Ⅰ 礦山地質環境問題的成因分析
礦業開發或多或少會對地質環境造成影響破壞,有些礦山地質環境問題的產生具有必然性,有些礦山地質環境問題的產生則與礦業行為的規范程度關系密切,總而言之,導致湖南省礦山地質環境問題產生的因素主要有采礦行為、采選冶及治理技術以及自然因素。
一、采礦行為因素
礦業開發活動過程中,地下開採掘進及主動放頂、礦山地面工程建設、露天采場開挖及表土剝離等采礦行為,很難避免采空地面變形、地下水位下降、土地資源佔用破壞等礦山地質環境問題的發生,這是礦業活動的基本屬性所致。但規范的礦業活動或礦業活動過程中事先主動採取有效的礦山地質環境防護措施,將大大減少或消除采礦活動對礦山地質環境的破壞程度,即使產生破壞,其恢復治理也較容易。綜合分析,目前湖南省因采礦行為不恰當而導致大量環境問題發生的主要方面有:
1.過度開采、掠奪式開采
受「大礦大開,小礦放開,有水快流,大力鼓勵民營經濟發展」思想的影響,礦業發展無序,高峰時期,湖南省各類礦山近兩萬處。據不完全統計,1998年,湖南省各類大小礦山達12417座,且還有不少非法開采、民采礦硐。一些礦山企業或私人團伙見礦就采,盲目亂采濫挖,越層越界,不留設甚至偷采保安礦牆(柱)等現象十分嚴重,導致全省礦山地質環境問題急劇爆發,為早期礦山地質環境問題惡化的主要原因。
2.環保意識薄弱,過度追求經濟效益
為了追求經濟效益最大化,歷史上,不顧環境和他人利益,開采過程中不重視環境的保護及預防。主要表現為:廢渣隨意堆放而不惜佔用農田、水庫、河谷;廢水肆意排放而不採取任何凈化措施;居民區、重要設施區及基本農田下方開采而不留設保安礦柱,形成超深、超寬的采空區;不合法采礦權人或非法個人盜采保安礦柱等。
3.礦山地質環境保護方面技術人員匱乏
現有的眾多小礦山,或無環境保護方面的技術員,或已有的技術人員水工環專業知識欠缺,對礦床水文地質條件、工程地質條件及其復雜性等開采技術條件不了解或認識不足,對可能引發的地質環境問題不會科學合理採取相應的預防措施,不自覺造成了對礦山地質環境的破壞,這是造成湖南省礦山地質環境問題的一個重要因素。
4.地方保護主義思想過重
在一些地方,礦產資源開發成為當地的主要經濟支柱,是地方財政的最大來源。歷史時期,部分地方政府和部門片面理解「發展才是硬道理」,存在「先發展起來,再改善生態和保護環境」的錯誤認識,對礦產資源管理秩序整頓、關停小礦山、保護礦山地質環境的要求執行不力,加重了礦山地質環境的破壞。
二、技術因素
1.礦山采、選技術落後,加劇了礦山地質環境問題的發生
受礦產資源稟賦條件限制,礦山開采技術落後,採用落後的「崩塌法」、「放大炮」等開采技術,造成了地面塌陷、崩塌、滑坡等地質災害。部分井下開采礦山的探水技術落後,對老窯、老采空區、岩溶管道探測不完全而發生突水突泥事故,從而造成地面塌陷的發生。選礦工藝簡單落後,如省內曾存在大量土法采選金礦、土法煉汞、煉砷、煉硫、煉礬、煉鉛鋅、氰化選礦的礦山,對礦山地質環境造成了污染。全省很多礦產資源,特別是有色金屬資源,共(伴)生礦多、貧礦多,由於選礦技術落後,資源綜合利用水平低,總回收率僅40%左右,綜合利用水平低,不僅浪費資源,增加固體廢棄物排放量,而且增加了尾砂中重金屬的排放,加重了環境影響的程度。
2.廢渣、廢水綜合利用程度低,礦山地質環境恢復治理技術落後
礦業活動過程中有大量廢渣、廢水排放,對其綜合利用,不僅能變廢為寶,節約資源,而且能有效保護礦山地質環境。湖南省礦山廢渣、廢水的綜合治理率不高,礦山廢渣綜合利用率為26.83%,廢水綜合利用率為11.89%。同時,目前全省礦業廢渣、廢水綜合治理利用的技術水平較低,方法工藝較落後。礦山地質環境恢復治理是一項專業性和技術性很強的工作,但當前礦山地質災害防治和礦區土地復墾技術研究還很薄弱。如地面變形監測可有效預防地面塌陷、采空地面變形對地面設施的破壞,但目前地面變形監測尚處於探索研究階段,而沒有一套完整經濟適用的監測技術體系及早掌控地面形變。就土地復墾而言,采礦廢水、廢渣造成的以重金屬污染為代表的水土污染治理難度大,目前沒有形成一套普適性的治理技術來恢復治理已污染破壞的土地,致使已破壞土地的恢復治理進度十分緩慢。
三、資金因素
歷史上,由於采礦權人追求經濟效益最大化,往往不主動對礦山地質環境破壞的風險進行及時防控。即使問題已經產生,但並不投入足夠的資金進行治理恢復,從而導致大量的環境問題遺留。雖然近十年國家及地方政府和采礦權人對礦山地質環境問題已投入了大量的治理資金進行治理,但歷史欠賬多,治理面積有限。
四、自然因素
礦業活動破壞了礦山地質環境平衡條件是造成礦山地質環境問題的根本原因,但湖南省礦山地質環境條件脆弱是礦業活動容易導致礦山地質環境問題加劇的另一因素。
(一)氣象與水文
湖南省降水量豐富,但年分布不均,全省多年平均降水量為1426.6mm,最大可達3089mm。由於大氣降水豐沛,雨量集中,常出現暴雨,日最大降雨量達423.1mm。降雨是湖南礦山產生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷及水土流失的一個重要因素。氣候條件十分有利於岩石的風化作用,許多礦區岩石風化強烈,降低了岩體的完整性和穩定性;同時,強烈的風化作用也降低了廢石堆的穩定性,容易產生礦山地質災害。湖南季風變化大,夏、秋季乾燥風大,是尾礦庫產生揚塵污染的原因之一。地表水系發育,河網密布,許多礦區地表水與地下水之間具有水力聯系,地表水往往成為礦井充水、突水的主要來源。尤其是極端天氣的出現,如久旱逢暴雨,隨之產生大量的礦山地質環境問題。
(二)地形地貌
地形強烈切割的深溝大川是崩塌、滑坡最有利的發生地段;各級階地和剝夷面間的斜坡地帶,崩塌、滑坡也十分發育;上下陡、中間緩的折線山坡,當山坡上部成馬蹄形環狀地形且匯水面積大時,易產生沿基岩面滑動的土層滑坡。湖南有色金屬礦床多產於崇山峻嶺之中,復雜的地形條件易發生崩塌、滑坡、泥石流地質災害。
(三)礦床地質環境條件
湖南省能源礦產賦礦層主要為二疊系龍潭煤系、石炭系測水煤系,其次為二疊系吳家坪煤系、二疊系黔陽煤系、上三疊統、下侏羅統含煤岩系等。各含煤岩系岩性主要為粉砂岩、頁岩、泥岩夾砂岩或互層,頁岩、泥岩力學強度低,礦井工程地質條件大多為中等至差;而龍潭煤系北型、吳家坪煤系、黔陽煤系頂板、底板或頂底板為岩溶發育且富含岩溶地下水的碳酸岩鹽,斷裂構造發育且導水性強,水文地質條件及礦區構造大多復雜。建築材料礦山的石膏礦產主要賦存層位有下石炭統梓門橋組、白堊系、古近—新近系,其中梓門橋組含膏岩系直接頂板為岩溶發育中等至強烈的梓門橋組上段灰岩,間接頂板為岩溶強發育的壺天群,水文地質條件大多為復雜至中等,白堊系及古近—新近系含膏岩系岩性多為泥岩、粉砂岩,岩石固結程度較低,岩體力學強度低,礦床工程地質條件大多較差。湖南省柿竹園多金屬礦、黃沙坪、寶山、水口山鉛鋅礦、七寶山金銀黃鐵礦等主要有色金屬礦床均為接觸交代型礦床,其容礦層位均為岩溶發育的碳酸岩鹽,水文地質條件復雜,花垣鉛鋅礦賦礦層位亦為寒武系下統清虛洞組灰岩,地下河等岩溶極發育。當開采上述礦產資源時,由於工程地質條件差,易引發采空區地面變形礦等礦山地質災害;水文地質條件復雜,則易產生岩溶地面塌陷,並導致含水層結構破壞。這也是湖南省采空區地面變形災害主要與測水煤系煤礦山、龍潭煤系(南型)煤礦山、石膏礦山有關及岩溶塌陷、含水層結構破壞主要與龍潭煤系(北型)、吳家坪煤系、黔陽煤系煤礦山、柿竹園多金屬礦、黃沙坪、寶山鉛鋅礦、七寶山多金屬礦等有色金屬礦山有關的重要因素。
湖南省露天開采礦山絕大多數為砂石黏土礦山,花崗岩、石灰岩、石英岩等採石場,風化程度高,當節理、裂隙發育,開采形成較陡峻的臨空面時,易發生崩塌;采砂場、磚瓦廠、高嶺土礦、紅土型金礦、淋積型錳礦開采對象為第四系土(砂)體,土體力學強度低,遇水易軟化,采場邊坡易發生崩滑現象;此外,石煤礦大多露天開采,部分沉積型鐵礦、磷礦也有露天開采礦山,賦礦層位主要為震旦系至寒武系的江口組、陡山沱組、小煙溪組,岩性多為板岩、炭質板岩、砂質板岩,除層理外,板理、劈理均較發育,淺部風化節理十分發育,采場邊坡易發生滑坡與崩塌。同時,采場剝離廢石及采礦廢石量較大,往往成為泥石流的物質來源。
有色金屬及石煤礦山的廢渣、廢水中含大量重金屬元素及放射性元素,化工鹽類礦山廢渣、廢水中含鹵族元素,中高硫煤礦山及硫鐵礦山廢渣、廢水中含大量黃鐵礦,均是礦山水土污染的污染物來源。
Ⅱ 地質資源
組成地質環境的物質在現有社會、經濟和技術條件下能夠為社會經濟所利用的就轉化為地質資源。反過來說,地質資源是構成地質環境的重要組成部分。因此,在開發利用地質資源時,既要考慮社會經濟的需要,又要考慮對地質環境的影響。一般來說,地質資源包括礦產、土壤、地下水、地貌景觀等。
(一)礦產
礦產資源的形成與分布在很大程度上受制於地質環境的形成及演化過程。由於區域地質歷史、地殼運動、岩漿活動和沉積環境的差異,礦產資源在地質環境中的分布也是不均衡的。根據成因,岩石分為沉積岩、變質岩、岩漿岩三大類,在不同的岩石中往往會形成不同的礦產。例如,煤炭、石油、天然氣、石膏等一般形成於沉積岩中;石墨、大理岩等一般形成於變質岩中;鎢、錫等金屬礦產一般形成於岩漿岩中。受地質構造運動的影響,在地殼沉降地區往往形成煤炭、石油、石膏、岩鹽等沉積型礦產;在地殼岩層褶皺隆起的地區,往往形成多金屬礦產。礦產的形成還與古地理條件有關。例如,在古生代早期,陸地上還沒有出現植物,所以在此之前不可能形成大煤田。古生代後期、中生代的侏羅紀和新生代的第三紀,分別是地球上三次出現大規模森林時期,形成了地質史上三個重要的成煤期。
礦產資源是社會經濟發展的重要物質基礎,人們的生產和生活都離不開礦產資源。根據其用途,礦產資源大致可分為4類:能源礦產、金屬礦產、工業礦產和建材礦產。能源礦產主要包括煤、石油、天然氣、泥炭等由地質歷史上有機物堆積轉化而成的化石能源和鈾、地熱等。金屬礦產是國民經濟、國民日常生活、國防工業、高科技產業必需的基礎材料和戰略物資,可細分為黑色金屬、有色金屬、貴金屬、稀有金屬、稀土金屬、分散元素等。工業礦產是具有特殊的化學或物理特性而用於不同工業用途的非金屬礦物或岩石,包括螢石、鉀鹽、重晶石等。建材礦產可用於工程建設和建造建築物,包括水泥用灰岩、高嶺土、石材(大理岩、花崗岩、玄武岩、輝綠岩、安山岩、凝灰岩、板岩)等。
(二)土壤
地殼表層岩石遭受風化作用後,形成鬆散的殘積物。殘積物表層通常是生物活動的場所。生物在生命過程中分泌和產生大量的有機質,有機質與殘積物不斷發生物理化學反應,殘積物逐漸演變,最終形成了今天的土壤。決定成土作用和土壤類型的主要因素是氣候、植被和岩石風化產物的成分。由於自然界地質環境組成、氣候和植被的差異,不同地區形成了各種各樣的土壤。不管是森林土壤、草原土壤,還是水成土壤,其基本物質組成主要包括:礦物質、有機質、水分、空氣和生物(圖1-2)。
圖1-2 土壤的基本物質組成圖
土壤為植物的生長提供了物理支撐和所需的水分與養分。土壤是綠色植物初始生產力建造的基礎之一,它既是農業生物生長發育的出發點,又是基本生物組成的歸宿地。研究表明:土壤地質環境狀況對植物的生長有明顯的影響。土壤中某些地球化學元素的不足或過量,會嚴重影響一些植物的正常生長。例如,土壤中鹽分含量過多時,只能生長少數耐鹽的植物,而不能種植小麥、玉米等農作物;在土壤和水源缺乏鋅元素的地方,種植的豆類作物容易落花落果造成減產等。人們通過比較土壤中地球化學元素和礦物質含量與農作物需求,可以確定不同地區種植各種農作物的適宜性,從而調整農業種植區劃與布局,促進農業增產增收。為了擴大農作物種植面積,人們研究出了很多物理、化學或生物方法來改良土壤,改善土壤地質環境。
土壤是陸地水分循環的紐帶,是水文過程的調節器和緩沖器。降落到陸地表面的大氣降水,除一小部分為植物冠層截留外,到達地面的降水首先滲入土壤,超過土壤入滲能力的降水形成地表徑流,匯聚進入地表水體。滲入土壤的水分,一部分蓄存於土壤根系層中形成土壤水資源,供植物蒸騰蒸發;另一部分在重力作用下,繼續下滲補給地下水,成為地下水的主要補給來源。在地下水淺埋區,在毛細作用下地下水也可上升進入土壤根系層,補給土壤水分,供植物蒸騰蒸發。由此可見,土壤是接納降水的主要場所,在超過土壤接納能力後,降水轉化為地表水和地下水,土壤性質對大氣水、土壤水、地表水、地下水、植物水「五水」轉化具有重要影響。在農業生產中,人們往往通過深耕、秸稈還田、覆膜等措施改變土壤狀況,間接起到調控水分的作用。
土壤對人類活動過程中排放的污染物具有一定的自凈作用。進入土壤的污染物,在土壤微生物、土壤有機和無機膠體等自然因素的作用下,經過一系列的物理、化學和生物過程,可使污染物在土壤環境中的數量、濃度或毒性、活性降低[16],從而減輕污染物對經濟社會的負面影響。但是,土壤的自凈能力是有限的。隨著時間的推移,當進入的污染物數量和速度超過了土壤的凈化能力時,土壤地質環境的自然動態平衡就會遭到破壞,導致土壤正常功能失調,土壤質量下降。
(三)地下水
地下水賦存和運移於岩土空隙中,其形成受到地質環境的制約。影響地下水形成的主要因素包括地形地貌、岩石性質、地質構造等。地形地貌決定了地下水的空間分布和運移,岩石性質決定了地下水的貯存空間,地質構造則決定了具有貯水空間的岩土儲水能力。地形平坦的平原和盆地,鬆散沉積物厚,降水形成的地表徑流易於滲入地下補給地下水,所以一般來說平原和盆地中地下水分布廣泛而豐富。堅硬岩石中的地下水存在於各種內、外動力地質作用形成的裂隙之中,分布極不均勻。鬆散岩層中的地下水存在於鬆散岩土顆粒形成的孔隙之中,分布相對較為均勻。
地表以下岩土空隙中的水分,按照其賦存狀態可分為土壤水(包氣帶水)和地下水。土壤水是陸地植物蒸騰和土壤蒸發的基本水源,它在供給植物生長發育需水的同時,積極參與水分循環。地下水處於潛水面以下飽和區,在重力作用下緩慢流動。從整個水循環系統看,地表以下非飽和區和飽和區水分運移有著天然不可分割的聯系(圖1-3),劉昌明等將二者統稱為地中水(Subsurface water)[17]。根據水量的交換關系和聯系強弱,土壤水和地下水的相互作用大致可劃分為以下3種情形:①地下水埋深大於其極限埋深,土壤水和地下水之間為單向聯系,土壤水始終下滲補給地下水。地下水極限埋深系指地下水不能上升至土壤上層,由潛水面上移流量開始為零時的地下水埋深。②地下水埋深小於其極限埋深,大於土壤根區深度,土壤水和地下水之間為雙向聯系,二者間的水量交換頻繁,地下水中的鹽分易在土壤表層積累。淺埋深地下水對土壤剖面的含水量和水勢分布有很大影響,是土壤發生鹽漬化的重要原因,也是地表生態格局變化的影響因子之一。同時,這種情形也增加了地下水遭受污染的風險。土壤中化學物質變化與地下水鹽動態密切相關。③地下水埋深小於土壤根區深度,甚至有時潛水面高出地表,土壤水與地下水之間作用強烈,土壤飽和狀態和非飽和狀態交替頻繁,土壤中的化學和生物過程與地下水變化緊密相關。因地下水位過高而形成的濕地即屬於這種情形。
圖1-3 土壤水與地下水水分運移與轉化示意圖
地下水是水資源的重要組成部分。與地表水相比,地下水具有分布廣、水量相對穩定、水質好、不易受污染等特點,在供給工農業和居民生活用水、支撐經濟發展方面具有重要的作用。
作為重要的生態因子,地下水在維持生態系統方面具有無可替代的作用。地表水生態系統(河道基流、濕地、泉水等)、河岸生態系統和陸地非地帶性植被都需要地下水的補給和維持。在我國西北地區,天然綠洲往往需要地下水的支撐,地下水位的下降和水質的惡化會給綠洲生態系統帶來嚴重影響。丘明新等通過對烏魯木齊柴窩堡地區植被類型及其發育情況進行調查後發現:草甸草場植被發育的優劣與其所處生境的地下水位密切相關。苔草草甸在地下水埋深1.15m時,蘆葦草甸在地下水埋深1.12m時,植被均發育不良;芨芨草草甸在地下水埋深大於2m時植被衰退;蘆葦草甸在地下水埋深大於2m時植被發育很差[18]。
地下水,尤其是深層承壓水,還具有平衡地下壓力、支撐上覆岩土體的作用。人工抽汲地下水時,伴隨著地下水從含水岩組中,尤其從那些厚層的半固結淤泥、粘土層中排出,在上覆岩土體的壓力下顆粒間的孔隙被壓縮,最終表現為地面沉降。由於人工大量開采深層承壓水,地下水位過度下降導致粘土層被壓縮,是很多地區發生地面沉降的主要原因。
(四)地貌景觀
地質環境是地貌景觀的基礎,而地貌景觀是地質環境在地表的外在表現,也是地質環境對人類活動影響最直接、最顯著的部分。地質環境與其他環境條件相互作用形成了某一區域的特色地貌景觀。在地球演化的漫長地質歷史時期,由於內外動力的地質作用,形成發展並遺留下來的不可再生的地質遺跡,有著極為重要的科學價值和觀賞價值。地質遺跡不僅為生物演化、人類生存發展歷史及尋找礦產資源提供了豐富的實證資料,還為人們提供了回歸自然、修養身心的娛樂場地。根據其形成原因與自然屬性,地質遺跡一般可分為以下5種類型:①有重要觀賞價值和重大科學研究價值的地質地貌景觀。②有重要學術價值的地質剖面和構造形跡。③有重要科學價值的古生物化石及其產地。④有特殊價值的礦物、岩石及其典型產地。⑤典型的地質災害遺跡[19]。地質遺跡作為一種地質資源,越來越多地被人們開發利用,將其科學價值、觀賞價值和教育價值轉化為社會效益和經濟效益,在經濟社會中發揮了越來越大的作用。社會發展表明:人類文明愈是高度發展,地貌景觀在人們生活中的地位就愈加重要。
Ⅲ 我國目前存在有哪些資源問題
一、水資源
中國人均水資源只相當於世界人均水資源佔有量的1/4,居世界第88位。近二十年以來,由於經濟社會的高速發展,氣候持續乾旱,污染日益嚴重,水資源的供需茅盾十分突出,已成為制約經濟和社會發展的重要因素。
1. 中國水資源特點
(1)水資源總量多,但人均和單位耕地佔有量少
中國陸地多年平均降水總量約61990億立方米,河川年平均徑流量約27000億立方米,地下水資源量約8700億立方米,扣除河川徑流量和淺層地下水量統計中的重復計算量7700億立方米,則淡水資源總量約28000億立方米,居世界第六位,但我國人口多,年人均量只有2545 m3,只相當於世界人均量的1/4,美國的1/5,加拿大的1/50,居世界第88位,可見我國是個貧水國家。除去洪水期間放掉的徑流量和邊遠地區不便大量開發利用的水資源外,實際能夠發揮作用的水資源量也就在10000億立方米左右。我國600多座城市中,有400多座供水不足,其中100多個城市嚴重缺水,年缺水量約60億立方米;農村有3.6億人口喝不上符合衛生標準的水,成為健康問題,北方和西北農村有5000多萬人和3000多萬頭牲畜得不到飲水保障,受乾旱影響的耕地面積約占總耕地面積的五分之一,由於缺水得不到有效灌溉,每年造成糧食嚴重減產50億公斤以上。
(2)水資源的時間分布不平衡,年內和年際間變化大
中國的降水受季風影響,降水量和徑流量在一年內分配不均,年際變化很大。中國大部分地區冬季乾旱少雪,夏季濕潤多雨,每年汛期的降水量和徑流量佔全年的60%~80%,易形成江河的汛期洪水和嚴重枯水。降水量的年際劇烈變化,造成江河湖泊的特大洪水和連續枯水年的現象。例如:黃河在近70年中曾出現過連續11年(1922~1932)的少水期,和連續9年(1943~1951)的豐水期。降水量和徑流量在時間上的劇烈變化,給水資源的開發利用帶來極大困難,造成枯水期無水可用,豐水期有水難用,使可用水資源的數量遠遠低於全國陸地水資源總量。
(3)水資源的空間分布不均勻,水土資源組合不平衡
中國水資源的分布是南方多、北方少,東部多、西部少。包括長江在內的南方水系的流域面積佔全國國土面積的36.5%,人口約佔全國的55%,但其水資源卻佔全國水資源的81%;而長江以北水系的流域面積佔全國國土面積的63.5%,人口約佔全國的44%,其水資源量卻只佔全國的19%,其中,西北內陸地區面積佔全國國土面積的35.3%,其水資源量僅佔全國的4.6%。水資源分布的嚴重失衡,不僅加劇我國水資源供需的矛盾,而且還導致我國北方地區易沙漠化、乾旱,南方地區易形成洪澇災害。
(4)水污染的蔓延,極大地減少了水資源的可用量
大量工業廢水和農業污水排入水體,降低了水資源的利用價值,減少了可以利用的水源。據統計,全國有1/3以上的河段受污染,90%以上城市水域污染嚴重,近50%的重點城鎮水源地不符合飲用水標准。在本來水資源豐富的許多南方城市中,因水污染所導致的缺水量占這些城市總缺水量的60%~70%。而水資源使用過程中的浪費現象更加劇了淡水的供求矛盾。落後的灌溉方式和生產工藝,以及城市供水管道的跑、冒、滴、漏是造成水資源浪費的另一主要原因。
2. 中國水資源開發和利用面臨的問題
(1) 在水資源開發方面,我國存在著水資源過度開發的問題。
近年來,中國一些地區為滿足不斷增長的水資源需求,加大了水資源的開發力度。我國北方江河普遍存在開發過度的問題。黃河、遼河、淮河地表水資源利用率大大超過國際上公認的40%的河流開發利用率上限,海河水資源開發利用率接近90%。素有「母親河」之稱的黃河自1972年出現首次斷流,進入1990年以後年年斷流,年平均達到107天,1997年斷流期竟長達226天。2002年黃河流域降水量較常年減少30%-50%,黃河花園口斷面徑流較常年減少了52%,2003年是黃河來水量50年來最少的一年,這意味著黃河的水環境形勢更加嚴峻。中國部分地區地下水也存在著開采過量問題。中國地下淡水資源量占國內水資源總量的1/3,最近20年來,全國地下水開采量平均以每年25億立方米的速度增加,地下水占總供水量的比例已從1980年的14.0%增長到2000年的19.8%。華北、西北城市利用地下水比例分別高達72%和66%。目前,河北、北京、天津屬超量開采,山東、河南、山西、遼寧、陝西等省超過50%。北方地區除青海、新疆外,其他省、區、市開采程度均超過30%。超采地下水,已引發一系列生態問題。國土資源部2003年10月30日公布的全國地下水資源評價數據顯示,目前全國形成的地下水降落漏斗已有100多個,面積達15萬平方公里。華北平原已形成跨冀、京、津、魯的區域地下水降落漏斗,有近7萬平方公裡面積的地下水位低於海平面。地下水超采還誘發地面沉降、海水入侵等問題。全國總計有46個城市因為不合理開采地下水而發生地面沉降,其中沉降中心累計最大沉降量超過2米的有上海、天津、太原。因地面沉降,一些城市經濟損失嚴重。有報道稱,20世紀70年代以來,上海因地面沉降的經濟損失達2900億元人民幣。
(2) 在水資源利用方面,中國對水資源污染的治理力度遠遠不夠。
改革開放以來,中國工業化和城市化的步伐不斷加快,在用水量急劇增加的同時,污水排放量也相應增加,主要污染物排放量大大超出水環境容量。1980年全國污水排放量為310億噸之多,1997年急劇增加到584億噸,2002年稍有減少,仍高達439.5億噸,較上年增加1.5%。2002年中國化學需氧量COD排放量達到1366.9萬噸,超過環境容量的70%。由於多方面的原因,我國水資源污染治理力度一直跟不上形勢的發展,主要表現為污水處理設施落後,污水處理率低。我國城市排水設施普遍比供水設施落後,1996年,我國城市供水設施服務人口的普及率達到94.5%,而同年城市污水處理率僅為13.1%,而且城市污水的日處理能力的增加幅度遠低於城市日供水能力增長的幅度,1990-1998年城市市政公共污水處理廠平均年增加日處理能力110萬立方米左右,而城市供水年增加供水能力850萬立方米左右。由此導致我國水環境惡化狀況難以緩解或好轉,進而加劇我國水資源短缺形勢。
(3)中國在水資源利用方面,還存在著嚴重的浪費現象。
農業、工業及城市是我國水資源的三大用戶,都普遍存在用水浪費的現象。我國農業用水量占總用水量的73.4%,加上農村生活用水則佔到81.7%。由於農業長期採取粗放式灌溉生產,水利用率很低。全國農業灌溉水的利用系數大多隻有0.4%,而世界許多國家已經達到0.7-0.8%。我國工業萬元產值用水量為103立方米,是發達國家的10-20倍,中國生產1噸鋼需要23-56噸水,而日本、美國和德國生產1噸鋼只需要6噸水。城市水的重復利用率只有北京、天津、大連、青島等達到70%左右,而大批城市的水資源重復利用率僅為40%左右,而發達國家城市達到了75-85%。全國多數城市自來水跑、冒、滴、漏的損失率達到用水量的1/5。同時,水價過於低廉也容易造成水資源浪費。在一些缺水較嚴重的地區,100立方米農用水還抵不上一瓶礦泉水的售價。水價太便宜了,導致一些人不珍惜水資源
3. 水資源開發與利用對策
針對面臨的水資源問題,保護、合理開發、調配水資源是當務之急。水資源開發利用的總體戰略應是水資源的可持續利用和支持社會-經濟-環境的可持續發展。水資源的保護和持續利用是一個涉及多水體、多部門、多領域的復雜問題,必須綜合考慮自然、社會、經濟、技術、環境等多種因素。為此,需要積極開發潛在的水資源(開源),節約利用已有的水資源(節流),盡快整治嚴重的水污染(治污),同時加強水資源的綜合管理,以緩解目前嚴重的缺水危機,使有限的水資源的開發利用獲得最大的經濟、社會和環境綜合效益。
為了人類社會和經濟的發展,必須努力保護和合理利用寶貴的水資源。但水資源的保護必須從保護水體源頭開始,從整個生態系統的保護做起。每年來自水土流失、水體底泥等的污染水量往往占水量的一半還多,因此植樹造林、涵養水源、改革農業漁業結構、合理施用化肥、農葯、建設水生態保護區和優化水體使用功能等,則是新時期水環境保護的重中之重的任務。
二、土地資源
1.中國的土地資源概況
中國的內陸土地面積為9.6×106km2,佔全球陸地總面積的6.5%,位居世界第三。2001年「全國土地資源調查」結果顯示,全國共有耕地約132萬平方公里,占國土面積的13.8%,現有耕地比重小於美國和印度。林地佔23.9%,牧草地佔28%。
中國國土面積的66%是山地、丘陵和高原,平地面積約為326.3萬平方公里,約占土地總面積的34%。由於前者大都不適宜於農業利用,因而我國可供農業開發的土地資源並不充裕。我國人均耕地面積不足0.001平方公里,只佔世界平均水平的1/3弱。即使是與人口眾多的印度相比,也相差一半。
據第四次全國森林資源清查(1989-1993)結果,全國森林面積為133.7萬平方公里,僅佔全球森林面積的3%-4%,林木總蓄積量為117.85億立方米。1989年的統計資料表明,全世界森林覆蓋率平均達31.3%,我國森林覆蓋率僅為13.92%。全球人無佔有森林面積為0.0064平方公里,而中國只有0.0011平方公里,居世界第119位。世界人均森林蓄積量為71.8立方米,中國人均森林蓄積量為8.6立方米,只相當於世界平均水平的12%,與世界平均水平相比有很大差距。我國佔世界3%-4%的森林資源,既要滿足佔世界近1/5人口的生產、生活的需要,又要擔負起維護全球7%土地面積上的生態環境質量的任務。顯然,現有的森林資源狀況是遠遠不能令人滿意的。
濕地是指所有天然或人工、長久或暫時的沼澤地和水域地帶,包括低潮時水深不超過6米的海域。初步統計表明,我國擁有的天然濕地,包括內陸沼澤11萬平方公里、湖泊12萬平方公里、海岸灘塗和鹽沼地2.1萬平方公里以及數量巨大的河流和廣闊的、深度不超過6米的近岸淺海水域,另外還有稻田人工濕地38萬平方公里。
2. 我國土地資源面臨的危機
隨著人口增加和經濟快速發展,城鄉建設、道路交通和其他佔用,我國土地資源將嚴重不足,現有的土地資源將急劇減少。
(1)人均佔有土地過少
隨著我國人口的進一步增長,這一危機日趨明顯。從20世紀50年代到80年代,全國耕地面積減少9.56萬平方公里,人均耕地面積已減少了近一半。
(2)耕地總體質量差
中國耕地分布很不平衡,水多的無地可澆,地多的無水可澆。乾旱地區土壤次生鹽漬面積不斷擴大,使作物無法生長而不得不棄耕。由於重用輕養、濫施化肥、水土流失、荒漠化和鹽鹼化等多種因素的共同作用,全國耕地有機質平均含量已降至1%,明顯低於歐美國家2.5%-4%的水平。在重要糧食產區的長江和淮河流域,土壤有機質含量一般不到1%,最低已不足0.3%。黑龍江省1989年抽樣調查表明,東北黑土帶土壤有機質含量已由50年代的8%-10%降為1%-5%。全國耕地中,缺磷面積佔59.1%,缺鉀面積佔22.9%。全國受鹽鹼化威脅的耕地約有6萬平方公里,受荒漠化危害的農田約21萬平方公里,遭受污染的耕地近20萬平方公里,受酸雨危害的耕地達3.7萬平方公里。據估算,僅農田污染一項,每年就使我國的糧食減產1200萬噸。綜合各種資料分析,全國高產穩產田約佔耕地面積的20%-30%,中產田佔40%-50%,低產田佔30%左右。
(3)森林覆蓋率降低和水土流失
隨著人口增加和經濟發展,森林資源早已不堪重負。照目前的砍伐速度,在不久的將來我國很有可能已無成熟林可伐。雖然我國林木蓄積量由80年代初的每年凈虧0.3億立方米,轉變成目前的略有盈餘,但用材林的消耗量仍然高於生長量。雖然我國的人工造林成效很大,但由於林業生產底子薄、欠帳多,在未來相當長的時間里,森林資源的供需矛盾將會十分突出。水土流失面積有增無減,已達150萬公頃,佔全國土地總面積的13.5%。
(4)草地資源普遍退化
草地是一種可更新資源,在我國,草地對畜牧業生產具有十分重要的地位和作用。它既是廣大牧區草食家畜最主要的飼料來源,又在維護陸地生態系統的能量流動與物質循環方面具有不可替代的重要作用。但由於對草地生態系統的特性缺乏正確、全面的了解,長期以來,我國對草地資源粗放經營,甚至採取掠奪式的經營方式,使草地資源普遍退化,明顯影響畜牧業的發展,產生了嚴重的生態後果。目前,草地普遍呈現退化的趨勢,如不採取有效措施,草原牧草產量可能要大幅度下降。因此,亟須加強草地資源的管理,合理開發利用,大力遏制其逆向演替,搞好草地資源的保護和建設,努力提高草場載畜力。
(5)湖泊濕地的圍墾
建國以來,在巨大的人口壓力作用之下,對湖泊的圍墾活動更加劇烈。僅湖北、湖南、江西、安徽四省的初步統計,圍墾面積達1.1萬平方公里。歷史上湖北省曾號稱「千湖之省」,可是目前只剩下湖泊326個,湖面由原來的0.8萬平方公里萎縮至0.23萬平方公里。圍墾在提高糧食產量的同時,也帶來很多環境問題。它往往抵消和超過了人們所取得的既得利益,使人們陷入了始料不及的嚴重困擾。由於圍墾而使湖面縮小、容量減少,降低了湖泊調蓄洪水和環境自凈的能力,加速了湖泊淤積消亡的速率。此外,被圍墾的湖洲草灘往往是魚類索餌、產卵的場所,因此,圍墾也是造成湖泊魚類資源衰減的重要原因之一。1991年長江流域的洪水不及1954年洪水流量大,但是所造成的損失卻遠遠大於1954年,究其原因,圍墾所造成的湖泊天然調蓄能力降低,不能不說是罪魁禍首。
(6)城鎮建設對土地的侵佔
人口的急劇增加,住房、交通和其他基本建設都要佔用大量土地。目前我國有近50萬公頃的耕地被三項建設(國家建設、鄉鎮建設和農民建房)佔用,按照這種速度,三年就相當於減少一個福建省的耕地面積。
(7)土壤污染日益嚴重
隨著工業發展特別是鄉鎮工業的發展,生產過程排出大量的「三廢」物質,通過大氣、水、固體廢棄物的形式進入土壤。同時農業生產中也不斷地施入肥料、農葯等物質並在土壤中累計,從而造成了嚴重的土壤污染。
3. 合理利用土地資源
人類的生產活動既可以使土地退化,也可以促進土地進化。首先必須加強宣傳教育,使人們認識到濫伐森林、陡坡開墾等所引起的土地退化的危害性及對人類生存環境的影響。其次,要因地制宜,將土地資源、生物資源和環境條件統一起來,採取綜合治理措施。再次,要控制城鎮和公交生產佔地。
三、礦產、能源資源
礦產和能源是實現國民經濟現代化和提高人民生活水平的物質基礎。能源總消耗量和人均能源消耗量是衡量一個國家或地區經濟發展水平的重要標志。中國能源工業發展很快,為近20年來罕見的經濟快速發展提供了有利的保障。
1. 我國的礦產、能源現狀
我國是世界上礦產資源較為豐富的國家之一。經過幾十年的普查和勘探,截至2001年,我國發現礦產171種,探明儲量的156種,發現礦床、礦點20多萬處,是世界上礦產種類齊全、儲量豐富的少數幾個國家之一。有40多種主要礦產探明儲量的潛在價值居世界第3位,僅次於前蘇聯和美國。但是,我國有13億人口,按人均擁有礦產資源量計算,只有世界人均佔有量的40%,居世界第81位,因而按人均佔有量計算又是資源小國。而且,我國儲量豐富的礦產主要是一些用量不多的礦種,而國民經濟和人民生活需要的大宗消耗性礦種,如石油、天然氣、鐵、銅、鉀鹽、天然鹼等卻儲量不足,一些重要礦產如鉻、鉑、金剛石、硼等嚴重短缺。銅礦只能滿足生產需要的一半,鐵礦由於貧礦多而長期依賴進口。老礦山可采資源日益衰竭,後備資源基地短缺,石油、天然氣、銅、金等可供規劃開發的儲量缺口很大
2. 我國礦產資源開發利用中存在的問題
(1)經濟性差
我國礦產資源貧礦多、富礦少,共生、伴生礦種多,單種礦床少,中小型礦床多,大型、超大型的礦床少,難采、難選、難冶煉的礦床多,易采、易選、易冶煉的礦床少。我國礦產資源儲量是用地質儲量計算得出來的,呆礦、死礦多,許多儲量開采不出來;即使能開采出來,也是難度大、成本高,甚至是賠錢。在已探明的石油儲量中,稠度大、含碌量高、油質差的比例佔一半以上。一些蜂窩狀分布的礦產難以大規模開采;零星開採的成本高而安全隱患大。所有這些,都增加了我國礦產資源開發利用的成本。另外,我國經濟發展中心在東部沿海地區,而礦產資源主要分布在中西部地區。礦產資源分布遠離經濟發展中心,不僅增加開發利用成本,還加大交通運輸和環境保護的壓力。例如,在探明煤炭儲量最豐富的省區中,山西、內蒙古、貴州、新疆等省區名列前茅。新疆石油儲量居各省之首,現在每年新增的石油產量主要來自吐魯番和准噶爾油田。青海的鉀鹽佔全國的95%以上;雲南、貴州的磷佔全國的51%。天然氣的情況也是如此。陸上天然氣富集區是塔里木、鄂爾多斯、四川和柴達木盆地,這四個盆地2000年產量約佔全國一半。除四川盆地外,其他盆地都地域偏僻,遠離城市和工業市場,極大地增加了天然氣使用的管輸成本;加之下游市場需求不足,嚴重製約了天然氣這一潔凈能源比例的快速提高。
(2)管理不利,優勢礦產消耗過快
隨著經濟體制改革的推進,礦業中出現許多新的問題。由於管理跟不上,礦業秩序混亂,亂挖濫采、破壞資源的頑症屢治不愈。我國的一些優勢礦產,由於過量開采而使儲量消耗太快,如廣西南丹礦原來規劃開采20年,實際在不到10年的時間內就開采和破壞完了。有法不依、執法不嚴、越權發證、有證亂採的問題突出。這些問題,制約著礦業的健康發展。礦產品進出口上的問題同樣嚴重。在20世紀80年代後曾出現我國優勢資源變成經濟劣勢的事件,以鎢礦資源最為典型。鎢礦曾是我國的優勢礦產,但由於出口競相壓價,不僅使國際市場鎢礦價格一直處於谷底,也使我國鎢礦資源迅速枯竭。對被國外採取「反傾銷」措施的礦產品,不僅沒用及時調整出口戰略和數量,在被徵收120%「傾銷」稅的情況下還繼續出口,如錫礦就是如此。國內一些緊缺的礦產資源,如我國每年要進口大量的富磷礦,但雲南、貴州等地區還在出口。礦產品進出口的各自為政帶來的結果是,以我國工業化總成本的增加為代價換來一時一地的利益。
(3)投入不足
近年來,由於國家對礦產資源普查勘探的投入下降,企業又不願意投資,導致礦產資源後備基地匱乏,對經濟發展的支持力度,已經從過去的基本保障供給到難以滿足需求。近十年來,我國主要礦產資源儲量增長低於開采量增長,產量增長又低於消費增長,導致儲采比下降。我國主要礦產資源儲采比均低於世界平均水平。如2001年我國石油儲采比是19.9,世界平均是40.3;天然氣儲采比是45.1,低於61.9的世界平均水平;即使最豐富的煤炭,我國的儲采比(105)也不足世界平均水平(216)的一半。一些重要礦產資源的產量增長緩慢,石油情況尤為突出。大慶、遼河、勝利等東部油田已進入中晚期,後備資源又嚴重不足,穩產難度越來越大;西部的增產幅度不足以彌補東部的產量下降,接替東部油田的目標短缺內還難以實現;海上油氣勘探近年來雖有進展,但據有關部門的估計,到2010-2015年尚難取得能影響全局的突破。45種主要礦產資源的保有儲量,到2010年可以滿足需求的只有23種,2020年僅剩6種。石油、鐵礦、錳礦、鉻鐵礦、銅礦、鎳礦、金礦、鉀鹽、金剛石、硫礦等18種礦產,供應不能保證國內的需求。1996-2000年的5年中,45種主要礦產中平均每年有26種以上的礦產保有儲量的消耗速度大於新增速度;煤、鐵、錳、銅、鋁土、磷、鉀等國民經濟建設需要的礦產,消耗過快,「吃老本」問題突出,形勢嚴峻。國內當前出現的「四礦」問題,本質上與礦產資源稟賦有關:如果沒有礦產資源,談不上發展礦業。礦產資源採光了,礦工也就失去了用武之地;隨采礦發展起來的單一資源型城市,沒有代替產業則難逃「礦竭城衰」的命運。因此,國家應當承擔礦產資源普查的責任,為其開發利用奠定基礎。