La réhabilitation des mines et carrières à ciel ouvert - Bois et forêts ...

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BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2002, N° 272 (2)DOSSIERRÉHABILITATION / RESTAURATION5La réhabilitationdes mines et carrièresà ciel ouvertCe travail est le condenséd’une étude bibliographique sur laréhabilitation et la revégétalisationdes sites miniers. Les aspectslégislatifs sont abordés ainsi que lecontexte environnemental etéconomique. Il est proposé dessolutions techniques aux difficultésrencontrées couramment lors de laréhabilitation des mines et carrièresà ciel ouvert.Christine Le RouxCiradLSTM (Laboratoire des symbiosestropicales méditerranéennes)Campus de BaillarguetTA 10/J34398 Montpellier Cedex 5FranceL’installation de brise-vent et de plantes de couverture contre lesvents de sable permet la germination plus lente d’Acacia karroo.Windbreaks and cover plants help protect slow-germinating Acaciakarroo against sandstorms.Photo A. Bannister, avec l’aimable autorisation de RBM.


6BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2002, N° 272 (2)DOSSIERRESTORATION / REHABILITATINGRÉSUMÉLA RÉHABILITATION DES MINESET CARRIÈRES À CIEL OUVERTPour attirer l’investissement, nombrede pays développent activement leursecteur minier. Les dommages environnementauxqui en résultent peuventêtre importants. Ils le sont d’autantplus que la réglementation dupays est insuffisante. Par ailleurs, lescompagnies minières sont en compétitionpour l’accès aux différents sitesd’exploration et d’exploitation. Orl’affichage d’une attitude responsablevis-à-vis de l’environnement estun moyen pour les compagnies d’êtrecrédibles et compétitives. La prise deconscience de la nécessité de la réhabilitationminière est toutefoisrécente. Beaucoup de sites sontencore abandonnés après l’exploitation.Pourtant, certaines compagnies,d’envergure internationale le plussouvent, adoptent de hauts standardsenvironnementaux, financentdes études d’impact, des recherchessur la réhabilitation et la restaurationécologique. En effet, un site miniersubit des stress importants sur leplan physique, chimique et biologique.Une bonne gestion de la réhabilitationpeut atténuer et mêmerésoudre ces problèmes. Il faut pourcela aménager le terrain de façon àlimiter l’érosion et la compaction dusol, tirer rapidement profit des potentialitésbiologiques du sol de couverture,pallier les carences nutritives(par l’amendement, la fertilisation, lafixation biologique de l’azote et lamycorhization), réduire les toxicitésmétalliques, créer un microclimatfavorable à la germination desplantes, choisir des espèces adaptées.Ce choix prendra en compte lesespèces pionnières et les espècesnatives. Il portera aussi sur les associationsd’espèces et leur successionà plus long terme. Il apparaît que,quel que soit le site, l’utilisation d’espècesfixatrices d’azote est bénéfique,voire indispensable au succèsde la réhabilitation.Mots-clés : réhabilitation minière,revégétalisation, restauration écologique.ABSTRACTREHABILITATING OPEN-CASTMINES AND QUARRIESMany countries are actively developingtheir mining sectors to attractinvestment. This can result in considerableenvironmental damage, all themore so in countries with inadequateregulations in this area. Adding to theproblem is the fact that mining companiesare competing for access toprospecting and mining sites. Forcompanies, displaying an environmentallyresponsible attitude is a wayof enhancing their credibility andcompetitiveness. However, awarenessof the need to rehabilitate miningsites is a recent phenomenon, andmany are still being abandoned oncethey cease to operate. Nevertheless,some companies, mainly those ofinternational stature, are now adoptingstrict environmental standardsand financing impact studies andresearch on ecological rehabilitationand restoration. Mining sites are subjectto high levels of physical, chemicaland biological stress. Sound rehabilitationmanagement can help toreduce and sometimes solve theensuing problems. Achieving theseobjectives requires managing the terrainto limit erosion and soil compaction,rapidly making use of thebiological potential of available topsoil,remedying nutrient deficiencies(by adding soil improvement materialand fertiliser and planting nitrogenfixingand mycorrhiza-bearing species),reducing toxic metal concentrations,creating a microclimate thatpromotes germination and selectingappropriate species. The selectionshould be made among pioneer andnative species, and should also considerspecies associations and successionsover the longer term.Whatever the site under consideration,the use of nitrogen-fixingspecies is always beneficial and evenessential to successful rehabilitation.Keywords: mining site rehabilitation,revegetation, ecological restoration.RESUMENLA REHABILITACIÓN DE MINASY CANTERAS A CIELO ABIERTOPara atraer las inversiones, muchospaíses desarrollan activamente susector minero, lo que puede acarreardaños considerables al medioambiente; fenómeno amplificado porla insuficiencia de la reglamentaciónde los países. Por otro lado, las compañíasmineras compiten para accedera los distintos sitios de exploracióny explotación. Ahora bien, elmostrar una actitud responsablehacia el medio ambiente es un mediopara las compañías de ser creíbles ycompetitivas. No obstante, la concienciaciónsobre la necesidad de larehabilitación minera es reciente. Aúnse abandonan muchos sitios tras suexplotación. Sin embargo, algunascompañías, generalmente de dimensióninternacional, adoptan normasmedioambientales exigentes, financianestudios de impacto, investigacionessobre rehabilitación y restauraciónecológica. En efecto, unaexplotación minera sufre importantesestreses físicos, químicos y biológicos.Una adecuada gestión de larehabilitación puede disminuir eincluso resolver tales problemas.Para ello, hay que acondicionar elterreno de manera que se limite laerosión y la compactación del suelo,aprovechar rápidamente las potencialidadesbiológicas del suelo decobertura, paliar las carencias nutritivas(mediante enmiendas, fertilización,fijación química del nitrógeno ymicorrización), reducir las toxicidadesmetálicas, crear un microclimafavorable para la germinación deplantas y elegir especies adaptadas.Esta elección tendrá en cuenta lasespecies pioneras y las especies nativas,sin olvidar las asociaciones deespecies y su sucesión en un plazomás largo. Se observa que, sea cualsea el sitio, el empleo de especiesfijadoras de nitrógeno es beneficiosoe incluso indispensable para el éxitode la rehabilitación.Palabras clave: rehabilitaciónminera, revegetación, restauraciónecológica.


BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2002, N° 272 (2)DOSSIERRÉHABILITATION / RESTAURATION7IntroductionLes activités extractives ont desrépercussions notables sur l’environnement,surtout depuis la mécanisationde l’exploitation. En dehors del’impact esthétique négatif, les siteslaissés à l’abandon n’ont plus ni solni végétation, sont même généralementabiotiques, fortement soumis àl’érosion et susceptibles de polluerune large zone alentour. On peut distinguerplusieurs niveaux d’interventionsur ces sites dégradés, la réhabilitationétant le processus deréparation des effets de l’exploitationsur l’environnement. Elle peut neconsister qu’en une stabilisation etune mise en sûreté de la zone, oubien en un simple reverdissement,mais elle peut aller jusqu’à la restaurationécologique. C’est le niveaud’intervention le plus abouti, l’intégralitéde l’écosystème originaldevant être restaurée. Dans ce cas, lerôle de la revégétalisation sera d’accélérerla succession naturelle desespèces.Carte 1.Sites et pays référencés dans le texte.Sites and countries referred to in the text.Les aspectslégislatifs dela réhabilitationFace à l’impact des mines et descarrières, la plupart des pays ont misen place une législation, celle-ci étantplus ou moins précise et exigeante.En France, il y a obligation de garantiesfinancières afin d’assurer laremise en état du site après l’exploitationd’une carrière. Dans l’exploitationminière, par contre, il n’y a pascette obligation de garanties, mais lemode de remise en état est précisédans le dossier de demande d’autorisationd’ouverture. Que ce soit pourles carrières ou les mines, la revégétalisationest demandée, mais ellen’est pas explicitement exigée par laloi. En ce qui concerne les départementsd’outre-mer, l’extension ducode minier métropolitain y est trèsrécente puisqu’elle ne date qued’avril 1998. Dans les territoiresd’outre-mer français, on peut noterpar exemple qu’en Nouvelle-Calédonie il n’existe actuellement pasd’obligation réglementaire de réhabilitationdes mines, mais cela va changerpuisque le Territoire est en traind’élaborer une police des mines.Aux États-Unis, la loi SMCRA(Surface Mining Control and ReclamationAct) demande le rétablissementd’un paysage stabilisé où leruissellement et l’érosion sontcontrôlés, mais aussi le rétablissementd’une couverture végétale permanenteet diversifiée qui inclut pratiquementtoutes les espècesd’origine (Barnhisel, Hower, 1997).Cette loi a malheureusement freinéles plantations de ligneux car unecouverture végétale herbacée suffit àla restitution des dépôts de garantieaux compagnies. Par ailleurs, dansbeaucoup de pays (Bolivie, Colombie,Brésil, Jamaïque, Malaisie…), des programmesde reforestation sont encours.En Australie, les recherches enmatière de réhabilitation ont démarréplus tard qu’aux États-Unis, et lalégislation s’est fondée sur les exigencesde l’environnement local. Lespropositions détaillées de réhabilitationne sont pas exigées au momentoù la licence est accordée, mais il enfaut l’approbation avant que l’exploitationcommence. Un rapport annuelest fourni par la compagnie, avec unsuivi, entre autres, de la revégétalisation.


10BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2002, N° 272 (2)DOSSIERRESTORATION / REHABILITATINGLes clés dela réhabilitationet l’intérêtdes symbiosesLa réhabilitation intégréeDans le cas d’une dégradationavancée, la persistance de stress physiques,chimiques et biologiquesempêche la succession des processusforestiers naturels de s’opérer à unrythme compatible avec les besoinshumains. Il faut donc penser, avant decommencer l’exploitation, au cycleentier de vie de la mine pour y incorporerla remise en valeur progressiveet préserver le sol de surface. LoneStar (Washington) est une carrière desable et de gravier où les zones exploitéessont réhabilitées au fur et àmesure de l’exploitation : préparation,extraction et remise en état sont intégréesà l’exploitation. Cette pratiqueréduit la quantité de matériaux déplacéset manipulés. De ce fait, la biomasseet l’activité microbiennes sontmoins longues à se rétablir qu’en casde stockage du sol (The Departmentfor the Environment, 1996).L’utilisation du solde couvertureDans la plupart des cas, laremise en place du sol de surface estle meilleur moyen de restaurer la productivité(Barnishel, Hower, 1997).Pourtant, le coût d’apport de sol decouverture venant d’un autre endroitpeut être prohibitif. Cette techniqueest néanmoins couramment utiliséepour végétaliser des substrats trèstoxiques, fortement acides oubasiques, s’opposant à toute vievégétale. C’est ce qu’ont fait enNouvelle-Calédonie deux compagnies,la Cider Nord et la SLN, enrecouvrant sur plusieurs sites les substratsdénudés avec de la terre fertile(du sol d’alluvions). Cette techniquene permet pas toujours la fixation dusol car les racines ont tendance àn’explorer que la couche superficielle.Parcelle d’Acacia mangium (âgés de trois ans et demi) sur la mine d’or Boulangeren Guyane. La hauteur moyenne des arbres est de 8 m.A plot of three and a half year-old Acacia mangium planted on the Boulanger goldmine site in Guyana. The trees have reached an average height of 8 m.Photo C. Le Roux.Dans certains cas, comme celuides terrils de schiste houiller à Saint-Étienne (France), pour éviter le développementdes adventices et pourréduire le coût de la végétalisation,celle-ci a lieu sans apport de terrevégétale. Les déblais peuvent mêmeêtre préférables au sol de couverture,quand celui-ci a été stocké trop longtemps.Le sol a alors perdu sa microfloreet sa microfaune, les nutrimentsont été lessivés et il est devenu unesource de mauvaises herbes.Une alternative au solde couvertureElle consiste en l’utilisation d’espècesfixatrices d’azote, qui peuventêtre mises en place directement sur lesubstrat brut (Moiroud et al., 1991).Des expérimentations de revégétalisationont été menées sur la mine dePorto Trombetas (Brésil). Les légumineusesnodulées (Acacia mangium,Acacia holosericea, Acacia angustissima,Enterolobium contortisiliquum,Clitoria fairchildiana et des albizzias)ont montré une croissance plus rapideque les légumineuses ne nodulantpas. La revégétalisation est dans cecas recommandée avec des espècesarborées nodulées mais aussi mycorhizées(Franco et al., 1994) ; en effet,les plantes mycorhizées, du fait deleur croissance améliorée et de leurcapacité à exploiter les minéraux dusol, offrent une meilleure protectioncontre l’érosion. Le taux de survie desplantes sera augmenté (Lugo, 1997)et la succession écologique facilitée(6). En Inde, au Rajasthan, les champignonsmycorhiziens sont considéréscomme indispensables dans la restaurationdes sites dégradés (Rao,Tarafdar, 1998). En Floride, une préinoculationendomycorhizienne s’estavérée essentielle pour l’établissementd’un écosystème forestier surmines de phosphate. C’est encore lecas de la mine d’uranium Ranger(Australie), où les difficultés d’établissementde certains eucalyptus ont étéen partie résolues par leur mycorhizationet par l’utilisation d’une litièred’eucalyptus (7). En Nouvelle-Calédonie également, la mycorhizationdu pin des Caraïbes (Pinus caribaea)a permis sa bonne croissancesur substrat ferrallitique (Pelletier,Esterle, 1995).La décompactiondu substratLe substrat compacté de la minemanque d’un réseau macroporeuxfacilitant les mouvements de l’eau,l’aération et l’extension du systèmeracinaire. Il vaut mieux alors replacerles déblais en évitant la compaction,plutôt que d’essayer de la réduire aposteriori (The Department for theEnvironment, 1996). Néanmoins,quand la compaction n’a pu être évitée,il faut l’alléger : un labourageprofond, sur plus de 45 cm, permettrala pénétration racinaire, l’infiltrationde l’eau (Barnhisel, Hower, 1997) etla lutte contre l’érosion.


BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2002, N° 272 (2)DOSSIERRÉHABILITATION / RESTAURATION11L’amendementet la fertilisationEn l’absence de sol de couverture,on peut amender le substrat parl’épandage de boues de stationsd‘épuration. Cet épandage peut faciliterl’établissement de la végétation(Sopper, Seaker, 1986), car il permetde remonter le pH du sol : c’est unesource de carbone et une sourcealternative d’azote (Barnhisel,Hower, 1997). Les déblais minierssont, en effet, très fréquemment déficientsen azote et en micro-organismescapables de convertir l’azotede l’air sous une forme assimilablepour les plantes. En dehors de l’épandagedes boues, on utilise principalementdes fertilisants et des agentsneutralisants (Barnhisel, Hower,1997). Par exemple, sur le site deSudbury (Ontario), le reverdissements’est fait à l’aide d’un mélange d’herbacéeset de légumineuses indigènes,d’application de chaux (50 t/ha)et d’engrais (1 t/ha). De la mêmefaçon, en Australie, sur la mine deEneabba, l’établissement de la plantede couverture et du mélange degraines d’espèces indigènes a été stimulépar l’ajout d’engrais (200 kg/hade superphosphate avec oligoéléments)(7).L’utilisation de légumineuses,seules ou en mélange, permet deréduire les applications de fertilisants(The Department for the Environment,1996), car les bactéries fixatricesd’azote apportées par l’inoculationconfèrent aux espèces végétalesassociées un avantage indéniablepour se développer sur des solsdépourvus de matière organique. Larevégétalisation effective des minesde gypse du Rajasthan passe par lerétablissement des cycles nutritifs.Neuf arbres ont été sélectionnés pourleur importance économique et pourleur capacité à réhabiliter les minesde gypse sans aucun amendement. Ils’agit d’Acacia senegal, A. tortilis,Azadirachta indica, de Colophospermummopane, Dichrostachys nutans,Pithecellobium dulce, Prosopis juliflora,Salvadora oleoides et Zizyphusnummularia (Rao, Tarafdar, 1998).En France, sur les sites de Millery(Rhône) et Voglans (Savoie), l’inoculationde plantes actinorhiziennes etde légumineuses a permis d’améliorerfortement leur taux de survie(Moiroud et al., 1991).L’adaptation à la toxicitéEn Nouvelle-Calédonie, face auproblème très sérieux de la phytotoxicitédes sites miniers, l’utilisation deplantes pionnières fixatrices symbiotiquesd’azote, comme Acacia spirorbiset Casuarina collina qui sont desplantes indigènes présentant unehaute résistance aux conditions édaphiquesdéfavorables, fait partie dela stratégie de revégétalisation(Brooks et al., 1998).Mine de cuivre de Bingham (Utah, Montana) exploitée depuis 1906 par Kennecott.L’excavation mesure près de 1 km de profondeur sur 4 km de large. Chaque jour,450 000 t de matériaux sont déplacées.The Bingham copper mine (Utah, Montana), worked by Kennecott since 1906. Theexcavation is nearly 1 km deep and 4 km wide. 450 000 t of earth are moved each day.Photo C. Le Roux.


12BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2002, N° 272 (2)DOSSIERRESTORATION / REHABILITATINGToujours en Nouvelle-Calédonie,il existe des plantes hyperaccumulatricesde nickel comme Geissois pruinosa,Argophyllum laxum, Baloghiaalternifolia, Phyllanthus aeneus,Agathea deplanchi et Hybanthuscaledonicus, dont la teneur en nickelde la masse sêche varie de 0,1 à 0,9 %(Brooks et al., 1998). Elles pourraientêtre utilisées pour décontaminerle sol par phyto-extraction.Quand la croissance des plantesest inhibée par les résidus miniers, ilest possible d’apporter du compostpour réduire la toxicité. Uneexpérimentation sur une anciennemine de plomb et de zinc, en Chine, àShaoguan, a montré que les apportsde compost comme matériel de couverture,et d’effluents comme amendement,ont des effets positifs sur lacroissance de la légumineuse Stylosanthesguianensis (Lan et al., 1998).Restauration de la forêt riveraine àMontejo la Vega (Ségovie, Espagne).Restoration of riparian forest at Montejola Vega (Segovia, Spain).Photo WWF, avec l’aimable autorisationde Lafarge/WWF.Le choix des espècesPuisque les sols à restaurer ontsouvent des propriétés physiques etchimiques anormales, seules lesplantes adaptées à ces contraintespeuvent les coloniser. Ces espècesseront essentiellement des plantesmycorhizées et/ou fixatrices d’azote,comme nous l’avons déjà vu. C’est lastratégie employée en Malaisie, dansles mines d’étain (Ang Lai, 1986). Lechoix des espèces peut aussi se portersur les espèces pionnières à croissancerapide, particulièrement cellesqui sont connues pour leur capacité às’établir et croître sur les sites dégradés,comme Acacia mangium dans leszones colonisées par Imperata sp.(Parrotta et al., 1997).Au Brésil, des technologies ontété développées par l’Embrapa (organismebrésilien de recherche agronomique),fondées sur l’installation delégumineuses nodulées et mycorhizées,utilisables sans sol de couvertureni compost. La priorité est donnée auxespèces indigènes, comme Mimosacaesalpiniifolia, M. scabrella, M. acutistipula,Pseudosamanea saman et Enterolobiumcontorsiliquum.En Nouvelle-Calédonie, les travauxsur les espèces indigènes ontpermis d’obtenir en pépinière, pargermination de graines ou par bouturage,des plants d’une quarantained’espèces, la plupart endémiques duterritoire, pouvant convenir à différentstypes de substrat minier(Jaffre, Pelletier, 1992). On trouveles espèces potentiellement utilisablespour la revégétalisation parmiles cypéracées, les myrtacées, lesprotéacées et les casuarinacées(Jaffre, Rigault, 1991).Pour la revégétalisation dessites miniers de Nauru, dans lePacifique, un projet pilote expérimentala été proposé en 1992 par le Ciradet le BRGM (Bureau des recherchesgéologiques et minières), afin demettre au point des techniques deréhabilitation. Les propositions enmatière de plantation étaient fondéessur les espèces locales pour reconstituerla forêt originelle de l’île, tellesque Calophyllum inophyllum, Cordiasubcordata, Terminalia catappa etAdenanthera pavonina (une légumineuse)(Friou et al., 1992). Desespèces exotiques à croissance rapideavaient aussi été sélectionnées, enplus des espèces locales, pour leurcapacité à couvrir rapidement le sol, àfixer l’azote et à reconstituer une formationforestière favorable à la croissancedes espèces locales de secondegénération. Il s’agissait de légumineuses(acacias et gliricidias) et decasuarinacées (Casuarina sp., Gymnostomasp.) préalablement inoculées(Friou et al., 1992).Les espèces exotiques sont, onle voit, souvent utilisées de façoncomplémentaire aux espèces indigènes; au Brésil, des espèces introduitesont aussi été utilisées. À cepropos, sur plusieurs sites, les acaciasont montré le meilleur comportement.Les espèces exotiques sontparfois aussi utilisées en cas d’échecdes espèces locales. En Sierra Leone,la compagnie Sieromco voulait réhabiliterles sites exploités et les airesde dépôt des rejets de lavage de labauxite. Dans un premier temps, on afavorisé la recolonisation par la floreindigène et des tentatives ont étéfaites pour y ajouter des plantationsde citrus. Globalement, comme lesrésultats n’ont pas été à la hauteur deceux attendus, un nouveau programmede revégétalisation desdéblais a été entrepris. De nombreusesespèces d’herbacées et deligneux ont été testées. Parmi lesvariétés introduites, on trouvePaspalum plicatulum, une herbacéed’Amérique centrale, utile quand lesol de couverture est minimal et quela zone est sensible à l’érosion, etAcacia leptocarpa. Elles se sont bienadaptées, sont tolérantes au feu et nesont pas envahissantes (Kargbo etal., 1994).


BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2002, N° 272 (2)DOSSIERRÉHABILITATION / RESTAURATION13Malheureusement, dans d’autresrégions, des espèces exotiques sesont montrées envahissantes, commecertains acacias et Leuceana leucocephala(Parrotta et al., 1997), maisdes espèces indigènes peuvent aussil’être. C’est pourquoi, sur la mined’uranium Ranger (Australie), le sol decouverture n’est pas utilisé pour végétaliser,car cela poserait des problèmesd’infestation par des mauvaisesherbes et de colonisationagressive par des espèces indigènescomme Acacia holosericea et des mauvaisesherbes. Or la dominance d’uneespèce est à éviter parce qu’elle rendl’habitat trop homogène et que celapeut interrompre ou perturber la successiondes espèces (Tucker,Murphy, 1997). C’est pourquoi unerevégétalisation multi-espèce est souhaitable,avec une couverture végétalecomplétée par des espèces pionnièresligneuses ou arbustives (8). Ainsi, surla mine de Eneabba, à l’ouest del’Australie, la végétalisation a lieugrâce au réétalement du sol de couverture,au moyen du paillis, et parl’ensemencement d’une centaine d’espèceslocales. Une culture de couverture,de l’avoine, est semée avec lesespèces indigènes pour protéger lagermination des jeunes plants. Sur cesite minier, l’envahissement par lesmauvaises herbes est contrôlé naturellement,l’avoine étant remplacéepar les légumineuses indigènes (7).La levée de dormanceet la germinationdes grainesLe feu peut aussi être utilisépour supprimer les adventices (7*).Dans le parc national Rudall River(Australie), il est géré par les aborigènespour favoriser la levée de dormancedes graines de spinifex. Cetteméthode accélère effectivement laréhabilitation de petites zones etévite la dominance des espècesannuelles. Les graines enfouies dansle sable sont chauffées et deviennentréceptives à la prochaine pluie (9). Uncertain nombre de légumineuses indigènesdu sud-ouest de l’Australienécessitent une forte chaleur pourlever la dormance de leurs graines.Traditionnellement, on pense que cesespèces répondent à un signal dechaleur émanant d’un front de feu.Dans un environnement soumis aufeu, il y a un avantage pour lesgraines qui germent à la saisonhumide, juste après le passage dufeu, et ce indépendamment desautres spécificités adaptatives desplantes (Roche et al., 1997).Sur la mine d’Alcoa en Australie,on utilise chaque année 400 000graines de différentes espèces pourréhabiliter les mines de bauxite.L’amélioration du taux de germinationde ces graines reste une préoccupationconstante. En effet, si ce tauxétait amélioré, la densité et la diversitépourraient aussi être augmentées(Roche et al., 1997). Une autrefaçon d’optimiser la réhabilitation estde prélever le sol de couverture aumoment de l’année où ce sol est leplus riche en graines, pour qu’ilatteigne sa capacité optimale à végétaliserle terrain exploité. L’épandagedu sol de couverture doit avoir lieusans délai car le stockage a un effetnégatif sur la survie des graines :dans le cas de la réhabilitation desmines de bauxite, seulement 15 %des graines résisteraient au stockagedu sol.Semis directou plantationL’opérateur a le choix entresemis direct et plantation. Le semisdirect a deux avantages : un mélangede graines peut être utilisé et degrandes surfaces peuvent être ensemencéesrapidement. Le succès destechniques de semis direct nécessitel’utilisation de plusieurs tonnes degraines et la présence d’un verger àgraines (Seabrook, 1995). AuCanada, sur le site de Sudbury, larevégétalisation des 2 000 ha deReboisement à Mertola (Portugal).Reforestation at Mertola (Portugal).Photo WWF, avec l’aimable autorisationde Lafarge/WWF.


14BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2002, N° 272 (2)DOSSIERRESTORATION / REHABILITATINGdéblais s’est faite, entre autres, pardes techniques aériennes avec épandagede chaux et de fertilisants (1).Les plantations sont le plus souventcomplémentaires de l’hydro-ensemencement.Une expérimentation surtrois années, dans des carrières d’argileen Italie, a montré que l’ensemencementhydraulique était uneméthode peu onéreuse mais égalementpeu efficace. Un moyen d’améliorerl’efficacité de cette méthode estde l’associer au paillis. Celui-ci,constitué d’une couche de débrisorganiques végétaux, permet deréduire l’évaporation et les variationsde température, protège la microfloreet la microfaune, et apporte uneréserve de matières organiques(Brooks et al., 1998).La biodiversitéL’étalement d’une quinzaine de centimètres de sol de couverture sur les dunes exploitées par RichardsBay Minerals, en Afrique du Sud, est la première étape de la réhabilitation de la forêt côtière.Spreading a 15-cm layer of topsoil over the dunes mined by Richards Bay Minerals, in South Africa,is the first stage in rehabilitating the coastal forest.Photo A. Bannister, avec l’aimable autorisation de RBM.Au cours de la réhabilitation, laquestion de la reconstitution de ladiversité écologique d’origine sepose, même s’il existe la possibilitédu retour naturel, au moins partiel,de cette diversité. La réhabilitationécologique produit une successionde végétation précoce, et elle est unmoyen de reconstruire une certainebiodiversité. Cette succession peutêtre accélérée par le choix d’espècesappétentes pour les frugivores quivont disperser les graines (Tucker,Murphy, 1997). Quand la végétalisationest assurée, les plantations peuventcatalyser la succession forestière,par des changements dans lesconditions microclimatiques du sousbois,par l’augmentation de la complexitéstructurale de la végétation etpar la formation de litière et d’humus.Il peut ainsi se créer des conditionsfavorables à la germination degraines provenant des forêts avoisinantes,sans compétition avec desherbacées.Dans la réhabilitation des dunesde Richards Bay, en Afrique du Sud, lesinge vervet se déplace entre zonesnon perturbées et zones réhabilitéeset influence la succession desespèces dans la forêt réhabilitée, parson régime alimentaire (13). Leschauves-souris et les oiseaux jouentégalement un rôle fondamental (endehors du vent) dans la dispersiondes graines (Parrotta et al., 1997).Les fourmis et les vers de terre améliorentla structure du sol, accélèrentla décomposition de la litière et lescycles nutritifs, modifient la compositiondes espèces végétales, influencentla dispersion des mycorhizes,facilitent la dispersion des graines etla pollinisation, et encouragent laprésence de la faune sauvage (Majer,1989). Des groupes d’indicateurs dusuccès de la réhabilitation, commeles reptiles, les petits mammifères etles invertébrés, devraient être utilisésplus largement pour évaluer la dynamiquede la communauté (Tucker,Murphy, 1997). En effet, les invertébrésdonnent parfois des informationsplus sensibles que les plantessur l’état de l’écosystème où ils setrouvent. Les fourmis sont déjà considéréesen Australie comme des bioindicateursde la restauration del’écosystème après exploitationminière. La biomasse microbiennerépond aussi plus rapidement auxchangements que les paramètres chimiquesdu sol. Le succès du rétablissementprécoce de la biomassemicrobienne pourrait être assuré enfavorisant la production de plantesassociées comme les acacias. Lesindices microbiens sont des indicateursdu redémarrage des cyclesnutritifs et de l’établissement réusside l’écosystème forestier sur les sitesréhabilités (Sawada, 1996).


BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2002, N° 272 (2)DOSSIERRÉHABILITATION / RESTAURATION15Un exemplede réhabilitationen Nouvelle-CalédonieLa restauration de la végétation aété envisagée en Nouvelle-Calédoniedès le début des années 1970 (Jaffre,Pelletier, 1992) car, sur les mines ferméesdepuis 50 ans, on a constaté quela colonisation par des plantes endémiquesétait soit très modeste, soitinexistante. La revégétalisation estactuellement prise en charge essentiellementpar les services forestiers desprovinces et par la Société Le Nickel(SLN) (Sarrailh, 1997). Les stratégiesde végétalisation comprennent :▪ l’amélioration du substrat par lamise en place d’une couche écrancarbonatée, ou l’apport d’alluvions ;la SLN réhabilite avec une plantationultérieure de gaïac (Acacia spirorbis)et de bois de fer (Casuarina collina),et par le reverdissement rapide dessites par des plantes herbacées ;▪ l’installation de plantes pionnièressur substrat non modifié ; parmi lesespèces locales adaptées, on retient,en dehors des cypéracées, des arbustiveshéliophiles, dont de nombreusescasuarinacées, et des légumineuses ;▪ la récupération sélective des horizonssupérieurs du sol (Jaffré,Pelletier, 1992).La revégétalisation elle-mêmese fait par ensemencement (manuelou hydraulique associé à du mulch)ou par plantation : des essais ont étéréalisés, en général après décompactiondu sol, dès 1971 par le Cirad(Sarrailh, 1997) et l’IRD avec l’aidefinancière des sociétés minières SLN,Inco et Amax (Pelletier, Esterle,1995). Des résultats positifs ont étéobtenus avec des espèces endémiquesproduites en pépinières ettransplantées, alors que les espècesligneuses introduites dépérissent engénéral. Acacia spirorbis et Casuarinacollina se développent naturellementdans des zones perturbées à basse etmoyenne altitude, s’accommodentparfaitement des sols riches en nickelet donnent rapidement de bons résultatspaysagers. Ils ont cependant tendanceà former des peuplementsdenses, floristiquement appauvris, eton n’assiste pas, après dix ans, à l’implantationspontanée d’espècestémoignant de l’amorce d’une successionsecondaire (Jaffre, Rigault,1991), ce qui est probablement dû àun problème d’acidité de litière(Pelletier, Esterle, 1995).La revégétalisationdes mines Alcoaen AustralieL’exploitation de la bauxite parAlcoa (Aluminium Company ofAmerica) dans les forêts d’Eucalyptusmarginata au sud-ouest de l’Australiea commencé en 1963, et la remise envaleur dès 1966 (Grant et al., 1996) ;450 ha sont exploités et réhabilitéschaque année. L’objectif étant derétablir un écosystème forestierdiversifié, plusieurs opérations successivessont nécessaires.La première est le redépôt dusol forestier de couverture dans leszones réhabilitées. La pratique classiquede revégétalisation commencepar un double décapage et la mise enréserve du sol avant le début de l’exploitation.Le premier décapage estconstitué des cinq premiers centimètresde sol et, avec eux, la plupartdes ressources en graines (7). Il y aensuite un labourage profond (Grantet al., 1996). Une fertilisation auphosphate de diammonium et aupotassium est effectuée par avion.L’ensemencement est manuel et alieu tout de suite après, à la fin del’été ou à l’automne, pour que lesgraines germent au moment despluies d’automne ou d’hiver. Lesgraines sont celles d’espèces indigènes,avec un mélange de grainesd’eucalyptus, de légumineuses et dedifférentes espèces d’arbustes etd’herbacées (Grant et al., 1996).Le contrôle de la réhabilitation amontré, neuf mois plus tard, une densitéde 1 500 eucalyptus à l’hectare etde une à deux légumineuses parmètre carré (7).Après 12 mois, la réhabilitation desdunes par Richards Bay Minerals atteintle stade d’une prairie buissonnanted’où émerge Acacia karrooprincipalement.After 12 months, dunes underrehabilitation by Richards Bay Mineralshave reached the stage of a shrubbygrassland with Acacia karroo, mainly,beginning to emerge.Photo A. Bannister, avec l’aimableautorisation de RBM.


16BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2002, N° 272 (2)DOSSIERRESTORATION / REHABILITATINGLa revégétalisationde Upper Hunteren AustralieA Upper Hunter (NSW), l’objectifde réhabilitation des mines de charbonest essentiellement le retour aupâturage. Pour y parvenir, un certainnombre de règles sont observées.On utilise des herbacées exotiques,plus vigoureuses que lesespèces indigènes, ainsi que deslégumineuses. Des espèces indigènesligneuses (acacias et eucalyptus)sont plantées en bosquets(comme brise-vent et comme abripour la faune) et plus densément surles pentes (Gordon, Hannan, 1986).On sème au début de l’automnepour profiter des pluies, en utilisantun mélange d’espèces. Les herbacéesde saison froide et les légumineusesgerment rapidement et permettentune protection précoce contre l’érosion.Les graines de saison chauderestent en dormance jusqu’au printempssuivant, puis les jeunes plantss’établissent au travers du paillis(mulch) fourni par les herbacées précédentes,et forment un pâturagepermanent et productif. L’ensemencementau printemps est utilisécomme traitement complémentaire,si nécessaire.Pour la préparation du terrain,on fait en sorte de ralentir les écoulementsde surface et de faciliter l’infiltrationde l’eau. Une partie des fertilisantsest mélangée aux graines,tandis que le reste est pulvérisé.Parfois aussi, les fertilisantssont appliqués avant le dépôt du solde couverture pour s’assurer qu’ilsseront incorporés au niveau de la rhizosphèrede la plante. Les légumineusessont inoculées juste avant lesemis.Les sites destinés à la plantationde ligneux ne reçoivent pas de sol decouverture. Des sillons profonds sontcreusés 4 à 6 semaines avant la plantation.On emploie des plants de six àneuf mois venant de pépinières commerciales.Les différentes espècesd’eucalyptus et d’acacias sont disposéesaléatoirement sur le terrain poursimuler autant que possible les zonesforestières naturelles (Gordon,Hannan, 1986).Un exemplede revégétalisationau Kenya :la carrière BamburiLa Bamburi Portland CementFactory, à une dizaine de kilomètresau nord de Mombasa, exploite depuis1954 du calcaire corallien fossile pouren faire du ciment. Les carrièress’étendent sur 1 200 ha. Tout le sol desurface ayant été perdu, on s’estorienté vers la pisciculture et le reboisement,en tenant compte du sol calcaireet sablonneux, et de la nappephréatique à la fois proche et légèrementsalée (Baumer et al., 1990). Lereboisement de 70 ha de la « SouthQuarry » a commencé en 1971 par laplantation de Casuarina equisetifoliaqui a la particularité de s’installerdans des sols particulièrementpauvres et de bien supporter lesembruns et la salinité du sol. Son boisdense est facilement commercialisé.L’accélération de la décompositiondes feuilles s’est faite par l’introductionde mille-pattes.Après l’obtention de 10 cm d’humus,d’autres espèces sont apparuesspontanément, ou ont été plantées.Au bout de vingt ans, la flore comprendune multitude d’espèces. Lamonoculture de casuarinas du départs’est diversifiée grâce à Prosopis pallida,Conocarpus lancifolius etAzadirachta indica (Baumer et al.,1990). Après vingt-cinq ans, lescasuarinas ont rempli leur tâche detransformer les carrières hostiles enforêt luxuriante, alors qu’il n’y avaitpas de sol au départ. Plus de 200espèces de seconde génération originairesde la forêt côtière ont étésélectionnées et plantées (10).Diverses étapes de la réhabilitation desdunes par Richards Bay Minerals.D’autres espèces arborées indigènespourront succéder naturellement àAcacia karroo.Stages in dune rehabilitation at theRichards Bay Minerals site. Otherindigenous tree species successionsshould develop naturally from the initialAcacia karroo planting.Photo A. Bannister, avec l’aimableautorisation de RBM.


Sketch of RBM dune mining operationsA typical section through a pondBOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2002, N° 272 (2)DOSSIERRÉHABILITATION / RESTAURATION17La méthode d’exploitation par RichardsBay Minerals de métaux lourds enAfrique du Sud avec la réhabilitation encontinu en aval du bassin.Operating methods used at the RichardsBay Minerals heavy metals mine inSouth Africa, with continuousrehabilitation below the basin.Avec l’aimable autorisation de RBM.Des indicateursdu succès dela réhabilitationUn indicateur d’une réhabilitationréussie peut être l’aspect du site quidoit sembler ne jamais avoir été perturbé.L’opération de Richards BayMinerals (dont le propriétaire est RioTinto) dans le Natal en est un bonexemple. Après dragage des sablescôtiers pour en récupérer 2 à 3 %, les97 % restants ont été replacés. La revégétalisationa reposé sur une plantepionnière, Acacia karroo. La forêt amaintenant une quinzaine d’années etil n’y a plus trace de l’exploitation.On peut aussi se fonder sur laproductivité du site, en tant qu’indicateurdu succès de la réhabilitation :pour le projet de reforestation PowellRiver (au sud-ouest de la Virginie),qui a débuté en 1980, on a montréque la forêt, après exploitationminière, pouvait avoir une productivitéidentique ou supérieure à cellede la forêt d’origine (11).Un autre critère pourrait être ladurabilité, mais il n’est pas facile dejuger de l’achèvement de la réhabilitation.Dans les exploitations australiennes,il y a restitution de la plusgrande partie des dépôts de garantieau moment de l’établissement de lavégétation ; or il n’y a pas, à l’heureactuelle, de critères pour juger de laqualité de cette réhabilitation.L’industrie australienne travaille précisémentau développement de critèrespratiques pour l’estimer(Gordon, Hannan, 1986).ConclusionOn compte de plus en plus decodes de conduite, d’accords volontaires,générés par les secteurs industrielsentre autres. L’environnementjoue, en effet, un rôle plus importantdans les relations internationales etles transactions. Globalement pourtant,il a continué à se détériorer. Laréhabilitation peut contribuer à renversercette tendance.Dans le cas des mines et carrièresà ciel ouvert, nous avons vuque la question de la réhabilitationdoit être abordée préalablement àl’exploitation. Cela nécessite laconnaissance, la collecte et la conservationdes graines et des planteslocales, adaptées aux conditions climatiqueset pédologiques. Cela suppose,par ailleurs, le décapage sélectifde la terre arable et son épandageaprès le réaménagement du site.L’étape de la restauration ducouvert végétal est un des aspectsclés de la réhabilitation. L’ensemencementde la terre doit permettre unecouverture du sol rapide et effective,ce couvert végétal permettant delimiter l’érosion, de prévenir la pollution,de rétablir les cycles des nutrimentset d’améliorer les propriétésphysiques du sol. L’installation deplantes fixatrices d’azote peut améliorerla structure du sol et sa capacitéde rétention. En effet, ces plantesont un rôle bénéfique dans l’enrichissementen matière organique du sol.Elles peuvent être utilisées aumoment de l’établissement de la couverturevégétale ou parmi les espècesarbustives ou arborées qui lui succéderont.La connaissance du fonctionnementde l’écosystème, les moyenset la volonté de gérer la successionécologique sont nécessaires. Lesplantations ont un effet « starter » surcette succession en étant attractivespour la faune, en apportant del’ombre, en modifiant le microclimatet en permettant l’établissementd’espèces indigènes sous leur couvert.Mais les plantations, surtout enmonoculture, ne développent pastoujours un sous-bois riche d’espècesvariées. Il est donc très importantd’accroître le nombre d’espècesdans les zones réhabilitées, de géreret de rétablir la biodiversité dans uneoption de restauration écologique.L’intervention humaine sera d’autantplus lourde que la dégradation dusite est importante et que l’activitébiologique y est faible.


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BOIS ET FORÊTS DES TROPIQUES, 2002, N° 272 (2)DOSSIERRÉHABILITATION / RESTAURATION19SynopsisREHABILITATINGOPEN-CAST MINESAND QUARRIESChristine LE ROUXMining legislation is caughtbetween economic interest andenvironmental protectionRehabilitating a former miningsite requires human intervention atseveral levels, from stabilising thesite through to the restoration ofindigenous vegetation. In France,rehabilitation is mandatory, but theterm “revegetation” is not explicitlyincluded in statutory documents.Internationally, while the UnitedStates and Australia have specific legislation,laws in many other countriesare most often inadequate, inappropriateor unenforced. Nevertheless,mining legislation has been changingrapidly in many respects, with recentmoves to integrate environmentalmatters at policy level. However, legislationcan also be influenced by themany countries seeking to attractinvestment, in which case populationsare likely to suffer the consequencesof mining impacts, as inPapua-New-Guinea where mining hascaused severe pollution and seriousconflicts with local populations.The overriding objective for miningcompanies is to increase their financialvalue. A policy for sound environmentalmanagement can help toachieve this, by giving companies acompetitive edge in their bids toprospect and mine a site. This is whymany companies carry out impactstudies, try to minimise miningimpacts and rehabilitate sites usingindigenous species as far as possible.As part of its mining project for theilmenite (titanium dioxide) depositsin Madagascar, Rio Tinto, the world’slargest mining company, has beencarrying out social and environmentalstudies for over ten years through itsCanadian subsidiary QIT (Quebec Iron& Titanium).The decision to begin mining will notbe made until studies are completed.If mining is to go ahead, QIT has proposedcreating fauna and flora conservationareas, and planting commercialtree species in areas wheremining has ceased in order to reducelogging pressures on the highlydegraded coastal forest area.In seeking to enhance their credibility,companies are looking to partnershipswith NGOs to implementprocesses certifying their environmentallysound management practices,and all of them claim to beworking towards sustainability.Keys to rehabilitationMining impacts over the long term,mainly on soils, are such that rehabilitationis essential and should, as faras possible, be part of the plan ofoperations. When rehabilitation iscarried out in stages, less earth-movingis required on the site and therefewer losses of biological soil material(seeds, rhizobacteria, etc.), whichmakes revegetation easier. Decompactingand ploughing up the miningsubstrate is often essential, as well asbringing in new soil if the mining substrateis highly toxic, although bothtend to encourage adventitious vegetation.An alternative to re-spreadingtopsoil is to improve spoil by addinglime, fertiliser, mulch, sewage sludgeor undemanding nitrogen-fixingspecies. Erosion can be reduced byearly revegetation. Soil cover is morerapidly established with mycorrhizabearingplants, since their nutrientrequirements are partly met by theassociation of mycorrhizal fungi andplant roots. Nitrogen-fixing speciesthat are selected to suit specific siteconditions will also grow more quicklyif inoculated.Nowadays, priority is given to indigenousspecies, as in Brazil, Australiaand New Caledonia, although exoticspecies can also be useful as they areoften selected among nitrogen-fixingand / or mycorrhiza-bearing speciesthat can encourage the developmentof local species. Each type of planthas a specific function in rehabilitationand in ecological succession,hence the importance of seed availabilityand high rates of germinationfor plant biodiversity on the site :numerous studies are being carried inAustralia on recalcitrant species. InRudall River Park, in the south west ofAustralia, aboriginal fire managementtechniques are being used to bringcertain seeds out of dormancy. It isadvisable to remove topsoil beforemining begins, at a time of year whenthe soil contains the maximum quantityof seeds, and to keep it in reservefor the shortest possible time beforere-spreading (when operationscease). Whenever this is not possible,direct planting or sowing is required(by hand, by hydraulic means or fromthe air). Sowing is usually cheaperbut not as effective as planting, andcan be improved by using mulch.Successful rehabilitation alsodepends on re-establishing microbialbiomass and fauna species, some ofwhich are already used as indicatorsof ecosystem health. In Kenya, diversifiedtree cover was successfullyestablished at the Bamburi quarry,(on the Indian Ocean coast nearMombasa) thanks to the introductionof myriapods, bacteria and earthworms,which speeded up the formationof humus beneath Casuarinaequisetifolia plantations. This is anexample of how secondary forest canstimulate regrowth of original coastalforests. Usually, however, the idea isto start with a plantation that isalready diversified to encourage succession,rather than with a singlespeciesplantations.

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