礦山地質環境是指曾經開采、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境系統。這個系統是以巖石圈為依托，礦產資源開發為主導，不斷改變著地球表面巖石圈自然環境平衡的地質環境（國土資源部地質環境司，2002）。

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

實質上，礦山地質環境與礦山環境地質互有區別又大有聯系，在兩者混用問題上，不乏學者認為礦山地質環境應專指原生地質環境，而礦山環境地質應特指礦業活動產生的環境問題。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環境生態修復層面做特定語境的討論，書中礦山地質環境問題或礦山環境地質問題并不做區分，僅表示為礦山地質生態環境生態修復問題中的地質類問題，作為與常見礦山生態環境問題在實踐中的區別一同出現。在這種層面上，作者仍然希望沿用礦山環境地質研究中的礦山環境地質問題概念，為與本書定義更為匹配，后文統一用礦山地質環境問題的說法做論述。

礦山地質環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，發生發展均是有規律可循的。從時間上說，礦山地質環境問題是頻發的，如不加修復，持續時間超過采礦及穩沉的時長。從類型上講，礦山地質環境問題是多樣的，包括泥石流、崩塌、滑坡等常見地質環境問題，及采礦塌陷、尾礦庫潰壩、礦山水土環境污染等礦山特有地質環境問題。從管控上講，礦山地質環境問題是可控的，其勘探、建設、開采、復墾活動是有選擇性的，均受國家法律法規嚴格規范。

主流的礦山地質環境問題分類以礦山地質環境對象的異同為依據，其目的是公益性礦山地質環境調查研究，遵循實用性、科學性的原則，以礦業活動導致的結果將礦山環境地質問題劃分為資源破壞、地質災害和環境污染三大類型及眾多的表現形式（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，修復的礦山地質環境問題分類有必要根據修復目的重新組織，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分較少，主要考慮其整體的體量變化、存放與管理規劃，在生態修復思路及生態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、環境在內的礦山生態系統的影響，是相對獨立、生態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等采礦過程中的采礦、安全細化問題，主要類型為地表常見地質災害。

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

在本書中，礦山生態環境問題與礦山地質環境問題是互為對照的關系，我們縮小了礦山地質環境問題的框架，將廣泛的礦山地質環境問題或礦山環境地質問題中的某部分問題放到礦山生態環境問題中談論，是因為該部分問題在關注對象、生態修復上均是特異的，是在純粹的生態層面談論的問題，它與常識意義上談論的“生態”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”框架下，被放在“生態”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環境中所特有的例子，它們所能抽象出的“核心問題”是有助于其他生態問題的解決，而非僅是地質環境問題的解決。這種劃分的目的在于強調礦山地質環境生態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境生態修復目的的區別。因此，我們對礦山生態環境問題做兩類分劃：

（一）礦山土壤環境問題

主要指采礦活動影響下的礦區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。礦山土壤環境問題是礦山生態環境監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對象自然形態的破壞。值得注意的是，在礦山地質環境問題中，更多關注的是采礦塌陷引發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環境與礦山地質環境做出劃分的原因。

（一）土地復墾與礦山地質環境保護的概念發展

對于礦山開采導致的生態破壞問題，較早的關注點是土地問題。民眾較早有自發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管離不開法律法規的約束和監督，20世紀50年代和60年代，許多工業發達國家加速建立和完善本國的土地復墾法規，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《基本礦業法》中就要求礦山企業在采礦過程中和采礦工作結束后，應注意保護和復墾地表，使生態環境得到快速恢復。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，無不體現著生態意識的增強。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，并且十分注重礦區生態環境的保護，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》，煤炭工業部組織實施的“六五”科技攻關項目———塌陷區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、實際應用等均表現出土地復墾并不只是恢復土地資源，而是關于生態系統的修復和重建，起到保護環境的作用。

這種關于清晰概念的探討持續多年，時正值礦區“綠色開采”理念的興起，且全球均提高了生態保護意識，并且隨著土地復墾的研究重點逐漸轉向土壤重構、礦區生態修復、植被重建，關于土地復墾的目的不斷得到明確，即礦區土地復墾的目的從來就應當是礦區生態系統修復，土地復墾與生態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的土地復墾，轉向動態的土地復墾與生態重建。動態預復墾、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、生態重建的關系與結合，這種定義將土地復墾與生態重建與礦區開采本身更加緊密地聯系在一起。同時，研究者不約而同地發現關于土地復墾、關于礦區地質環境保護、關于礦區生態系統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開采與生態環境破壞、重建的問題。2016年，國土資源部關于《礦山地質環境保護與治理恢復方案》與《礦山土地復墾方案》兩案合一的文件發布，意味著這種礦區地質環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境生態修復正是對土地復墾與生態修復、礦山地質環境保護與恢復治理的整合，其整合在生態修復實踐與理論定義上是一種必然。

（二）礦山地質環境生態修復的內涵與作用

在明確的定義上，礦山地質環境生態修復應該指，通過多種生態環境修復手段，對礦山開采導致的礦山生態系統破壞，進行修復與重建。礦產開采必然導致礦山環境的生態系統破壞，故而礦山地質環境生態修復針對的是礦山開采引發的問題，其內涵是平衡礦山開采與生態保護。事實上，這是一種平衡人類發展破壞生態系統與生態系統保護的手段，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，沒有礦山地質環境生態修復，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. 保護生態環境，提高生活質量

礦山地質環境生態修復是與生態環境重建密切結合的大型工程，進行礦山地質環境生態修復，對礦山開采造成的土地損毀進行治理，其生態環境意義極其巨大。不僅可以使大規模煤炭開采造成的環境損毀在一定程度上得到恢復，還使開采前就脆弱的生態系統得到提升。通過植被重建營造綠色防護林，可防止周邊生態系統退化與土地的風蝕沙化。其對生物多樣性的影響，植物生態系統的多樣性與穩定性，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平衡，對空氣質量和局部小氣候的影響，這些均對提高礦區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

礦山地質環境生態修復可以改善礦山工人的作業環境，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，能夠減少生態環境損毀，對改善礦山環境和周邊地區的土地利用結構起到了良好的促進作用，從而促進當地協調發展；修復完成后，治理區域的土地經營需要較多的工作人員，因此，能夠為治理區域人員提供更多的就業機會。所以，礦山地質環境生態修復是關乎國計民生的大事，不僅對發展生產有重要意義，而且對全社會的安定團結和穩定發展也有重要意義。

4. 實現國土區域與礦區可持續發展

礦業活動是造成環境破壞的重要因素之一，礦業活動使國土區域內、礦區范圍內的生態系統遭受嚴重破壞，其后續開發利用、人民的持續生活等均得不到保障。只有進行礦山地質環境生態修復，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，只有成功實現礦山地質環境生態修復，才能讓礦區內的人民作為國土區域生活的一分子，得到有持續保障的生活質量。它將是保證煤礦周邊區域可持續發展的重要組成部分，因而具有重要的社會效益。

（三）礦山地質環境生態修復的主要框架

礦山地質環境生態修復針對的是礦山地質環境問題與礦山生態環境問題。在每個細分的問題上，礦山地質環境生態修復具有不同的處理態度，持有不同的修復思路，并因此發展成不同的生態修復技術，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、礦區建筑用地的規劃及礦區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劃問題，試圖通過規劃手段來更好地實現礦山資源利用。例如，通過煤矸石的井下充填來避免煤矸石山堆積，礦區建筑用地在閉坑后的持續利用，按照科學規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，生態重建時植被種植數量的合理決策等。它們更像是同一類問題，需要依靠科學的運籌學與土地規劃知識來完成。

2. 礦山水文地質環境問題

礦山水文地質環境問題是指礦區的水文環境變化、水資源結構、水質等的變化問題。水資源是礦區環境極重要的組成部分，有必要把其特殊地抽出來獨立談論。水文地質環境問題的解決主要依靠實時探測，必須配備足夠的水文監測點，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、塌陷區積水、地表水系水質水量監測等問題，事實上，采空區積水問題也被更多地放在生態重建與土地復墾問題中談論（裴文明等，2018）。礦山水文地質環境問題需要高效的監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。在地表水文地質環境變化中，研究者更多希望因地制宜地完成生態修復，例如，塌陷導致的積水區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。除了在土地規劃與管理、礦山建設過程中提前規避地質災害高發區外，主要依靠時效性與精度高的對地監測技術。例如，礦山地質災害可通過InSAR實現較高精度的監測，以此來及時進行人群疏散、土地規劃與管理。

4. 礦山土壤環境問題

礦山土壤環境問題是礦山生態環境監測與污染治理的熱點問題。前已述及，礦山土壤環境問題主要指采礦活動影響下的礦區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時間及閉礦后可能造成的土壤受損及作用于其上的礦區對象損傷。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土壤環境包括其生態交互的對象的監測與評價，與地面塌陷監測不同的是，研究者多通過對地觀測，通過光譜波段實時監測礦區地物在某些指標（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生態修復與重建后的生態系統更接近自然形態的生態系統，保持其抗逆性。