胡振琪：綠水青山中國夢

吳 彪 劉 佳

3年前的夏天，美國密蘇里州圣路易斯市，一年一度的美國采礦與復墾學會（ASMR）學術會議正在熱烈召開，這是全球礦山土地復墾與生態修復領域最具權威和影響力的會議之一。其中，會議最引人注目的一項議程就是為世界范圍內礦山土地復墾與生態修復領域的杰出貢獻者頒獎。

作為一項礦山土地復墾與生態修復領域國際大獎，獲得“復墾（修復）先鋒獎”（Pioneer in Reclamation）資格的，必須是在推動礦山土地復墾與修復領域研究和實踐方面作出突出貢獻和杰出成就的人員，并且每年全球只評選1人，可謂是站在該研究領域金字塔尖上的精英。與以往大不同的是，這一次走上頒獎典禮領獎臺的是一張來自東方的面孔，他就是中國礦業大學教授胡振琪，這也是中國乃至整個亞洲礦山土地復墾與生態修復學者在世界范圍內首次獲得該獎項，也表明了中國土地復墾與生態修復學者的學術影響力已經贏得了國際復墾與修復界的高度認可和尊重。

土地是一切生物之基，礦山開采引發的土地損毀以及由此帶來的生態環境損傷直接關系到人類的身體健康，甚至對我們的生命、生存產生影響，所以國內外都愈發重視這個問題，其先后被世界各國列入到亟待解決的問題清單中。

土地復墾與生態修復的目標和內涵是“既要求恢復土地價值，又要求恢復生態環境”。作為最早一批投入礦區土地復墾與生態修復領域的學者，胡振琪見證并親歷了國內礦山土地復墾與生態修復技術從無到有、從冷門到熱點、從粗獷到精細的完整發展過程，他被美國采礦與復墾學會稱贊為“中國土地復墾的先鋒”，在過去30多年風起云涌的大時代背景下，胡振琪成為中國礦山土地復墾和生態修復歷史上的一位標志性的代表人物。

胡振琪在圖書館翻閱文獻

讓塌陷地變良田

在摘得“復墾（修復）先鋒獎”的整整30年前，年輕的胡振琪帶著國家土地管理局領導“學成后回來報效國家”的殷殷囑托來到美國留學。彼時，國務院剛剛頒布了《土地復墾規定》，標志著我國對于損毀土地的恢復和利用有了全新認識，但同時由于這在國內尚屬一個全新的領域，專門學習和研究土地復墾的人才奇缺。而在當時的美國，礦山土地復墾和生態修復是一個熱門領域，專門設有國家礦山土地復墾研究中心。南伊利諾斯大學正是美國國家礦山土地復墾研究中心中西部分中心的所在地，胡振琪在那里順利申請到了獎學金，與土地復墾和生態修復結下了不解之緣。

胡振琪帶著目標如饑似渴地學習知識，在美國導師的推薦下，短短兩年時間里，他參加了5個由美國內務部國家礦山土地復墾研究中心資助的課題，完成了3個研究報告，在國內外會議、刊物上發表4篇論文，最終成為我國第一位中美聯合培養的土地復墾學博士。他在研究中表現出來的能力及其研究成果受到美方專家的高度評價，并被美國采礦與復墾學會接納為終身會員。

學業完成之后，面對著導師誠摯的挽留和美方優厚的待遇，胡振琪沒有忘記自己來這里的初心，毅然決然地選擇了回國報效。當時，國內隨著改革開放的深入，工業化、城市化正在加速推進，對土地的利用程度不斷加大，大量土地因工業活動而損毀，致使耕地數量銳減，生態環境惡化，人地矛盾問題日益嚴重。

中國是世界第一煤炭生產國，煤炭是中國最主要的能源，直到今天仍然占一次能源的60%左右。煤炭資源的開采在為國家經濟發展提供充足能源的同時，也對土地和生態環境造成了損傷?！拔覈?5%的煤礦都是采用井工開采的方式，并且多采用走向長壁全部垮落法開采，造成了大量土地的沉陷損壞?！焙耒鹘忉尩?，“因此，采煤沉陷地的復墾就成為中國煤礦區亟待解決的問題?！?/p>

ASMR主席為胡振琪頒發“復墾先鋒獎”

由于煤層挖空后土地塌陷，很多良田就此變得荒蕪。這讓包括胡振琪在內的所有人都感覺到惋惜和焦急，相關部門也想盡了各種辦法進行修復，但是，剛剛回國的胡振琪發現，過去治理此類問題的辦法存在著嚴重的技術不足，如泥漿泵挖深墊淺技術“因為成本低、填得快、技術難度小，所以20世紀八九十年代在全國很快流行起來，大家搞得熱火朝天”。但是，在做了大量的取樣分析之后，胡振琪發現了其中的問題：“這種技術往往導致土層順序的變化和上下土壤層的混合，從而使得復墾后土壤質量比較差。即使十年八年過去了，地表下面還是泥漿，含水量很高，作物產量不高。而且，因泥漿中水分自然沉淀慢，復墾土地泥濘，使平整土地工序難以進行，致使工期推遲，嚴重影響復墾效率?！?/p>

胡振琪提出問題之后，開始了解決問題的探索之路。為了克服泥漿泵復墾技術存在的弊端，他提出了一個新穎的工藝流程，增加表土剝離和回填、排水等環節，構造一個與原土壤一致或更加合理的土壤剖面，而且可能獲得雙層表土，并加速排水，使復墾土地更快地恢復甚至提高生產力。其中剝離與回埴表土和新的挖土與充填順序的優化是重構土壤的關鍵，即如何實現土層順序在開采復墾后保持基本不變或更適宜作物生長。

基于國內外的土地復墾實踐，胡振琪在深入研究土壤剖面重構的理論與方法之后，提出了“分層剝離、交錯回填”的土壤剖面重構工藝?；咎攸c是將挖深區表土、心土等按需求分層剝離，并交錯回填至墊淺區域，以實現土層順序的基本不變。采用這一復墾方式之后，終于實現了高質量的耕地恢復。

耕地是一個國家發展的千年大計，涉及天下溫飽和國家穩定。要知道，我國有10.8%的耕地與煤炭可采儲量分布重合，如果將煤糧復合區的這些煤炭都挖出來，2億畝耕地將受到損毀甚至消失。古話說，魚與熊掌不可兼得，是要煤炭還是要糧食，成為一對矛盾，隨著時間的推移和經濟的高速發展，這種局面愈發迫切，但是我國的國情是既需要煤炭又需要糧食，怎么辦？這道世界級的難題擺在了我國科技工作者的案頭。

又是胡振琪！在國內首次提出礦糧復合區的概念，他決定利用充填復墾技術對采煤塌陷區進行生態修復，其中充填材料非常重要，過去最常采用的是粉煤灰和煤矸石，但是這兩種材料存在著潛在的污染風險。由于大眾環保意識的不斷提升，這些有污染風險的材料不再被允許用于土地復墾。在這種情況下，一直在尋找填充新材料的胡振琪開拓思路，他發現許多礦區距離黃河較近，所以生出了一個奇思妙想，每年大量淤積的黃河泥沙不正是一種天然的、安全的填充材料嗎？如能將黃河泥沙作為充填材料來復墾采煤沉陷地，不僅可以恢復大量耕地，而且可以化害為利，對黃河的疏浚也有一定貢獻，可謂一舉兩得。

想法一出，說做就做！胡振琪開始潛心研究起黃河泥沙。取沙、輸沙、沉沙排水、土壤重構……一項項工藝難關在探索的過程中逐漸被攻克，但是沒想到理想豐滿，現實卻很骨感，試驗區的農作物產量竟然只有正常農田的一半。

難道這一充滿創造性的想法就此宣布失敗了嗎？胡振琪并沒有就此放棄。他在同行眼中是出了名的“創新先鋒”，多少“難啃的骨頭”在他的思路想法面前都會迎刃而解。而在胡振琪自己看來，創新不是心血來潮，也不是空中樓閣，更不是高大上的口號，而是憑借積淀，結合具體工程項目的需求，在工作中遇到問題，解決問題。

“工作的過程就是不斷積累和創新，我們面對的每一個任務都有各自的特點和難點，所處的地理位置不一樣，地質條件不一樣，甚至文化環境不一樣，所以每個方案都有各自的挑戰性。我們的工作就是這樣一個不斷摸索、不斷創新的過程，往往這個過程也最磨煉人的意志！”胡振琪一邊分享他的創新心得，一邊感嘆。

在這種理念的堅持和引領下，胡振琪又經過反復和深入的研究，發現自然界長期地質演化形成的土壤具有分層結構，且各土層都有各自的生態功能和空間位置，且總有起關鍵作用的土層。因此，他創新性地提出“土層生態位”和“土壤關鍵層”的概念，并形成以“土層生態位”為基礎、以“土壤關鍵層”構造為核心的仿自然土壤剖面重構原理與方法。正是發現了地層的特質，胡振琪開始嘗試在覆蓋表土的基礎上，給充填的黃河泥沙加入黏土層作為關鍵層，事實證明，這個方法奏效了。這種方法被他接地氣地戲稱為“五花肉式”，充填一層泥沙，覆蓋一層土壤，再充填一層泥沙，如此反復循環，泥沙中夾雜著若干層土壤，既有利于保水保肥，又有利于微生物活動加速土壤熟化，復墾后的農田產量很快達到正常農田水平。2015年，這項新技術獲得發明專利。據保守估計，該技術可以造福黃河沿岸70公里范圍內的1200萬畝采煤沉陷區。

“火焰山”變“花果山”

在煤礦的開采和加工過程中，煤矸石是必然產物，這些從井下挖上來的廢石成為礦區的主要污染源之一，對礦區和周圍的生態環境造成了較大破壞。即使我國煤矸石的綜合利用率有了大幅度的提高，但是仍有很多煤矸石堆積如山。

這些煤矸石直接裸露堆積，常常由于硫鐵礦的氧化釋放出熱量和酸性物質，導致山體自燃，好不容易恢復的植被又被燒光了。煤矸石山自燃會釋放SO2、H2S、CO、NOx、粉塵等，是區域大氣污染的重要來源，甚至已經成為京津冀及周邊大氣污染防治的重要內容，是國家亟須破解的生態環境保護難題。

國家對于矸石山的治理探索工作從未間斷過，每年投入大量人力、物力和財力。過去采用注漿與黃土覆蓋相結合的滅火方法，但實踐表明，經此方法治理后的煤矸石山復燃現象依然比較嚴重，不僅無法完全根除問題，反而還會造成更嚴重的山火，甚至出現氣爆，造成人員傷亡。

胡振琪（前排左二）在濟寧土地復墾示范區

胡振琪介紹，煤矸石山自燃的污染屬于無組織排放、難以納入環境統計范疇。自燃治理與生態修復是從源頭上防治大氣污染的必然途徑，但是，煤矸石山治理存在著燃點判定難、安全滅火難、有效防火難、植被恢復難等痼疾，且治理后復燃率高達60%以上。

古人云“志不求易者成，事不避難者進”，越是難啃的骨頭，越是展現擔當和作為的時刻。為了解決煤矸石山自燃污染控制和生態修復的困局，胡振琪投入了近20年的時間對此進行了艱苦卓絕的科技攻關與實踐。

白天冒狼煙，晚上冒火光。要是腳穿橡膠鞋，在山上走得久了，鞋底都會被烤軟。面對著充滿危險的煤矸石山，胡振琪一次次地親臨現場，從監測到設計，從如何滅火到如何復墾，苦心經營，提出了一整套的理論方法和體系。

燃點定位是精準滅火、抑制污染物排放的基礎。胡振琪帶領團隊針對煤矸石山深部燃點位置難以確定的瓶頸問題，發明了熱紅外與近景攝影測量、三維激光掃描等相耦合的表面自燃位置定位技術，構建了基于表面溫度場和修正熱傳導模型的深部燃點位置解算模型，實現了矸石山自燃立體監測定位及預警，表層自燃位置定位誤差為±0.15cm，溫度偏差±3℃，深部燃點定位誤差為±0.5m，滿足了精準滅火的要求。

滅火是控制矸石山有害氣體析出的關鍵。針對滅火時易中毒、灼傷、爆炸，深部燃點滅火效率低，滅火材料易開裂失效引發復燃等難題，胡振琪團隊首創了遠距離淺層噴漿控火與防爆型深部鉆孔注漿相結合的滅火工法；發明了以阻燃劑為核心、入滲封閉性強、包裹防裂的阻燃材料，在增稠、增黏、增滑和防裂上具有獨特性；研制出一機雙泵，變濃度、變流量的滅火設備，滅火效率提高近3倍，實現安全、高效滅火。

未雨綢繆、防患于未然，這是胡振琪一貫的人生哲學。在他看來，矸石山存在大量可燃物質，防火才是治本之策。在對矸石自燃和復燃驅動力（氧化反應）分析基礎上，胡振琪帶領團隊發明了殺菌劑和還原菌耦合的抑制氧化短期防火方法與材料；研制了惰性材料覆蓋碾壓隔氧長效防火方法、材料和裝置，形成了抑氧隔氧耦合防火技術，并據此提出了菌劑噴灑、分層碾壓、覆蓋隔離、格室堆儲的新排矸石防自燃堆儲方法。

胡振琪（左三）親下礦井查看情況

植被恢復是生態修復的難點和改善大氣環境的重要措施。胡振琪團隊針對自燃煤矸石山特殊條件，發明了以植物膠黏合劑為核心的噴播植物生長基質、防火層與植物根系相共生的土工格室結構、柔性護坡裝置、防燃型植物群落等植被恢復方法，實現植被恢復后覆蓋率在80%以上，儼然一座座蔥翠的生態園。

截至目前，運用胡振琪團隊的方案已經成功治理了包括山西長治、陽泉，河南平頂山等地的60余座矸石山，均未發生復燃情況，據檢測，治理后區域大氣中SO2等有害氣體濃度降低60%以上，全部達到國家有關空氣質量二級標準。從昔日的“火焰山”變成今天的“花果山”，胡振琪在這場生態環境修復的戰役中堅守戰場，沖鋒陷陣，功勛卓著，而在未來，他還將繼續不遺余力地戰斗下去。

“邊采邊復”不欠“新賬”

過往幾十年間的摸爬滾打，那些成功與失敗的交錯起伏讓胡振琪愿意站得更高，將眼光放得更遠。在“土里來，礦里去”的土地復墾過程中，胡振琪一直在思考一個問題，大量采煤塌陷地都是塌完了再治理，但這時生態環境已經遭到極大的破壞，特別是高潛水位地區，大量的土進到水里去以后，能恢復的地太少了。胡振琪表示，這其實是一種末端治理，能不能在塌之前就治理，從源頭和過程中控制，實現邊開采邊復墾呢？

“身為土地復墾和生態修復領域的從業者，我們該如何駕馭這樣的廣袤空間？”胡振琪時常會這樣向自己發問，“土地復墾承擔的社會責任和生態使命，使我們不得不以更宏觀的視野來界定這個行業?！?/p>

胡振琪覺得最關鍵的問題就在于此：“因為礦山損毀土地歷史欠賬過多，往往是‘舊賬’未還、‘新賬’又欠。所以不把新賬控制了，永遠都有舊賬，永遠都還不清，這不就麻煩了嗎？”所以關鍵問題是不能再是“頭痛醫頭，腳痛醫腳”的末端治理，而應該是源頭和過程控制的“邊采邊復”。

在國外，這樣的模式不新鮮，但多用在露天的礦區。對于我國來說，國外的露天礦經驗對于以井工開采為主的中國而言無法直接移植。胡振琪為此煞費苦心，“要實現邊采邊復，就要能夠預知這塊地方未來要塌陷多深，在哪個位置，塌陷程度怎么樣，我們既然能夠預知，精準地預測，我就能夠提前把要沉入水里的土取出來，就保護了土壤，有了土壤我就能恢復地了?！焙耒鞅硎?，邊采邊復需要考慮治理修復過程的動態性、系統要素的均衡性、整體價值的最大性。

邊開采邊修復強調開采工藝與修復工藝的充分結合，以保證按采礦計劃同步進行。其基本特征是以“采礦與修復的充分有效結合”，即以“采礦修復一體化”為核心，以“邊采礦、邊修復”為特點，以“提高土地恢復率、縮短修復周期、增加修復效益”為表征，并以“實現礦區土地資源的可持續利用及礦區可持續發展”為終極目標。

邊開采邊修復的基本內涵為地下采礦與地面修復的有機耦合：一方面，基于既定的采礦計劃，在土地沉陷發生之前或已發生但未穩定之前，通過選擇適宜的修復時機和科學的修復工程技術，實現恢復土地率高、修復成本低和修復后經濟效益、生態效益最大化；另一方面，通過優選采礦位置、采區和工作面的布設方式、開采工藝和地面修復措施，實現土地恢復率高和地表損傷及修復成本的最小化。

胡振琪表示，煤礦生態環境是一個整體與系統，“邊采邊復”就是貫徹和實施山水林田湖草生命共同體，實現整體保護、系統修復與綜合治理的有效保障。這也是他近年來的研究重點。經過多年的摸索，他提出了適用于有中國特色的井工礦邊采邊復的原理和技術體系，攻克了邊采邊復的復墾時機、復墾標高和動態復墾工藝等關鍵技術，與傳統方式相比，可多恢復耕地10%～40%。

這些年來，胡振琪為了“邊采邊復”的理念與技術在國內奔走相呼、嘔心瀝血，已經逐步得到各方的認可，并被寫入了多部國家級、地方與行業性相關規定中，以解決多年以來一直呼吁但未能很好實現的“不欠新賬”的目標。

潛心培育土地復墾人才

山清水秀的好生態，承載著人民群眾對于美好生活的向往。許多人都注意到，習近平總書記在黨的十九大報告對現代化的目標設計中，于強調“富強、民主、文明、和諧”的基礎之上，增加了“美麗”一詞?！熬G水青山就是金山銀山！”生態文明建設才能實實在在地提振人民群眾的獲得感和幸福感。

生態文明制度建設既需要國家從法律、法規層面上搭建整體框架，也需要從行業領域對行業進行有益的引導，規范生態修復市場，同時也需要從業人員盡快提升自己的技術水平，積極地投入到生態修復領域中。所以，除了科研探索之外，胡振琪還有一件特別看重的事，就是為國家培養出更多的土地復墾和生態修復的人才。

自1991年胡振琪回國在中國礦業大學和中國礦業大學（北京）任教以來，30年時間里他扎根于這片沃土。他認為，一流的儀器設備可以購買，一流的平臺可以打造，但離開一流的創新型人才，這一切都是空中樓閣和無源之水。土地復墾學是一門多學科交叉的綜合性應用學科，涉及土地科學、環境科學、生態學、農學、地質工程、礦業工程、測繪科學與技術、管理學等多個學科。如果想開創出土地復墾的全新局面，人才隊伍建設是學科長遠發展的一項重要工作，要培養出更多的青年才俊才行。

胡振琪（二排右七）同畢業生合影

在胡振琪心中，他與學生的關系不僅是師生，還是朋友，更是未來路上讓中國土地復墾與生態修復研究領跑世界的戰友?！皩W科未來的發展要靠年輕一代，要有一批杰出的學科帶頭人，他們是今后開展原創性研究的保障?！焙耒鞯脑捓锍錆M了對人才的殷殷期盼。

在前進的過程中，胡振琪不停地鞭策和鼓勵著團隊中的年輕人。他的治學嚴格是出了名的。他反復強調，做學問不能一知半解！他非常注意培養學生的獨立工作能力，要求每位學生都有獨立開展一個完整項目的經歷，做到既能做科研，又會做工程。他要求自己的學生必須親自經過現場深入調研，重視一線數據的積累。并且他以身作則，即便由于過去繁重的工作勞動造成了如今嚴重的腰椎疾病，他依然冒著生命危險，走遍每一處的礦區和矸石山，親自采樣、取水取沙，采集第一手材料。他是把學問做在田野間、把論文寫在大地上的實干型學者。

雖然嚴厲，但是胡振琪的“刀子嘴，豆腐心”也是出名的，在生活上他又十分和藹可親，走到年輕一代中間去，完全沒有年齡和職位上的架子，天南地北地聊一聊，給他們一些建議，順便將自己幾十年的人生智慧和科研經驗與他們分享，竭盡所能在各方面提供幫助，為他們解除后顧之憂。

30年下來，胡振琪桃李滿天下，培養出的博士生和碩士生加起來已經有200余人。其中，既有學術界的教授、博導，也有在基層一線工作的科研人員，還有在政府部門出謀劃策的公務員和致力于產學研轉化的商業精英，他們都在不同的領域為國家的土地復墾與生態修復作著貢獻。

胸中有丘壑，眼里存山河。這些年來，胡振琪帶領著他的團隊用一個個創新的成果，把我們的環境變得更美了，讓我們的糧倉變得更滿了。在他看來，建設美麗中國不是一場百米競賽，更像是跑一場馬拉松，要講科學、善規劃、謀長遠、不松勁。不僅要只爭朝夕，更要持續發力，久久為功。

中國經過30多年的土地復墾與生態修復實踐，土地復墾與生態修復的法規和管理有了很大進步，但時代在與時俱進，問題也在隨之不斷地迭代更新擺在面前。探索符合中國國情的土地復墾與生態修復管理模式、完善土地復墾與生態修復全過程監管機制、創新復墾與修復管理信息化和無損質量檢測技術等，仍將是未來一段時間內土地復墾與生態修復管理和實踐的奮斗目標。多年的科研積累和實踐經驗，讓胡振琪具備了敢打硬仗的底氣和勇氣。

土地復墾和生態修復是一項功在當代、利在千秋的事業。每一年的春花秋實，每一年的夏收冬藏，胡振琪的研究事業在年復一年里不斷積累，他感慨：“既然選擇了土地復墾與生態修復這一行，就要經得起風吹雨打，就要耐得住清貧和寂寞。過去是這樣，現在是這樣，未來還是這樣。任何個人的名利終將會隨時間流逝，真正留存天地之間的只有那肥沃的土地和錦繡的山河！”