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土地复垦，就是通过工程和技术手段，让受伤退化的土地恢复生机。

充填复垦则是土地复垦的一种具体方式，重点治理的是采煤后留下的塌陷区、采空区。

实施过程可分为充填和复垦两个步骤。

先充填，利用矿区自身的固体废弃物（如煤矸石、粉煤灰）或特定的无害材料（如河沙、湖泥、工程弃土等），将巨大的塌陷坑填平至接近原始地面高度。在重塑地面的同时，还能处理掉大量废弃物。

再复垦，在填平的材料达到设计标高后，覆盖上厚厚一层适合耕作的土壤。这层土壤是未来植物生长的关键。

左图：矿区充填复垦前 | 右图：矿区充填复垦后

图源闪电新闻

  为什么必须复垦？

远不是多几亩地那么简单

中国是煤炭大国，2024年煤炭产量达47.8亿吨。然而在巨大能源产出的背后，也伴随着土地挖损、压占和沉陷等严峻的生态问题，不仅加剧水土流失、导致生物多样性锐减，还可能诱发地质灾害。

能源安全与粮食安全，如何兼顾？

数据显示，全国超过十分之一的耕地与煤炭资源分布重叠。充填复垦技术的价值正体现于此——它将“两难”转化为“双赢”，使因采煤受损的土地恢复生机，为实现发展与保护并重提供了可靠的科技支撑。

因此，充填复垦远不止是简单的“填坑”，更是一项带来生态、经济与社会多重效益的系统工程。

• 生态效益

大规模消纳煤矸石等废弃物，从源头上减少扬尘和地下水污染；稳固地层，防止进一步塌陷和水土流失。

• 经济效应

最直接的成果就是将废地变为宝地，恢复耕地的生产价值，为当地带来长期的经济收益。

• 社会效应

复垦工程能创造就业机会，促进区域经济发展；更重要的是，新增的耕地是国家粮食安全的重要保障。

  “夹层式”复垦，

像做千层蛋糕一样修复土壤

填充时，填什么、怎么填，才能更利于后续耕种？

先来看”填什么“。

常见的充填材料有煤矸石、粉煤灰，客土、湖泥、河沙等。

利用煤矸石、粉煤灰充填，可以就近取材，还减少了运输成本和材料成本，但也存在充填物料不足和二次污染的风险。

【注】

粉煤灰：是煤炭在火力发电厂燃烧后留下的细小灰烬。

煤矸石：是采煤和洗煤过程中产生的黑色、灰色岩石废料，含碳量低，质地坚硬。

湖泥充填有利于后续土壤肥力的提升，但其质地黏重、排水固结时间长，充填复垦后两三年才能耕种。

相比之下，河流泥沙重金属污染风险低，更绿色健康，但由于质地属于砂土，所以也存在保肥保水性能差的问题。

再来看，“怎么填”。

传统的复垦方式，是一次性填入材料后直接盖土，形成“上土下沙”的结构。这种复垦后的土壤剖面简单，保水保肥能力差，庄稼容易“口渴”和“营养不良”。

针对这一问题，中国矿业大学胡振琪教授团队设计了“夹层式充填复垦法”。

这种方法在填入充填材料之后，再于其上覆盖心土（夹层），然后再依次覆盖充填材料和心土（夹层），最终形成类似于五花肉的夹层式土壤剖面，这样更接近自然土壤的剖面结构。

左图为传统填充方式（上土下沙）

右图为夹层式土壤剖面

图源《矿山复垦土壤重构的理论与方法》

而且还需要根据填充材料的不同性质，来匹配对应的夹层（心土层）特性。

实践证明，采用“夹层式充填复垦法” 的土地，后续作物长势、土壤肥力和最终亩产，都显著优于传统方法。

（a）煤矿塌陷地;（b）传统复垦方法复垦后的土地;（c）使用夹层式充填复垦方法复垦后的土地

图源文献《Restoring subsided coal mined land to farmland using optimized placement of Yellow River sediment to amend soil》

我国采煤塌陷区面积累计已超3000万亩，并以每年约105万亩的速度持续扩大。传统的“先塌后治”模式，尤其在潜水位高的区域，往往伴随生态严重退化、复垦率低和周期长等问题，属于被动式的末端治理，难以从根本上挽回损失。

为此，胡振琪教授提出“边开采边复垦”的源头治理理念，将修复环节前置到采矿过程中。能及时避免并减轻地表积水，降低耕地面积损失，保护耕地质量；同时还能缩短复耕时间，提高土地利用率。

该技术已在山东、安徽等多地矿山应用，相较于塌陷稳定后再治理的方式，耕地恢复率提升了15%～40%，在保障煤炭开采的同时有效保护了土壤与水资源，是矿区生态治理理念的重要突破。

现在，我们再来看前面那道25年河南卷真题。

点击可看大图

【注】在实际操作中，如充填材料颗粒大、保水性较差（如本题中的黄河泥沙）, 充填材料之间应添加黏土夹层；若充填材料黏粒含量高、透水性差, 则应添加砂土夹层。本题材料中已说明选用黄河泥沙为充填材料，故题中试验中的心土层是选用黏粒比例高的土壤。如果之后遇到新的情境，需根据题目信息灵活作答。

  再来做道题~

我国山西煤炭资源丰富，图示为该区煤炭开采区土地复垦示意图。读图，完成下列各题。

（1）简述煤炭开采带来的生态环境问题。

（2）简述图示地区土地复垦所采取的措施及其对生态恢复的意义。