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第54个世界地球日科普文章|探索赣南离子型稀土废弃矿山修复新道路

来源:地调局成都综合利用所作者:李金洋魏紫静邓敏发布时间:2023-04-21

　　我国稀土矿的开采工艺从池浸到堆浸，再发展到原地浸矿，逐渐随时代的需要而不断向前发展，但是开采工艺对于矿区生态环境造成破坏的问题始终没有得到解决。工艺所造成的生态环境问题有土壤酸化、土壤肥力流失、土壤重金属污染、浸矿剂残留和水土流失等，环境损伤不可估量。发展离子型稀土废弃矿山林下经济是建设高质量、多效益现代矿山林业的需要，是低碳发展、循环经济、绿色增长的需要。

　　一、赣南离子型稀土矿山环境污染情况

　　赣南稀土矿开采引起的土壤污染主要包括山体植被严重破坏；废矿渣随处堆放，导致遗留废矿渣占领的农田、山地；大量酸性的稀土矿尾液随意排放污染江河、农田，甚至严重威胁着赣江、东江两大水系的生态安全等3个方面的问题。

　　废矿是指由于资源枯竭、矿难、非法开采等原因，被遗弃、关闭、取缔并不再被管理的矿山、矿床。据赣州工信委调查统计，截止2014年底，赣南山区有废弃稀土矿300余处，遗留的废矿渣达近2亿t ，这些废矿渣堆占山地、农田近 0.2万hm2，被破坏的山林土地面积达80余km2，这些基本上是私挖滥采、无证开矿造成的。赣南重稀土品位低，需采2000多t的原矿才能池浸分离出1t的精矿，是同为稀土重镇的包头的轻稀土开采原矿的10倍。稀土原矿池浸是利用硫胺、碳氨水溶液与稀土原矿相浸润，有选择性地溶解或交换稀土元素的过程。在此过程中会留下经分离后剰下的含硫酸、碳酸、少量金属元素、稀土元素的乳白色液体，即所谓的尾液。赣南某县是稀土开采重镇，据文献资料，由于当地过度的稀土开采，造成了矿区下游地表水中氨氮等含量严重超标，矿区下游的黄沙、东江两镇3万多人用水受到影响，近300hm2农田减产或绝收，而这仅仅是整个赣南地区稀土污染的一个缩影。据权威部门透露，赣州稀土污染治理需要投入超过300亿元。

　　二、赣南离子型稀土矿山植物修复现状

　　稀土矿山生态环境恢复缓慢，其根本原因是长期无序开采造成的土壤表层毁坏严重，例如开采后对于环境的修复工作也没有跟上，没有完善的章程来管理采矿后矿山修复等问题。从技术层面来说，矿山生态环境修复所要解决的问题有重金属和氨氮污染两大主要因素。重金属污染会抑制植物生长，而氨氮污染会破坏土壤团聚体稳定性，带走土壤营养成分。对于国内外有很多关于矿山土壤重金属污染问题的研究，但是重金属污染一般还会造成一些连带问题，比如土壤贫瘠、物理结构较差和极端 pH 值等，所以重金属污染解决了，土壤结构功能不恢复，对于植物生长环境也没有太大改善；对于矿山土壤氨氮污染的修复，有植物修复技术、化学改良剂修复等，这方面研究较少，且一般周期较长。

　　江西赣州市废弃稀土矿山面积近90平方公里，2011年，我国环保部颁布了《关于加强稀土矿山生态保护与治理恢复的意见》，把保护矿山的生态环境放在了首位。党的十八大明确推进生态文明建设，多次强调“绿水青山就是金山银山”的重要理念。江西省不断加大矿山生态修复力度，废弃稀土矿区生态修复与重建已成为大势所趋。矿区修复主要包括改善土壤理化性质，清除土壤中REEs和重金属元素，恢复植被等工作。在目前应用广泛的土壤污染修复技术中，物理及化学修复技术处理效果显著、适应性广，但因投资费用高、容易形成二次污染等问题，在稀土矿区修复方面有一定的局限性。植物修复技术成本低、无二次污染，是大面积污染土壤修复过程中最具发展潜力的技术手段。利用植物修复技术，大量废弃的稀土矿区已经完成了植被演替，土壤状况也得到了改善，取得了较好的生态效应。

　　三、离子型稀土矿山林下经济内涵与意义

　　林下经济是指在不影响林木的正常生长、不降低其生态功能的前提下，以林地、园地资源为依托，以现代科技为支撑，充分利用林下自然环境条件，选择适合林下生长的微生物、动植物等物种，进行合理种植、养殖，构建稳定、持续的农业复合生态系统，发展农业生产的一种新型农业经济。林下经济发展必须以生态承载力为基础，采取适量、适度、合理的原则，确保林地可持续发展。

　　从生态修复的角度来看，原地浸矿工艺的浸矿剂用量大，较大硫酸铵或碳酸氢铵残留会导致土壤中氨氮过量，会导致土壤酸化，并造成土壤重金属活性提升，稀释后废水中的氨氮含量也高达80~160 mg•L -1 ，远远超出了农作物生长的氨氮平均值。因此，采后矿山土壤高氨氮残留，给林下经济作物的种植提出了新的挑战，在当前形势下，发展矿区林下经济是对离子型稀土废弃矿山土地修复并利用的新路径；是保护森林资源，提高林地产出，促进农民就业增收，巩固林改成果，实现不砍树能致富的重要措施。

　　四、离子型稀土废弃矿山林下经济种植模式

　　从资源的利用种类和效益模式来看，离子型稀土矿山林下经济主要包括以下几种典型类型：林药模式、林菌模式、林草模式、林菜模式等。上述模式均是在土壤高氨氮残留条件下，通过利用林下空间或时间交错来发展适宜的短周期种植或养殖业，长短结合，持续获得生态与经济效益。各种林下经济模式主要通过不同时段内林下水、热、光、气等空间资源的利用，来实现乔木主体与林下经济植物或动物协调共存和发育。也可根据树木的功能多样性，充分利用不同器官的经济功能发展非木材林产品产业，而不影响树木整体的生态、生理功能或影响极小。

　　1、林菜模式

　　林菜模式就是使林下土地资源变成一个“菜篮子”，在林下对蔬菜进行种植时，需要对林间的光照强度、地质环境等进行分析，在其基础上，对蔬菜的品种进行合理的选取，现阶段适宜在赣南林下种植的作物主要有菠菜、甘蓝、圆叶苋菜等，通过调查发现，在林菜种植模式中，每亩一年可获取的收入在上千元。在社会生态效益中，种植蔬菜可以实现空间互补，对土地进行充分的利用，并且在对蔬菜进行种植时，需要对林地进行开垦，在开垦之后就会确保土壤的疏松性，提高土壤的通透性。

　　2、林药模式

　　林药模式，是在林下培育、经营植物药材的一种利用方式。目前适宜赣南离子型稀土矿山种植的药材种类有罗汉果、粉防己、黄精、何首乌、葛根、铁皮石斛、金银花、茯苓苗、党参等。根据药用植物生态学特性，在郁闭度较高的林下宜栽培较耐荫的种类，如金银花、黄精等；而中度耐荫植物则宜栽于郁闭度较低的林下，如板蓝根、山药等。与上层乔木植物基本没有种间矛盾。

　　3、林菌模式

　　木耳、蘑菇等食用菌具有喜阴怕光等生长特性，所以林荫空气湿度大、光照强度低、昼夜温差小等特点可以为食用菌的生长提供最佳的场所，在林下种植食用菌，可以有效的避免夏季中大棚内温度过高，不易调节等问题，可以有效的提高食用菌的存活率，确保其经济效益，并且食用菌的栽培工作较为简单，可以将生产成本有效的降低。从社会生态效益的角度出发，林菌模式主要原料是玉米秸秆、麦秸秆等，可以避免秸秆燃烧产生的环境污染问题。

　　4、林草模式

　　林草模式是在退耕还林的速生林下种植牧草或保留自然生长的杂草，树木的生长对牧草的影响不大，饲料收割后，饲喂畜禽。目前适宜离子型稀土矿山林下种植的有三叶草、野古草、牛鞭草、狗牙根等，一般来说，1亩林地能够收获牧草600千克，可得300元左右的经济收入。

　　五、离子型稀土矿山林下经济发展对策建议

　　1.建立服务平台，提高林下经济产业化组织程度

　　根据赣州市林下经济现状，建议市、县、乡各级政府高度重视林下经济的发展，积极引导和支持农民成立各种类型的林业合作社或林下经济行业协会等组织，实行自我管理、自我服务，自我发展；提高林下经济产业化组织程度和集约经营水平，增强市场竞争能力。市、县两级林业部门应成立“林业产业服务中心”或“林业产业科”，专门负责统筹规划、指导协调等服务工作，帮助解决运行中的难点热点问题，建立科技、流通、合作信息网络和预警机制，规避市场风险，使林下经济健康发展。

　　2.提供科技支撑，做好技术培训

　　林下经济是知识密集型和劳动密集型产业，需要强有力的科技支撑。应由科技部门牵头，组成有林业、农业、医药等相关专业技术人员参加的服务团队，搞好技术培训，深入实地帮助解决技术难题，实行“走岀去，请进来” 学习交流。提升林下经济企业和专业户整体技能水平。为做大做强做好林下经济产业打下扎实基础。

　　3.培育示范典型，加强宣传引导

　　重点培育和扶持一批林下经济发展好的乡镇及典型大户，建立林下经济科技示范基地、示范户。同时利用广播、电视、网络、报纸等新闻媒体宣传发展经验和经营模式，进行技术讲座，通过林下种养殖示范户和龙头企业，引导和带动农民解放思想，扎根林下经济。

　　4.加大政策扶持，增加资金投入

　　赣州市、县、乡各级政府应加大政策扶持和资金投入，制定“发展林下经济指导意见”（包含规划、技术、措施和政策），每年单列出生态建设专项资金，实行生态补偿形式，扶持林下经济发展，或设立林下经济发展基金，对林下种养殖示范户、龙头企业和优秀林业专业合作社给予补助和奖励。同时设立林下经济小额扶贫贷款；开展林权抵押贷款业务，切实加大对发展林下经济的资金投入。

（作者系中国地质调查局成都综合利用所矿山生态调查修复室李金洋魏紫静邓敏）

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