Environmental problems in a coal mining area affected by coal fires ——A case study in Ruqigou Coalfield, Ningxia, China

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｏｕｒｃｅｓｆｏｒｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙｉｓｓｔｉｌｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｗｉｔｈｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｇｒｏｗｔｈａｎｄｅｃｏｎｏｍ...     

Environmental impact of China''''s village and township industry(1988-1992): a comparison with urban industry

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＶｉｌａｇｅａｎｄｔｏｗｎｓｈｉｐｉｎｄｕｓｔｒｙ（ＶＴＩ）ｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇａｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆＣｈｉｎａｓｅｃｏｎｏｍｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｉｎ１９９２，ＶＴＩｐｒｏｄｕｃｅｄ...     

兖州矿区采煤塌陷地状况与综合治理途径研究

通过对兖州矿区采煤塌陷地状况进行现状分析和趋势预测,结果表明,至2000年底,已累计塌陷土地5389.40hm2;预计到21世纪中叶,兖州、济东2个煤田最终将形成两个塌陷中心,面积达4.4×104hm2。这不仅使大面积农田被毁,造成生态失衡,而且给当地工农业生产以及社会和生态环境等方面带来一系列严重问题,应该彻底进行采煤塌陷地的综合治理。据此,根据矿区工农业持续协调发展的需要,从宏观和微观的角度,全方位提出了采煤塌陷地的综合治理途径。     

兖州矿区采煤塌陷地状况与综合治理途径研究

通过对兖州矿区采煤塌陷地状况进行现状分析和趋势预测,结果表明,至2000年底,已累计塌陷土地5389.40hm₂;预计到21世纪中叶,兖州、济东2个煤田最终将形成两个塌陷中心,面积达4.4×104hm₂。这不仅使大面积农田被毁,造成生态失衡,而且给当地工农业生产以及社会和生态环境等方面带来一系列严重问题,应该彻底进行采煤塌陷地的综合治理。据此,根据矿区工农业持续协调发展的需要,从宏观和微观的角度,全方位提出了采煤塌陷地的综合治理途径。     

淮北市煤炭开采对生态系统服务胁迫阈值研究

为揭示煤炭资源型城市煤炭开采对生态系统服务胁迫作用的阈值效应,在构建煤炭开采对生态系统服务胁迫阈值模型的基础上,从土地破坏、地下水资源破坏、大气污染3个维度分析估算了淮北市煤炭开采对生态系统服务的胁迫阈值,并探究了1990~2016年该地区煤炭开采对生态系统服务胁迫作用时序变化规律.结果表明：淮北市煤炭开采对生态系统服务的胁迫作用存在显著的阈值效应,其中,土地破坏、地下水资源破坏、大气污染3大胁迫因子的胁迫阈值分别为1803.19hm²、33253.23×10⁴t和888.81×10⁸m³.1990~2016年淮北市煤炭开采对生态系统服务胁迫作用呈现显著的阶段性特征,其中,1990~2009年该地区煤炭开采所造成的土地破坏、地下水资源破坏、大气污染均未超过阈值范围,生态系统服务运行状况良好;但是在2010年之后,由于该地区煤炭开采造成的地下水资源破坏超出阈值范围,从而导致该地区生态系统服务出现恶化趋势,不过2015年以来恶化趋势有所减缓.因此,该地区必须加快绿色矿区建设,加大生态环境治理力度,着力防范煤炭开采对生态系统服务的胁迫作用超出阈值范围,以保障经济增长与生态环境统筹协调可持续发展.     

采煤驱动下神东矿区地下水化学特征及成因

为查明神东矿区地下水化学特征,使用Piper三线图、Gibbs图、主成分分析法、改进内梅罗指数法等对23个地下水水样进行分析.结果表明,研究区地下水呈弱碱性,化学类型从上游HCO₃^--Na⁺为主导型,逐渐过渡为下游HCO₃^-·SO₄^2--Na⁺·Ca²⁺主导、Cl^--K⁺·Na⁺、F^--K⁺·Na⁺等多种类型共同存在.地下水化学类型主要受蒸发浓缩和岩石风化控制,HCO₃^-主要来源于碳酸盐的溶解,Ca²⁺、Mg²⁺主要来源于硫酸盐岩的溶解,Cl^-来源于岩盐的溶解和生活用水的污染,SO₄²来源于岩盐溶解,NO₃^-主要来源于生活用水和人畜排便.整体水质良好,个别地区存在一定程度的离子富集现象.研究成果可为当地水资源的高效利用,生态环境的保护与恢复提供理论支撑与参考.     

西部生态脆弱区矿山不同开采强度下生态系统服务时空变化——以神府矿区为例

以神府矿区为例,选取土地利用、植被覆盖、土壤、气象等生态环境与统计数据指标,利用RS和GIS技术构建生态系统服务遥感测量评估指标体系,评估研究区2005-2015年生态系统服务变化及时空分布特征,进一步探究神府矿区不同开采强度对生态系统服务的影响并进行驱动力分析。研究结果表明:(1)2005年、2010年、2015年研究区的总生态系统服务分别为1.598×1010元、1.905×1010元、2.134×1010元,呈现逐年递增的趋势;(2)生态系统服务功能中水土保持价值比例最大,草地的单位面积生态系统服务价值最高,耕地、草地生态系统为该地区贡献了最多的生态系统服务价值;(3)研究区生态系统服务分布表现为由东北向西南逐渐降低的趋势,不同开采强度下的生态系统服务增长变化较为相似,煤炭开采区域生态系统服务未显著下降,整体较为平稳。对生态系统服务变化的驱动分析表明在近年来相对改善的气候环境与人工修复共同作用下,神府矿区生态系统服务未发生明显的缩减。此类半干旱生态脆弱矿区国土空间生态修复适宜通过主动的"保护性开发"以及"人工诱导+自然修复"为主的方式,避免大范围与高强度的水土扰动型治理,通过适度...     

生态脆弱性评价在矿区规划环评中的应用研究 ——以阜新矿区为例

以辽宁阜新矿区总体规划环评为例,基于生态环境指数,生态敏感性和景观空间结构等指标构建矿区开发生态脆弱性评价指标体系,运用层次分析和综合指数法评价和划分区域生态脆弱性等级,利用GIS技术并结合法规要求将规划矿区划分为适宜、优化、适度、限制和禁止开采等5类地区.评价结果表明,阜新矿区生态脆弱性整体较高,脆弱度属于4级和5级的区块分别约占规划总面积的51.38%和39.36%,且已建和规划新建煤矿全部处在脆弱性较高的区域范围内,矿区开发与生态保护之间的矛盾突出.     

洪水淹没对矿区下游农用地土壤重金属污染特征的影响

为评估洪水淹没对西南某有色金属矿区下游农用地土壤重金属污染状况及土壤质量的影响,采用单因子指数法、内梅罗指数法、潜在生态风险指数法,对矿区下游淹没区及非淹没区农用地进行评价.结果表明,研究区域内主要重金属污染物为Cd、Sb、Pb、As、Zn,淹没区6种重金属As、Cr、Pb、Zn、Cd、Sb的平均含量分别为36.66、63.48、82.54、128.21、0.61、39.46 mg·kg~(-1),非淹没区6种重金属As、Cr、Pb、Zn、Cd、Sb的平均含量分别为7.38、71.44、13.27、35.27、0.16、5.62 mg·kg~(-1),除重金属Cr外,淹没区与非淹没区重金属平均含量存在显著性差异(p0.05).淹没区As、Pb、Zn、Cd、Sb的超标率分别为52.23%、44.54%、48.14%、72.03%、88.25%,非淹没区As、Pb、Zn、Cd、Sb的超标率分别为4.12%、3.23%、2.16%、15.03%、22.00%,淹没区土壤环境质量类别为安全利用,综合潜在环境风险为很强生态风险(RI=600.3),非淹没区土壤环境质量呈现优先保护状态,综合潜在环境风险为轻微生态风险(RI=69.1).有色金属矿区下游农用地被洪水长期淹没导致As、Pb、Zn、Cd、Sb的污染加重,由于研究区域特殊的地质背景,土壤中大量存在的铁锰氧化物胶膜对重金属具有强吸附作用,当洪水中存在大量重金属,随着水位上升洪水浸没土壤,铁锰氧化物胶膜把大量重金属截留在中下层土壤中,从而导致污染更为严重.     

采煤塌陷地复垦的环境经济分析——以开滦煤矿为例

将环境经济学引入复垦活动的分析和评价，着重考虑了复垦的生态社会效益，复垦土地资源的价值、市场价格变化对复垦经济收益的影响和复垦效益对时间的依赖性，以期为复垦项目的选择和相关政策的制定提供经济方面的依赖和指导。     

荒漠区公路建设引起环境退化及对策——以新疆为例

公路是促进社会经济发展的重要基础设施,在公路建设促进荒漠环境改善的同时,由于荒漠区生态环境脆弱,公路建设较湿润区易引起环境退化,且生态恢复十分困难。新疆地域辽阔,自然条件复杂,生态系统结构简单且稳定性差,属中国乃至世界上典型的生态环境脆弱区,是中国荒漠面积最大的省区,荒漠环境复杂和类型齐全。荒漠区公路建设的自然环境具有区域生态脆弱,水源短缺,路域土质复杂,环境保护问题多,道路病害较多等特点。公路建设引起的环境退化主要表现在:致使区域植被覆盖度降低,为灾害发生提供有利地貌条件,引起水、土理化性质变差,对路域大气环境造成污染,荒漠区野生动物生存环境变差等6方面。针对荒漠区自然环境特点与公路建设引起的环境退化及成因,提出在公路规划设计、施工、营运3阶段防治公路路域环境退化的17条措施,以保护荒漠区路域环境和保障交通畅通及区域可持续发展。     

干旱区县域景观格局变化轨迹识别——以宁夏盐池县为例

细致的景观格局时空刻画可以为格局与过程耦合机制分析奠定坚实的数据基础。以半干旱区县域景观格局变化轨迹识别为目标,基于Landsat影像构建了宁夏盐池县1988-2017年景观格局序列,识别景观组分、构型的演化轨迹。研究表明：（1）盐池县研究时段内植被整体增加,显著增加的景观占比为33.53%;裸土整体减少,显著减少的景观占比为35.78%。（2）四项景观构型指数显示,近年来盐池县景观斑块的边缘复杂程度有所加强,除植被的集聚程度不断增加外,其他景观类型的集聚程度相对稳定。（3）盐池县35.08%的像元发生变化,其中变化1次和2次的像元分别占比54.63%和28.60%,首末变化年份间隔为三年的像元占比12.39%。基于连续年份的半干旱区景观变化轨迹判定,可为生态恢复长期监测提供有力的方法支持。     

Effects of soil properties on production and bioaccumulation of methylmercury in rice paddies at a mercury mining area, China

Rice paddy soil is recognized as the hotspot of mercury(Hg) methylation, which is mainly a biotic process mediated by many abiotic factors. In this study, effects of key soil properties on the production and bioaccumulation of Hg and methylmercury(MeHg) in Hg-contaminated rice paddies were investigated. Rice and soil samples were collected from the active Hg smelting site and abandoned Hg mining sites(a total of 124 paddy fields) in the Wanshan Mercury Mine, China. Total Hg(THg) and MeHg in soils and rice grains, together with sulfur(S),selenium(Se), organic matter(OM), nitrogen(N), phosphorus(P), mineral compositions(e.g., SiO_2, Al_2O_3 and Fe_2O_3) and pH in soils were quantified. The results showed that long-term Hg mining activities had resulted in THg and MeHg contaminations in soil-rice system. The newly-deposited atmospheric Hg was more readily methylated relative to the native Hg already in soils, which could be responsible for the elevated MeHg levels in soils and rice grains around the active artificial Hg smelting site. The MeHg concentrations in soils and rice grains showed a significantly negative relationship with soil N/Hg, S/Hg and OM/Hg ratio possibly due to the formation of low-bioavailability Hg–S(N)–OM complexes in rhizosphere. The Hg–Se antagonism undoubtedly occurred in soil-rice system, while its role in bioaccumulation of MeHg in the MeHg-contaminated rice paddies was minor. However, other soil properties showed less influence on the production and bioaccumulation of MeHg in rice paddies located at the Wanshan Mercury Mine zone.     

东北黑土区典型地域耕地生态退化时空分异——以富锦市为例

耕地生态退化严重威胁黑土区耕地的可持续利用,明确其时空分异规律是提高黑土耕地产能实现农业可持续发展的重要科学命题。以东北黑土区典型地域富锦市为研究区,立足于耕地外部扰动变化所引发的环境胁迫与生态恢复,利用遥感驱动的多源环境胁迫监测模型、改进的CRITIC模型、优化的InVEST模型,明确二者间的作用结果,揭示研究区2000—2020年耕地生态退化的时空分异规律。研究结果表明：（1）研究区耕地外源环境胁迫强度整体偏低,呈现出以东部、西部、北部高,中部、南部低为主基调的时空分异格局;（2）研究区耕地內源生态恢复强度高于胁迫强度,表现出以西部—东部—中部梯度衰减的时空分异格局;（3）研究区共有968.12 km²耕地发生生态退化,展现出以团块状集中分布在研究区东部和中部,零星分布在其他区域的空间分异格局。研究明晰了多源环境胁迫/多源生态恢复之间的交互效应,实现了各耕地图斑对多种环境胁迫力和生态恢复力的动态敏感度测算,进一步刻画出了生态退化过程,测度结果与现实耕地利用强度吻合,为准确诊断黑土区耕地生态退化提供了理论参考和技术支撑。     

西北干旱区流域水污染特征与控制策略—以宁夏清水河流域为例

以宁夏境内黄河最大的一级支流清水河流域为例,分析重点断面水质、水环境容量及各控制单元污染负荷特征,并提出有针对性的污染控制策略。结果表明：2015—2018年清水河三营国控断面水质无法稳定达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准,泉眼山断面化学需氧量（COD）存在超Ⅳ类水质标准风险。流域水环境容量COD为592.83~1 238.25 t/a,氨氮为51.99~193.60 t/a,总磷（TP）为5.02~12.85 t/a;流域平水期污染负荷入河量COD为15 661.1 t/a,氨氮为1 670.2 t/a,TP为784.5 t/a,分别是平水期水环境容量（COD为940.57 t/a,氨氮为114.64 t/a,TP为8.81 t/a）的16、14和89倍。固原控制单元单位面积污染负荷入河量最高（COD为3.04 t/a,氨氮为0.22 t/a,TP为0.06 t/a）,工业源与城镇生活源污染问题突出,中卫控制单元总污染负荷入河量最高（COD为 6 738.45 t/a,氨氮为868.88 t/a,TP为218.12 t/a）,城镇生活源污染较严重,而吴忠控制单元禽畜养殖污染较严重。基于水质目标和各单元的污染特征,建议固原控制单元加强工业企业污水回收利用、提高城镇污水处理能力,中卫控制单元重点关注污水收集处理设施建设与改造升级,吴忠控制单元在规模化养殖场推行禽畜粪污集中处理与回用。

     

Changes of surface water pollution of Suzhou region:a case study in Taicang County, China

Environmental pollution is a by-product of industrialization when economy of a region is developing. China also suffers from such a problem, especially in the southern part like Suzhou region in Jiangsu Province. In this paper, data covering situations of surface water pollution and social and economic development showed that the surface water pollution in Taicang County, a typical economic zone of Suzhou region, is significantly correlated to the economic growth of this region.     

Regional assessment of cadmium pollution in agricultural lands and the potential health risk related to intensive mining activities： A case study in Chenzhou City, China

The purpose of this study was to assess the extent of cadmium （Cd） contamination in agricultural soil and its potential risk for people. Soils, rice, and vegetables from Chenzhou City, Southern China were sampled and analyzed. In the surface soils, the 95% confidence interval for the mean concentration of Cd varied between 2.72 and 4.83 mg/kg （P 〈 0.05） in the survey, with a geometric mean concentration of 1.45 mg/kg. Based on the GIS map, two hot spot areas of Cd in agricultural soils with high Cd concentrations were identified to be located around the Shizhuyuan, Jinshiling, and Yaogangxian mines, and the Baoshan and Huangshaping mines, in the center of the city. About 60% of the total investigated area, where the agricultural soil Cd concentration is above 1 mg/kg, is distributed in a central belt across the region. The critical distances, at which the soil Cd concentration were increased by the mining activities, from the mines of the soils were 23 km for the Baoshan mine, 46 km for the Huangshaping mine, and 63 km for the Shizhuyuan mine, respectively. These are distances calculated from models. The Cd concentrations in rice samples ranged from 0.01 to 4.43 mg/kg and the mean dietary Cd intake from rice for an adult was 191 μg/d. Results of risk indexes showed that soil Cd concentrations possessed risks to local residents whose intake of Cd from rice and vegetables grown in soils in the vicinity of the mine was 596 μg/d.     

行动者网络视角的生态退化区耕地休耕管护模式——以贵州省松桃县为例

近年来,中国将石漠化等生态退化区作为休耕的主要试点类型区之一,该区域人地矛盾突出,休耕试点中多以村委会为休耕管护主体。立足于探索在生态退化区以新型经营主体为休耕管护主体的不同休耕管护模式中遇到的主要问题及其适用的运行条件,运用行动者网络理论,以国家第一批休耕试点的松桃县为案例区,选择5个片区（7个村）为样本,围绕不同休耕试点阶段遇到的主要问题,解析不同休耕管护模式下行动者网络的稳定性以及不同休耕管护模式的特点及其适用性。结果表明：（1）松桃县休耕试点形成了四种休耕管护模式,即模式Ⅰ（种植大户管护）、模式Ⅱ（农民专业合作社管护）、模式Ⅲ（公司/企业管护）和模式Ⅳ（村集体经济合作社管护）;不同休耕管护模式下的行动者网络转译过程经历了两个阶段,并且遇到了9个方面的休耕问题,导致试行阶段的行动者网络不太稳定和调整阶段的行动者网络出现了分化,其中“休耕补助大幅减少和现行统一的休耕补助标准”是造成行动者网络分化的主要原因;应当制定有梯度、有弹性的休耕补助标准,加强休耕资金管理,创新投融资方式,加大机械化投入。 （2）休耕行动者网络中,人类行动者的理性行为是休耕试点顺利推进的关键因素,应当因地制宜地选择休耕管护模式及其策略。模式Ⅰ适合农业基础条件较好的坝区,但需要酌情提高现有补助标准;模式Ⅱ适合任何区域,但需要合理分配休耕补助和酌情提高现有补助标准,在做好风险防范措施的前提下,可以种植花生等利润相对较高的作物;模式Ⅲ适合石漠化程度较严重的区域,但需要资金雄厚和与休耕有产业上下游关联的公司/企业参与管护;模式Ⅳ适合土地流转费较低、村干部管理能力较强的偏远落后山区,但休耕区域必须符合休耕要求。（3）无论何种休耕管护模式,在生态严重退化区选取休耕区域,关键在于找准提升地力与农民增收的结合点,同时,严格筛选休耕片区和管控休耕时长,保障复耕后可持续利用休耕地以及做好休耕户转移劳动力就业工作。此外,应当完善乡镇政府、乡镇农业服务中心、村支两委和风险防范体系等休耕相关行动者,进一步提高休耕行动者网络的稳定性。     

Evaluation of oasis ecosystem risk by reliability theory in an arid area： A case study in the Shiyang River Basin, China

Ecosystem risk is a new concept in understanding environmental problems. It is important to study and develop quantitative methods for regional ecosystem risk analysis. In this study, some new indicators and methods for measuring oasis ecosystem risk were established using reliability theory. These indicators are linked to water resource, which is the key restricting factor in arid area oasis ecosystems. They have clear meanings and can also be compared in different arid area oases. A case study in the Liangzhou oasis of the Shiyang River Basin in China shows how to calculate these ecosystem risk indicators. The results of the case study are as follows： the reliability indicator, risk indicator, stability indicator, and integrated loss indicator of the Liangzhou oasis are 0.686, 0.314, 0.743, and 0.301, respectively. This means that the reliability degree of the oasis＇s ecosystem safety is 68.6%; the degree of risk that it is unsafe is 31.4%; the stability degree is 74.3%; and 30.1% of the oasis＇s area is supported by over-exploiting underground water and damaging the lower reaches of the ecosystem. This result can be used as a guide in controlling and managing ecosystem risk in the research area.     

半干旱地区典型POPs硫丹环境多介质迁移归趋模拟研究——以兰州河谷盆地为例

以硫丹为研究对象,利用三级多介质逸度模型,对硫丹在半干旱的兰州河谷盆地大气、水体、土壤、沉积物和植物相中的浓度分布进行模拟研究;对硫丹在研究区环境多介质问的迁移通量进行分析,确定其在环境中的主要迁移过程;并结合实际监测数据,对模型的可靠性进行验证;此外,还对除常数之外的20个模型参数进行灵敏度分析,并对较高的模型灵敏度影响因素进行不确定性分析.研究结果表明:土壤、植物和沉积物相是硫丹在兰州河谷盆地环境污染的主要储库;大气平流输入和农药施用是研究区硫丹的主要输入源,沉积物降解和大气平流输出为研究区的主要消耗和输出途径;亨利常数、辛醇-水分配系数等化合物理化性质参数,以及沉积物、土壤有机碳含量等环境参数对模型的灵敏度影响比较显著;模拟浓度与实测浓度相差在一个数量级之内,吻合较好,表明建立的三级多介质逸度模型适用于半干旱的兰州河谷盆地α-硫丹和β-硫丹的环境多介质迁移及归趋行为模拟.