矿区生态系统服务功能价值对煤矿开采工程的响应

矿区的开采利用对国民经济的发展有很大的推动力的同时,也改变了矿区环境的生态系统。本文基于生态系统服务价值理论对淮北平原某煤矿区开采前后生态系统服务功能的变化做了估算。结果标明,开采后总的生态服务价值增加了5246.907万元,大面积的农田、森林、草地和荒漠生态系统转化为单位面积生态价值系数较高的湿地是增加的主要原因;敏感性分析结果标明,矿区生态系数服务价值对价值系数没有弹性,研究结果可信;矿区开采应采取合理的生态恢复措施来实现矿区生态系统持续向健康型发展。     

金属矿复垦中的污染防治与生态复垦设计探讨——以广东云安县高枨铅锌矿为例

矿区土地生态复垦与重建是保护环境、减少矿产开采对周围生态环境破坏与污染的重要途径。金属矿废弃地的重金属污染和植物生长条件的严重劣化导致了矿区废弃地植被恢复和生态重建的效率低下、速度十分缓慢。因此,有效治理重金属污染并选择适宜的恢复植被品种是进行金属矿山废弃地植被重建和生态恢复的关键。文章以广东高枨铅锌矿复垦方案为例,在分析预测矿区土地破坏与污染状况的基础上,结合项目区地形地貌等特点,提出了尾矿库和废石场污染的三阶段防治措施:(1)化学钝化措施;(2)工程阻隔措施;(3)植被生长层建立或生态恢复的生物措施。根据当地气候条件及土壤特点,对适宜的植物品种进行了严格的筛选和组配,提出了尾矿库和废石场生态复垦规划设计方案以重建人工生态系统。     

矿区废弃地的恢复生态学研究

矿区废弃地的恢复生态学研究已成为恢复生态学的一个重要的研究领域。本文论述了恢复生态学的主要理论及采矿废弃地的恢复工程技术,并对矿山生态恢复中的生物多样性、景观生态学、植被生态学、生态经济学、安全经济学及可持续发展等学科领域进行了综述。     

西南某工矿污染区生态修复工程案例研究

工矿废弃地作为一种退化的生态系统,其环境介质受到污染且生态功能丧失。通过对西南某工矿污染区调查,根据其污染特征,采用区域分异的原则针对性地对矿渣堆积地和污染农田进行修复,调控生态因子如土壤养分、水分及微生物总数等,同时联合运用化学钝化及植物修复技术及农艺措施进行生态修复。结果显示:各工程措施实施之后,污染农田土壤中重金属稳定效果明显,场地中种植的农作物玉米、高粱所含重金属均达到食品安全标准。整个工程运用生态修复原理及原则,成功将一个退化的生态系统改造成农业生态系统,恢复了废弃地的生态功能。该设计及修复经验对于工矿废弃生态修复工程建设具有一定的参考意义。     

煤矿矿区土壤重金属及多环芳烃污染治理修复技术综述

土壤重金属和有机物污染是当前许多煤矿矿区及周边地区面临的严重问题,威胁居民健康,要采取有效措施予以解决。在对煤矿矿区周边土壤重金属和多环芳烃（PAHs）来源及危害分析的基础上,发现重金属元素在自然条件下难以降解,导致其在生物体中累积,并且PAHs具有致癌性、致畸性和诱变性。通过比较物理化学修复、植物修复和生物修复等方法在治理重金属及PAHs污染土壤的优缺点,发现植物修复和生物修复对气候和环境的依赖程度高,物理修复成本和能耗较高,因此提出矿区周边土壤污染的修复技术需要进一步创新,实现多领域、多学科协作发展的观点。通过持续的技术创新和多种修复方法的联合应用,达到有效治理煤矿矿区及周边重金属和PAHs污染的目的,实现土壤的重新利用,进而实现环境保护与经济可持续发展的良性互动。     

贵州典型矿区10年景观格局变化及驱动力分析

选取贵州六盘水市汪家寨煤矿为研究区域,以2000年的ETM影像、2005年的ASTER影像和2010年的ALOS影像为基础数据源,通过RS、GIS技术和景观生态学方法,对该煤矿区2000-2010年景观格局变化及其驱动力进行了研究。结果表明:2000-2010年汪家寨矿区不同景观类型间的转化主要是耕地转为工矿用地,草地,灌木,森林;景观破碎化程度越来越大,但变化不大;该矿区景观格局变化的主要驱动力是煤矿开发及农业发展及生态治理政策因子。煤矿开发及农业发展是使生态格局恶化的驱动力因子;水土流失治理政策的实施和矿区生态恢复建设的开展是使生态格局改善的驱动力因子。这些驱动因子互相影响、互相制约,共同影响矿区景观格局的变化。旨在为贵州矿产资源开发区土地资源可持续利用、生态环境修复与重建提供参考。     

兖州矿区循环经济与可持续发展研究

按照循环经济的理论，结合兖州矿区产业链，提出了兖州矿区循环经济的初步模式和对策。最后，以济三煤矿为例，介绍了兖州矿区循环经济的实践。     

矿区生态工程和生态矿—煤矿矿区环境保护的发展方向

随着矿区生产规模的不断扩大和人们对环境质量要求的不断提高,常规的环境工程技术措施已经难于适应矿区现代化工农业的需要。本文分析了煤矿矿区的主要环境问题,以“环境是人类的朋友”、“污染就是资源”等新观点,参照生态学及农业生态工程的主要理论,首次提出了矿区生态工程和生态矿理论;阐述了矿区生态工程的主要原理及特点,指出了矿区生态工程和生态矿是矿区环境保护的主要发展方向。     

煤矿废弃地不同修复模式下土壤理化性质的变化

煤矿废弃地是巨大的污染源和潜在CO2排放源。对煤矸石山等煤矿废弃地进行生态修复,是改善矿区环境的根本途径。本文以马兰煤矿为研究对象,对不同植物修复方式下不同演替阶段土壤有机碳、全氮、有效磷、速效钾、p H及容重进行分析。结果表明:1)三种修复方式下,土壤有机碳、全氮、有效磷、速效钾均提高,p H降低,容重减小;2)垂直方向上,土壤中有机碳、N、P、K均表现出明显的表聚性;3)植被修复后土壤有机碳、N、P表现为为侧柏林火炬树林自然恢复,侧柏林对土壤营养元素的积累效果最优。修复后土壤氮、磷、钾元素仍低于原生群落;4)土壤有机碳与p H值和容重呈显著负相关性,与土壤全氮、有效磷、速效钾呈显著正相关性。     

煤矿采后迹地生态恢复策略初探

针对煤矿采后生态恢复问题,本文总结了煤矿废弃地的环境影响,并提出了一系列的治理措施,为煤矿采后迹地的恢复提供参考。     

露天煤矿排土场的复垦研究

露天煤矿的开采对矿区生态环境造成了严重破坏,特别是大量剥离物形成的排土场,占用了大量的土地资源。生态恢复作为一项有效的采矿废弃地治理措施,随着采矿业的发展成为这一领域研究的重点。露天煤矿排土场的复垦对于改善矿区生态环境意义重大。本文介绍了露天矿排土场对环境的影响和排土场复垦治理技术,研究了某露天煤矿排土场的复垦现状、复垦方式与效果,提出了矿区排土场生态恢复的建议。     

不同生态修复模式下土壤水文性质及其对溶质运移的影响

煤矿区生态修复过程中不可避免地改变了土壤水和溶质运移过程.土壤水是溶质运移的主要载体,溶质运移受土壤水文性质与植被状况影响.以我国北方典型半干旱区山西古交矿区草本、灌草和乔灌草3种不同生态修复区和撂荒地的土壤为研究对象,揭示不同生态修复模式下土壤水文性质变化规律及其对溶质运移的影响.结果表明,土壤持水性从大到小依次为乔灌草地灌草地草地撂荒地,草本、灌草和乔灌草3种植被修复区的土壤持水量相对于撂荒地分别增加了33.79%、59.19%和62.71%,植被修复有助于增加土壤层蓄水能力.土壤饱和导水率由大到小依次为草地(1.736 mm·min~(-1))灌草地(1.678 mm·min~(-1))乔灌草地(1.564 mm·min~(-1))撂荒地(1.012 mm·min~(-1)),非饱和导水率随吸力增大而呈指数下降,植被修复过程中降低容重的同时提高了土壤持水性,改善土壤持水性能.不同生态修复区土壤中溶质穿透时间呈草地灌草地乔灌草地撂荒地的趋势.CDE、SC和TRM模型均可对矿区不同生态修复模式土壤的溶质运移过程进行较好的表达,其中CDE模型拟合效果最好.结果表明研究区溶质运移方式以对流为主,而且土壤容重和砂粒含量是影响溶质运移的主要因素.     

辽宁阜新煤矿生态环境动态演变的预测

通过对影响煤矿生态质量16个指标因子的筛选,初步建立自然环境、生态环境及社会经济三维体系下由年开采量等7个指标组成的煤矿生态环境质量预测指标体系;根据2003年至2012年阜新煤矿生态环境指标因子环境统计数据,采用数值拟合得出埋藏深度、地面塌陷面积/开采面积、煤尘爆炸指数、矿区居民人均GDP及矿区经济贡献率5个指标因子的Quadratic模型;优化建立煤矿生态环境动态预测指标体系。应用煤矿生态环境指标因子预测模型对阜新煤矿2003年至2012年煤矿生态环境指标因子动态演变预测效果验证,验证结果表明Quadratic模型预测误差相对较小,煤尘爆炸指数指标因子的预测拟合曲线相关系数最高(R2=0.967 26)。最后应用Quadratic模型对2013年阜新煤矿矿区生态环境指标因子进行预测,并结合矿区实际给出预测模型的适用性。     

山西采煤矿井废水深度处理与利用研究

煤炭矿山开采生产过程中所产生的大量高浓度矿井废水,直接影响和阻碍着煤炭矿山和当地村庄居民经济社会的可持续发展和进步。目前,全国大多数煤炭矿井废水均在采用常规的混凝、沉淀、过滤、消毒等初级处理方法,其对高矿化度的矿井废水处理极为有限,因而在较大范围内制约着煤炭矿井的综合与全面利用。因此,加快开展和推进煤炭矿井废水深度处理的研究与实践,扩大和引深其矿井废水的利用领域与空间,迫在眉睫。本文通过对山西煤炭矿山矿井废水采用离子交换、电渗析、蒸馏和反渗透等处理效果的比对实践,分析了煤炭矿井废水反渗透处理技术可行性与广阔的应用前景,指出了煤炭矿井废水深度处理,可显著提高矿井废水处理回用利用率,拓宽利用范围,实现煤炭矿井废水资源化和矿区经济社会可持续发展的必然趋势。     

淮北市煤炭开采与生态系统服务耦合度研究

为研究煤炭资源型城市煤炭开采与生态系统服务的耦合协调发展态势,以我国高潜水位煤炭资源型城市——淮北市为研究对象,在分析煤炭开采与生态系统服务耦合作用机理的基础上,采用基于灰色关联分析的关联度模型和耦合度模型,揭示了1990-2016年该地区煤炭开采与生态系统服务耦合度的时序变化规律.结果表明:①淮北市煤炭开采与生态系统服务两个系统指标间的关联度均在0.447 5~0.553 4之间,其中,煤炭开采对生态系统服务的胁迫作用主要是水资源破坏,而生态系统服务对煤炭开采的约束作用主要来自调节服务.②淮北市煤炭开采与生态系统服务耦合度表现为1990-1999年逐渐降低、2000-2008年不断升高、2009年之后又呈下降趋势,反映了该地区煤炭开采与生态系统之间的矛盾趋于缓和,出现了统筹协调发展的大好形势.研究显示,1990-2016年淮北市煤炭开采与生态系统服务总体上呈中等耦合态势,耦合度时序变化总体上呈"倒N"型变化特征,今后需继续推进资源型城市转型建设,加大生态治理力度,以保持统筹协调发展态势.      

煤矿区土地修复的生态系统服务功能改善研究

采用3S技术,对我国典型的煤炭资源枯竭型城市石嘴山市煤炭开采区的生态修复前后的生态系统服务进行了分析。采用2001年与2011年两期LandsatETM和TM遥感影像图的人工解译与变化监测,分析了煤矿区的土地利用覆盖变化。并通过建立响应的评价指标体系,对其成功的治理煤矸石山,改造塌陷区,建立煤矿地质公园,将塌陷区改善为生态湿地等活动的生态系统服务功能变化进行了全面定量化评价。研究表明,通过10年的土地修复,采矿迹地的生态恢复能够提高其生态系统服务功能10倍左右,尤其是环境美学功能受到社会广泛认同。     

Ecological rebuilding and land reclamation in surface mines inShanxi Province, China

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｓａｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｕｐｐｌｉｅｒｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ ,ｔｈｍｉｎｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙｉｎＣｈｉｎａｍｕｓｔｉｎｃｒｅａｓｅｉｔｓｏｕｔｐｕｔｔｏｍｅｅｔｔｈｅｅｖｅｒ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｄｅｍａｎｄｓｆｏｒｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄ ｐｅｏｐｌｅ′ｓｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎｓ.Ｈｏｗｅｖｅｒ,ａｂｙ ｐｒｏｄｕｃｔｏｆｉｎｃｒｅａｓｅｄｍｉｎｉｎｇａｃｔｉｖｉｔｙｗｉｌｌｂｅａｎｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｄｅｓｐｏｉｌｅｄｌ…     

金属矿山废弃地类型划分与生态退化特征

由于矿山开采中地表结构扰动、环境污染等因素导致矿山废弃地生态系统极度退化。通过对其产生原因和占地现状、特征的分析,将金属矿山废弃地划分为5大类15个类型,对其生态退化特征进行了评价;其中地表结构的不稳定性、土壤和植被的缺失及重金属离子污染是生态退化的主要限制性特征,也是生态恢复的难点和重点,并对不同类型金属矿山废弃地的生态治理措施进行了探讨。     

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.     

矿区土地复垦与生态重建效益演变与配置研究

矿区复合生态系统的重建是对未来空间系统结构和功能的超前安排,其效益的演变极大地受到自然、社会、经济的影响。论文从资源经济、生态经济角度,讨论了矿区土地复垦与生态重建效益的概念和内涵,分析了矿区生态系统演变、矿区生态重建目标、矿区生态系统类型、矿区生态重建措施及矿产资源综合利用对矿区生态系统“三大效益”配置的影响;并以平朔安太堡露天煤矿1985～2015年土地复垦与生态重建过程中的土地资源利用结构动态演变为实例,初步揭示矿区生态重建过程中“三大效益”的有序配置和高度统一问题;为优化矿区土地资源利用结构和建立矿区复合生态系统重建的效益评价指标体系提供理论基础。