礦山地質環(huán)境是指曾經開采、正在開采或準備開采的礦山及其鄰近地區(qū)的巖石圈表層與大氣圈、水圈、生物圈組分之間不斷進行物質交換和能量流動的一個相對獨立的環(huán)境系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是以巖石圈為依托，礦產資源開發(fā)為主導，不斷改變著地球表面巖石圈自然環(huán)境平衡的地質環(huán)境（國土資源部地質環(huán)境司，2002）。

礦產資源開發(fā)引發(fā)、產生和加劇了礦山地質環(huán)境問題，其類型、表現(xiàn)形式、嚴重程度等，與開發(fā)的礦產資源種類（石油天然氣、煤礦、金屬礦產、石材類、水泥灰?guī)r類、鹵水鹽礦類等）、開發(fā)方式（露天、井工開采）、區(qū)域地質環(huán)境條件（山地型、黃土高原型、戈壁沙漠型、平原盆地型）、開采規(guī)模等因素密切相關（徐友寧，2008）。在此背景下，出現(xiàn)了“礦山環(huán)境地質”這樣一門切題的學科，主要研究礦產資源開發(fā)過程中，自然地質作用、人為地質作用同地質環(huán)境之間的相互影響與制約關系，以及由此產生、引發(fā)和加劇的礦山環(huán)境地質問題，其研究目的旨在合理開發(fā)利用礦產資源的同時，采取積極措施，保護、減輕和減少礦業(yè)活動對地質環(huán)境負面影響，促進礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展（國土資源部地質環(huán)境司，2002）。

實質上，礦山地質環(huán)境與礦山環(huán)境地質互有區(qū)別又大有聯(lián)系，在兩者混用問題上，不乏學者認為礦山地質環(huán)境應專指原生地質環(huán)境，而礦山環(huán)境地質應特指礦業(yè)活動產生的環(huán)境問題。關于兩者差異在此不再詳細闡述，可詳見文獻（徐友寧，2005a，2005b；徐友寧等，2003）。本書僅在礦山地質生態(tài)環(huán)境生態(tài)修復層面做特定語境的討論，書中礦山地質環(huán)境問題或礦山環(huán)境地質問題并不做區(qū)分，僅表示為礦山地質生態(tài)環(huán)境生態(tài)修復問題中的地質類問題，作為與常見礦山生態(tài)環(huán)境問題在實踐中的區(qū)別一同出現(xiàn)。在這種層面上，作者仍然希望沿用礦山環(huán)境地質研究中的礦山環(huán)境地質問題概念，為與本書定義更為匹配，后文統(tǒng)一用礦山地質環(huán)境問題的說法做論述。

礦山地質環(huán)境問題按照不同分類原則與分類目的，存在不同的分類體系。由于產生源是采礦活動，其特點鮮明，發(fā)生發(fā)展均是有規(guī)律可循的。從時間上說，礦山地質環(huán)境問題是頻發(fā)的，如不加修復，持續(xù)時間超過采礦及穩(wěn)沉的時長。從類型上講，礦山地質環(huán)境問題是多樣的，包括泥石流、崩塌、滑坡等常見地質環(huán)境問題，及采礦塌陷、尾礦庫潰壩、礦山水土環(huán)境污染等礦山特有地質環(huán)境問題。從管控上講，礦山地質環(huán)境問題是可控的，其勘探、建設、開采、復墾活動是有選擇性的，均受國家法律法規(guī)嚴格規(guī)范。

主流的礦山地質環(huán)境問題分類以礦山地質環(huán)境對象的異同為依據(jù)，其目的是公益性礦山地質環(huán)境調查研究，遵循實用性、科學性的原則，以礦業(yè)活動導致的結果將礦山環(huán)境地質問題劃分為資源破壞、地質災害和環(huán)境污染三大類型及眾多的表現(xiàn)形式（表3－1）（徐友寧，2008）。顯而易見，該種表述在地質災害的基礎上囊括了資源破壞與環(huán)境污染問題，但并不包括井下災害如礦井熱害、瓦斯及煤塵爆炸、片幫冒頂、礦井透水等，修復的礦山地質環(huán)境問題分類有必要根據(jù)修復目的重新組織，我們對其進行如下劃分：

（一）礦山資源問題

主要指地表建設資源或地下開采資源因采礦活動的壓占、破壞問題，包括礦山閉井問題、礦山建設壓占、煤矸石排放等問題。該類型問題關注采礦活動中的資源問題，在地質對象上做的區(qū)分較少，主要考慮其整體的體量變化、存放與管理規(guī)劃，在生態(tài)修復思路及生態(tài)修復目的上是近似的。

（二）礦山水文地質問題

主要指礦山采礦活動影響的地表水系結構、水質、水量變化，及地下水結構、水質、水量變化問題，同時包括礦山開采井下透水、突水影響。該類型問題為礦山水文環(huán)境的相關問題，考慮的是采礦影響范圍內的水體變化情況及其對包括人、資源、環(huán)境在內的礦山生態(tài)系統(tǒng)的影響，是相對獨立、生態(tài)修復措施特別的類型。

（三）礦山地表地質災害問題

主要指崩塌、滑坡、泥石流等采礦誘發(fā)地質災害，及采礦塌陷、尾礦庫潰壩、煤矸石山自燃等采礦特異地質災害。該類型問題指礦山地表地質災害問題，較少涉及井下瓦斯煤塵爆炸或片幫冒頂?shù)炔傻V過程中的采礦、安全細化問題，主要類型為地表常見地質災害。

生態(tài)環(huán)境是指影響人類生存與發(fā)展的水資源、土地資源、生物資源以及氣候資源數(shù)量與質量的總稱，是關系到社會和經濟持續(xù)發(fā)展的復合生態(tài)系統(tǒng)。在礦區(qū)，礦山生態(tài)環(huán)境問題作為“礦山環(huán)境”“礦山生態(tài)”“礦山生態(tài)系統(tǒng)”等詞的延伸出現(xiàn)，在常見的使用中并不區(qū)分這種名詞上的差異，使用者在談礦山環(huán)境的不同問題時均使用了礦山生態(tài)環(huán)境或相似名詞的概念。從概念上講，礦山生態(tài)環(huán)境問題更像是對整個礦山生態(tài)系統(tǒng)的考慮。然而，這種囊括性的名詞并不利于闡明礦山生態(tài)環(huán)境的細分及內涵。

在本書中，礦山生態(tài)環(huán)境問題與礦山地質環(huán)境問題是互為對照的關系，我們縮小了礦山地質環(huán)境問題的框架，將廣泛的礦山地質環(huán)境問題或礦山環(huán)境地質問題中的某部分問題放到礦山生態(tài)環(huán)境問題中談論，是因為該部分問題在關注對象、生態(tài)修復上均是特異的，是在純粹的生態(tài)層面談論的問題，它與常識意義上談論的“生態(tài)”是吻合的。在學術研究或實踐中，這些問題也更多地被歸納到“生態(tài)”框架下，被放在“生態(tài)”領域中探討解決方案，從某種角度來說，這些問題甚至不僅是礦區(qū)環(huán)境中所特有的例子，它們所能抽象出的“核心問題”是有助于其他生態(tài)問題的解決，而非僅是地質環(huán)境問題的解決。這種劃分的目的在于強調礦山地質環(huán)境生態(tài)修復中修復理念與方法的差異，明確各類型問題在礦山地質環(huán)境生態(tài)修復目的的區(qū)別。因此，我們對礦山生態(tài)環(huán)境問題做兩類分劃：

（一）礦山土壤環(huán)境問題

主要指采礦活動影響下的礦區(qū)土壤理化性質受影響的問題。該類型問題針對礦山采礦活動持續(xù)時間及閉礦后可能造成的土壤理化性質破壞及生長于其上的礦區(qū)都無對象的損傷，是一類需要長時期關注的問題，雖然污染對象繁多，包括耕地作物、林草地等多種地類，但誘發(fā)源均為采礦活動，理論上講在可控方式上是相同的。礦山土壤環(huán)境問題是礦山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與污染治理的熱點問題。

（二）礦山地形地貌景觀破壞問題

主要指礦山開采活動造成的地表塌陷對地形地貌、人文景觀、歷史遺跡的破壞，包括該類型問題關注地表自然景觀破壞，關注對象為演變中的地表自然景觀本身，認為外部介入導致的自然景觀變化是某種程度上對生態(tài)對象自然形態(tài)的破壞。值得注意的是，在礦山地質環(huán)境問題中，更多關注的是采礦塌陷引發(fā)的地質災害對鄰近對象（人、人的資產）的影響，這也是在此對礦山生態(tài)環(huán)境與礦山地質環(huán)境做出劃分的原因。

（一）土地復墾與礦山地質環(huán)境保護的概念發(fā)展

對于礦山開采導致的生態(tài)破壞問題，較早的關注點是土地問題。民眾較早有自發(fā)進行土地整理與恢復的意識，然而并不成體系。在國外，美國和德國是最早開展土地復墾工作的國家。土地復墾與修復工程的實施與監(jiān)管離不開法律法規(guī)的約束和監(jiān)督，20世紀50年代和60年代，許多工業(yè)發(fā)達國家加速建立和完善本國的土地復墾法規(guī)，比較自覺地進入了科學復墾的時代。

美國的土地復墾治理工作一直處于世界先進水平，無論是復墾法律法規(guī)的制定，還是修復工程的實踐活動，均走在世界前列。美國礦區(qū)復墾的研究重點為露天礦。德國采礦的歷史非常悠久，土地復墾工作開展較早，早在1954年修訂的《基本礦業(yè)法》中就要求礦山企業(yè)在采礦過程中和采礦工作結束后，應注意保護和復墾地表，使生態(tài)環(huán)境得到快速恢復。土地復墾從最初單純的對采礦跡地進行植樹造林，到以經濟利益作為復墾指標，再到混合型復墾模式的提出，無不體現(xiàn)著生態(tài)意識的增強。澳大利亞被認為是世界上成功處置擾動土地的國家之一，擁有綠色的復墾理念、完善的復墾管理制度及先進的復墾技術方法，取得了令世界矚目的成果。波蘭的煤礦開采方法與土地破壞形式與我國最為相似，井工煤礦開采比例高達68％，但是由于波蘭的人地矛盾并不突出，所以土地復墾主要集中在矸石山的治理上，對于形成的采煤沉陷地，多是根據(jù)實際沉陷情況就勢復墾利用。印度露天開采占所有煤炭資源開采的81％，只有19％的煤產自井工開采，且井工開采的主要采取房柱式開采，所以露天煤礦是其土地復墾的主要研究對象。故而，國外的土地復墾主要以露天礦為主，并且十分注重礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護，在礦山開采之初就將復墾工作視為采礦活動不可或缺的一部分。

對于我國來說，國外的露天礦經驗對于以井工開采的中國而言無法直接移植。其真正萌芽階段在20世紀80~90年代，期間如1982年馬恩霖等編譯的《露天開采復田》，煤炭工業(yè)部組織實施的“六五”科技攻關項目———塌陷區(qū)造地復田綜合治理的研究，1987年中國土地學會復墾研究會成立等，標準土地復墾開始在我國有組織地展開。1988年11月8日頒布、1989年1月1日生效的《土地復墾規(guī)定》（國務院令第19號），標志著我國土地復墾開始時走上法制化道路。隨著土地復墾問題的成形，其學科的基本概念與基本問題界定開始成為重要問題。研究者的關注熱點、對學科的概念定義、實際應用等均表現(xiàn)出土地復墾并不只是恢復土地資源，而是關于生態(tài)系統(tǒng)的修復和重建，起到保護環(huán)境的作用。

這種關于清晰概念的探討持續(xù)多年，時正值礦區(qū)“綠色開采”理念的興起，且全球均提高了生態(tài)保護意識，并且隨著土地復墾的研究重點逐漸轉向土壤重構、礦區(qū)生態(tài)修復、植被重建，關于土地復墾的目的不斷得到明確，即礦區(qū)土地復墾的目的從來就應當是礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)修復，土地復墾與生態(tài)修復的名詞也首次進入大眾視野。此后，研究者開始關注從靜態(tài)的土地復墾，轉向動態(tài)的土地復墾與生態(tài)重建。動態(tài)預復墾、邊采邊復、采復一體化等概念被不斷申明與討論，胡振琪等（2013ａ，2013ｂ）對邊采邊復與采復一體化的論文詳細論述了采礦與復墾、生態(tài)重建的關系與結合，這種定義將土地復墾與生態(tài)重建與礦區(qū)開采本身更加緊密地聯(lián)系在一起。同時，研究者不約而同地發(fā)現(xiàn)關于土地復墾、關于礦區(qū)地質環(huán)境保護、關于礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)保護等研究領域實質是在同一層面與同一內容上探討礦區(qū)開采與生態(tài)環(huán)境破壞、重建的問題。2016年，國土資源部關于《礦山地質環(huán)境保護與治理恢復方案》與《礦山土地復墾方案》兩案合一的文件發(fā)布，意味著這種礦區(qū)地質環(huán)境的修復問題正式被整合。

從某種角度來說，本書討論的礦山地質環(huán)境生態(tài)修復正是對土地復墾與生態(tài)修復、礦山地質環(huán)境保護與恢復治理的整合，其整合在生態(tài)修復實踐與理論定義上是一種必然。

（二）礦山地質環(huán)境生態(tài)修復的內涵與作用

在明確的定義上，礦山地質環(huán)境生態(tài)修復應該指，通過多種生態(tài)環(huán)境修復手段，對礦山開采導致的礦山生態(tài)系統(tǒng)破壞，進行修復與重建。礦產開采必然導致礦山環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)破壞，故而礦山地質環(huán)境生態(tài)修復針對的是礦山開采引發(fā)的問題，其內涵是平衡礦山開采與生態(tài)保護。事實上，這是一種平衡人類發(fā)展破壞生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)保護的手段，其作用包括：

1. 恢復土地資源，解決人地矛盾

土地是人類日常生活的保障，土地問題是我國的重要問題。礦山開采導致了大量土地資源的損失，沒有礦山地質環(huán)境生態(tài)修復，就無法再次利用這些土地資源，其對土地資源的恢復，對土地資源質量的提升，可以有效緩解人地矛盾。

2. 保護生態(tài)環(huán)境，提高生活質量

礦山地質環(huán)境生態(tài)修復是與生態(tài)環(huán)境重建密切結合的大型工程，進行礦山地質環(huán)境生態(tài)修復，對礦山開采造成的土地損毀進行治理，其生態(tài)環(huán)境意義極其巨大。不僅可以使大規(guī)模煤炭開采造成的環(huán)境損毀在一定程度上得到恢復，還使開采前就脆弱的生態(tài)系統(tǒng)得到提升。通過植被重建營造綠色防護林，可防止周邊生態(tài)系統(tǒng)退化與土地的風蝕沙化。其對生物多樣性的影響，植物生態(tài)系統(tǒng)的多樣性與穩(wěn)定性，吸引周邊動物群落的回遷，增加動物群落多樣性，達到植物動物群落的動態(tài)平衡，對空氣質量和局部小氣候的影響，這些均對提高礦區(qū)居民的生活質量有顯著作用。

3. 緩解社會矛盾，解決大眾就業(yè)

礦山地質環(huán)境生態(tài)修復可以改善礦山工人的作業(yè)環(huán)境，減少礦山開采工程帶來的土地損毀，減輕所造成的損失和危害，能夠確保礦山的安全生產；通過建設旱地、林地和草地，恢復地表植被，能夠減少生態(tài)環(huán)境損毀，對改善礦山環(huán)境和周邊地區(qū)的土地利用結構起到了良好的促進作用，從而促進當?shù)貐f(xié)調發(fā)展；修復完成后，治理區(qū)域的土地經營需要較多的工作人員，因此，能夠為治理區(qū)域人員提供更多的就業(yè)機會。所以，礦山地質環(huán)境生態(tài)修復是關乎國計民生的大事，不僅對發(fā)展生產有重要意義，而且對全社會的安定團結和穩(wěn)定發(fā)展也有重要意義。

4. 實現(xiàn)國土區(qū)域與礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展

礦業(yè)活動是造成環(huán)境破壞的重要因素之一，礦業(yè)活動使國土區(qū)域內、礦區(qū)范圍內的生態(tài)系統(tǒng)遭受嚴重破壞，其后續(xù)開發(fā)利用、人民的持續(xù)生活等均得不到保障。只有進行礦山地質環(huán)境生態(tài)修復，才能使被破壞的土地、河流，被侵占和污染的資源恢復到其可供利用的狀態(tài)，只有成功實現(xiàn)礦山地質環(huán)境生態(tài)修復，才能讓礦區(qū)內的人民作為國土區(qū)域生活的一分子，得到有持續(xù)保障的生活質量。它將是保證煤礦周邊區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，因而具有重要的社會效益。

（三）礦山地質環(huán)境生態(tài)修復的主要框架

礦山地質環(huán)境生態(tài)修復針對的是礦山地質環(huán)境問題與礦山生態(tài)環(huán)境問題。在每個細分的問題上，礦山地質環(huán)境生態(tài)修復具有不同的處理態(tài)度，持有不同的修復思路，并因此發(fā)展成不同的生態(tài)修復技術，以下簡要概述處理不同問題的思路。

1. 礦山資源問題

礦山資源問題的本質是礦山開采帶來的資源相關問題。這些資源問題包括煤矸石的利用與存儲、礦區(qū)建筑用地的規(guī)劃及礦區(qū)人工建構筑物的損毀與重建問題。從某種角度上講，這類問題更偏向于規(guī)劃問題，試圖通過規(guī)劃手段來更好地實現(xiàn)礦山資源利用。例如，通過煤矸石的井下充填來避免煤矸石山堆積，礦區(qū)建筑用地在閉坑后的持續(xù)利用，按照科學規(guī)劃的方法對每片重建后的田地配套修筑灌溉設施與道路配置，生態(tài)重建時植被種植數(shù)量的合理決策等。它們更像是同一類問題，需要依靠科學的運籌學與土地規(guī)劃知識來完成。

2. 礦山水文地質環(huán)境問題

礦山水文地質環(huán)境問題是指礦區(qū)的水文環(huán)境變化、水資源結構、水質等的變化問題。水資源是礦區(qū)環(huán)境極重要的組成部分，有必要把其特殊地抽出來獨立談論。水文地質環(huán)境問題的解決主要依靠實時探測，必須配備足夠的水文監(jiān)測點，與此同時需要及時彌補與解決已有的水文問題。例如，井工開采導致的含水層破壞、塌陷區(qū)積水、地表水系水質水量監(jiān)測等問題，事實上，采空區(qū)積水問題也被更多地放在生態(tài)重建與土地復墾問題中談論（裴文明等，2018）。礦山水文地質環(huán)境問題需要高效的監(jiān)測與健全的評價體制，除此之外，保水開采、注漿堵漏等方法也常應用于此。在地表水文地質環(huán)境變化中，研究者更多希望因地制宜地完成生態(tài)修復，例如，塌陷導致的積水區(qū)更多使用挖深墊淺技術將其直接修復為魚塘。

3. 礦山地表地質災害問題

礦山地表地質災害問題是礦山開采導致的極為嚴重的問題。除了在土地規(guī)劃與管理、礦山建設過程中提前規(guī)避地質災害高發(fā)區(qū)外，主要依靠時效性與精度高的對地監(jiān)測技術。例如，礦山地質災害可通過InSAR實現(xiàn)較高精度的監(jiān)測，以此來及時進行人群疏散、土地規(guī)劃與管理。

4. 礦山土壤環(huán)境問題

礦山土壤環(huán)境問題是礦山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與污染治理的熱點問題。前已述及，礦山土壤環(huán)境問題主要指采礦活動影響下的礦區(qū)土壤理化性質受損的問題。該類型問題針對礦山采礦活動持續(xù)時間及閉礦后可能造成的土壤受損及作用于其上的礦區(qū)對象損傷。其首要關注對象是土壤本身，由于土壤作為地物基質帶來的巨大影響，研究者更多需要特別考慮其帶來的衍生污染問題。

首先需要考慮的是礦區(qū)土壤環(huán)境包括其生態(tài)交互的對象的監(jiān)測與評價，與地面塌陷監(jiān)測不同的是，研究者多通過對地觀測，通過光譜波段實時監(jiān)測礦區(qū)地物在某些指標（葉面積、生物量等）的受損情況。除此之外，土壤受損的防護與修復重建問題，包括其影響對象的防護與治理問題也是其關注的重點。

5. 礦山地形地貌與自然景觀破壞問題

礦山地形地貌與自然景觀破壞問題是一個重要的問題，礦區(qū)地形地貌受露天或井工開采產生的破壞需要通過修復手段完成，土壤重構、水系修復等問題是其中的核心問題。此外，最近興起的對礦區(qū)損毀的景觀評價與景觀重建問題也是其中的重要問題，研究者開始關注如何讓礦區(qū)生態(tài)修復與重建后的生態(tài)系統(tǒng)更接近自然形態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)，保持其抗逆性。