外，Anaconda铜矿的重建也使从前的矿物城变为远近闻名的旅游胜地，并带动地区经济的发展，产生了很好的社会和经济效益。该地区开展了高尔夫，徒步旅行，钓鱼和打猎等一系列休闲项目。
修复方案：在地面上覆盖15－20英寸厚的干净土壤，并在其上种植绿植，安装了排水系统等，在其他地区只覆盖未污染的土壤，最大可能的保持原貌。生态修复将其改造为具有地方特色的高尔夫球场，人们在打球的过程中，将铜矿独特的冶炼场景尽收眼底。
9． 日本国营明石海峡公园
日本国营明石海峡公园原本是一处大型采石采砂场，为修建关西空港及大阪与神户城市沿海人工岛，提供了1．06万亿立方米的砂石，挖掘深度达100米以上，构成范围达140平方公里左右的裸露山体。
修复方案：在基岩上固定蜂窝状的立体金属板网，灌入新土后覆以草帘，以涵养水分。灌溉系统采用埋置聚乙烯管，密度为1米间隔。由于当地降水量相对较低，因此为了植物生长的需要，雨水收集管埋设于道路下方，采用收集地表水循环再利用等技术解决水源问题。
10． 法国Biville采石场生态恢复
Biville采石场在开采石料10年之后于1989年被关停，采石坑是一道450米长、宽度均匀的直线型裂缝，呈45度的边坡贫瘠且凹凸不平，落差20－40米。
修复方案：设计采用一系列引导水流的设施和设备，使其汇聚到谷底形成湖泊，同时阶梯的形式允许径流从高处的草地流入排水沟，保护地表免受水的冲击和侵蚀，从谷底观赏的巨大石墙成为该地区最具象征性的景点。
11． 委内瑞拉古里采料场生态恢复
古里采料场位于委内瑞拉东南部的卡罗尼河上。为修建水电站工程、土坝和堆石坝而成。采料场开挖约700公顷、采运4000万立方米的防渗材料，形成了已风化的片麻岩，清除工作留下裸露的不规则凹凸表面和易受雨水严重冲蚀的凹地，这些地区的地形变化高达100m。
修复方案：核心理念为“以自然恢复的方式拯救自然”，选择本地主要植物物种和一些引进的植物物种作为植被，在温室条件下大量种植本地茁壮树木，将具有抵抗力的禾本豆科类种子与证明能适应采料场生态气候条件的种子混合种植。
四、案例总结
目前，矿山的生态修复工程主要是基于场地本身，因地制宜地进行修复。从各类设计研究看，国外通过废弃矿场治理，逐渐形成公园修复体系，同时也为设计空间周边的城市区域带来相应改造。区域化的矿山修复及景观营造，对城市空间和矿区周边环境都带来了积极影响。
从我国的相关案例看，目前仅是针对区域自身的设计方式进行研究，需进一步将区域的影响、城市的整体架构，自下而上的组成新模式。
经上述案例，在对矿山自身、区域层面及城市总体层面的规划设计上，需将单一的矿山生态修复问题上升至城市视角；对接宏观规划，确定区域的规划定位，发展区域的生态效益，成为城市绿色空间及生态空间结构搭建的重要绿核，为我国未来的矿山生态修复及景观营造提供多角度、多视角的生态修复方式。
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