废弃花岗岩矿山生态修复治理研究

露天停采矿山在前期开采过程中生态环境受到较大破坏,主要破坏形式为潜在地质灾害、土地资源压占损毁、水土气污染、地形地貌景观破坏、水资源破坏、生物资源破坏等。以赣西南某停产饰面用花岗岩矿山为例,对生态环境修复治理问题进行研究,采用削坡整治、土壤改良与植被恢复、生态袋护坡、浆砌片石挡土墙、蓄排水等技术对矿山进行修复,以解决当地生态环境问题,达到生态环境保护与经济社会发展和谐共赢目标,为类似矿山生态修复治理提供参考。     

金属和非金属矿山土地退化因素调查

自2014年国家科技基础性工作专项"西部重点矿区土地退化因素调查"启动以来,课题组根据制定的调查技术方案和分类体系,完成了内蒙古、陕西和甘肃等省(自治区)11个典型矿山的调查任务,对比分析了金属和非金属矿区土壤重金属污染、土地毁损和土地利用变化的差异性。结果表明,金属矿区土壤重金属污染程度总体上大于非金属矿区,矿山开采方式对土地毁损的影响较大,露天开采、露天/地下开采的土地毁损总体上大于地下开采。     

基于光谱特征的煤矿覆煤区遥感识别与监测方法研究:以云南小龙潭矿区为例

面对煤矿区土地退化日益加重带来的严峻生态环境问题,以及露天矿区覆煤地表范围难以准确界定的现实难题,基于煤矿区典型地物水体、植被、裸地和煤堆的光谱特征以及Landsat 8遥感数据的波段特性,提出了归一化差异煤矿指数(normalized difference coal mine index,NDCMI),并结合地物样本的NDCMI值设定阈值,对煤堆与矿区背景地物信息加以区分识别。结果表明:(1)利用Landsat 8的蓝光、红光、近红外和中红外波段组成的NDCMI方法对小龙潭矿区(下辖小龙潭露天矿和布沼坝露天矿)具有较强的适用性;(2) 2013—2018年,布沼坝露天矿开采面积增加1. 03倍,而小龙潭露天矿开采面积减少42%;(3)在空间上小龙潭矿区的煤炭开采活动重心呈现自东北向西南、从小龙潭露天矿向布沼坝露天矿转移的趋势,大大增加了布沼坝露天矿的生态环境压力。     

生态保护红线区废弃矿山生态修复监管

国家重点生态功能区是生态保护红线划定的重要组成部分之一。矿山生态环境损害被认为是影响区域生态安全的第一大诱因。多年来,由于"有矿快挖,有水快流"经济发展政策的惯性作用,矿产资源开发有力促进了区域经济社会发展,但另一方面也造成了严重的流域/区域生态功能破坏。以长江经济带重点生态功能区为例,结合划定并严守生态保护红线的要求,在分析矿山分布及其生态环境问题的基础上,深入剖析了矿山生态修复存在的主要问题,提出了废弃矿山生态修复监管对策,以期科学制定不同矿山生态修复阶段的目标:矿山地质环境治理—植被恢复/土地复垦—生物多样性重建—区域生态功能修复,为区域生态安全提供技术支撑。具体建议包括建立涵盖生态环境全要素的矿山生态修复监管机制,制定生态保护红线区废弃矿山生态修复专项规划,开展矿山生态环境损害与功能修复技术研发,研究制定矿山生态修复国家标准。     

矿山废弃地生态退化程度评价

矿山废弃地是受采矿影响极度退化的生态系统,生态退化程度评价是对矿山废弃地生态质量现状、环境影响和治理难度的评估过程,可用于指导矿山废弃地生态环境影响评价和生态恢复规划编制等。本文分别尾矿库、露采迹地、排岩场和压占区4种矿山废弃地类型,采用兼顾自然因子和人为干扰强度因子的评价方法,通过对主要生态、环境问题的分析,选择导致生态系统退化的主要因子或易于反映生态系统质量的自然因子和人为干扰强度因子作为生态退化评价指标,评价指标来自于工程设计条件、土壤、植被和地质安全性4个方面;首先采用层次分析法确定各评价指标权重,其中占用面积和地表破坏程度是最最要的指标;在生态退化等级划分基础上确定了各评价指标的域值,并将各指标量化和标准化,计算各生态退化等级的综合得分值变化范围,建立了矿山废弃地生态退化程度综合评价方法体系,将生态退化程度划分为可自然恢复、可治理、难于治理和不能治理4个等级。最后,针对遵化市典型民营铁矿进行了案例适用性分析,并对不同退化等级的废弃地进行了生态防护措施分析。     

矿山开发对水稻生长及农田生态环境影响分析

广东云浮硫铁矿是我国目前最大的硫铁矿山。本矿开发扰动了近9km~2的土地,造成了严重的水土流失。同时把大量的污染物带到环境,不同程度污染了下游生态环境。 矿山排出的酸性水中含有Fe、Mn、Pb、As、Cd等元素,是农田环境的主要污染因子,其含量(高锋河排口)分别为Fe25.0,Mn5.52,Pb0.17,As0.038,Cd0.014ppm,pH为4.21。研究酸性水对水稻生长的影响是评价矿山可能对农田环境产生何种影响的关键。通过现状调查,盆栽、土柱和酸容量试验,确定了土壤环境容量。综合分析结果表明,只要矿山控制水土流失和避免洪水进田,矿山开发不会对农田环境产生多大影响。如果矿山利用环境容量,每年可节省近20万元的废水处理费。     

贵州万山汞矿周边土壤重金属污染特征及风险评价

贵州矿产资源丰富,伴随着矿山的开采、冶炼等人为活动,矿区周边重金属污染问题非常突出。为了掌握贵州万山汞矿政策性关停后对周边环境的产生的不利影响,以贵州万山汞矿周边主要乡镇作为研究区域,利用随机布点的方法在汞矿周边6个乡镇采集30个土壤样品,通过湿法消解的前处理方法,采用电感耦合等离子体质谱仪和原子荧光仪测定所有土壤样品中的Cr、Ni、Cu、Cd、Pb、As、Hg。以贵州省土壤环境背景值作为参照标准,采用单因子污染指数法、综合污染指数法、地积累指数法和潜在生态危害指数法对贵州万山汞矿周边土壤中重金属污染特征及其生态风险进行评价。结果表明,贵州万山汞矿周边土壤中Cr、Ni、Cu、Cd、Pb、As和Hg的平均含量水平分别为353.22、33.58、41.45、0.87、59.30、14.34、14.15mg·kg-1,其中Hg污染最严重,最高超标倍数为135倍。地积累指数评价结果表明,Cr的地积累指数为1~2之间,属于偏中度污染范畴;Hg的地累积指数为4~10之间,处于严重~极重污染范畴;潜在生态危害综合指数(RI)评价结果显示:万山汞矿周边土壤中重金属污染处于较强的生态风险程度,其中汞的潜在生态危害系数(Eir)最高。主成分分析结果显示:该区域土壤中的Cr、Ni、Cu的来源可能与土壤背景值有关;Cd、Pb、As、Hg的来源与大气沉降、汞矿采选冶炼等外源性污染因素有关。     

西部矿产资源开发的生态环境损害与监管

我国西部地区是重要的国家生态安全屏障,大规模的矿产资源开发在一定程度上造成了生态环境损害,成为制约区域经济社会可持续发展的重要因素。在辨析矿山生态环境损害相关概念的基础上,阐述了西部12省(市、自治区)矿产资源概况与开发特点,剖析了矿山土地毁损、生态完整性破坏、水土流失/土地沙漠化和环境污染等主要生态环境损害问题与不利影响,并从严格执行矿山生态环境保护的相关政策,健全国家层面的矿山生态环境监管机制,制定西部地区矿山生态环境损害的监测、风险评估、保护与恢复治理的专项规划,以及落实地方各级政府和企业的矿山生态环境损害责任4个方面,提出了我国西部矿产资源开发生态环境监管的对策建议,以期为加强我国西部地区矿山生态环境保护与恢复治理以及促进区域可持续发展的生态安全屏障保护与建设提供决策参考。     

浅议郴州市废弃矿山生态恢复途径

郴州市矿产资源丰富,采矿业发达,矿山资源开发导致了环境污染、生态破坏等一系列问题,矿山废弃地的生态恢复及景观重建已成为郴州市经济和社会发展需要迫切解决的问题之一.概括地介绍了郴州市的基本状况,分析了郴州市采矿业的无序发展对生态环境的影响,并针对矿山废弃地环境的污染问题,探索性地提出了郴州市废弃矿山生态恢复的途径.     

灰色系统方法在县域生态区划中的应用

为了反映各生态因子之间的内涵不确定性关系,通过对影响区域生态的因子的筛选,进行主成分分析,得到影响龙湾区生态环境的主要因子是各土地使用类型的分布和污染物排放量;通过灰色关联度分析获得各因子对生态影响的权值,结合"星座图"聚类方法将温州市龙湾区区划出3个生态类型,5个发展方向,并形成了对县域生态区划行之有效的方法。     

中国矿区土地退化因素调查:概念、类型与方法

矿区是受人类活动高强度干扰和加速侵蚀的区域,其生态破坏与环境污染导致严重的土地退化,造成土壤质量下降、生物多样性丧失,给我国矿山环境管理与恢复治理带来新的问题与挑战,亟待辨识与查明导致矿区土地退化的主要驱动因素.笔者通过综合分析土地退化概念、类型和成因,进一步界定了矿区范围,阐明了矿区土地退化的内涵,分析了导致矿区土地退化的生态破坏、环境污染与自然侵蚀等驱动因素的研究进展.基于此,将矿区土地退化划分为生态破坏导致的土地退化、环境污染导致的土地退化和自然侵蚀导致的土地退化3大类型,提出了一套矿区土地退化因素调查的指标体系与方法建议.     

西北地区的生态退化

分析了引起西北地区生态退化的自然因子和人为因子,对主要自然因子的作用及过程进行了分析。在此基础上探讨了西北地区生态退化的过程与结果,认为生态退化是生态系统的功能退化、生态系统结构退化、生态因子退化、土地退化逐渐演进的一个过程,生态退化的最终结果是土地生产力下降或丧失。     

环境保护部南京环境科学研究所土地退化防治和矿山生态保护学科简介

正环境保护部南京环境科学研究所土地退化防治和矿山生态保护学科主要开展受损生态系统恢复与重建、土地退化/荒漠化防治以及矿山生态环境保护与恢复治理等方面的基础理论与应用技术研究。多年来,先后承担了国家科技基础性工作专项"西部重点矿区土地退化因素调查",国家自然科学基金项目"西藏高寒河谷沙地植被演替的高光谱遥感识别及恢复潜力评估研究"和"基于高光谱遥感的雅鲁藏布江源区草地退化及其对全球变化响应敏感性研究",国家环保公益性行业科研专项     

沱江流域生态安全预警及其生态调控对策

从沱江流域生态安全预警入手,基于压力-状态-响应(pressure status response,PSR)模型构建生态安全评价指标体系,采用层次分析、时间序列预测、模糊综合评判、主成分分析方法对流域2010、2015、2020年的生态安全状态进行评价与预警研究.结果表明:(1)沱江流域各区段在2010、2015、2020年3个时段内,整体上呈现全流域生态安全跃升的趋势,生态安全状态逐步好转;(2)纵观2010-2020年期间流域内各区段的生态安全变化,上游区段的生态安全状态明显好于中下游区段,其次为中游区段,下游区段的生态安全状态最为令人担忧.因此,沱江下游是流域内生态安全建设的重点;(3)沱江流域2010-2020年生态安全预警分为3类:安全区域、持续危险区域和退化区域.安全区域包括沱江上、中、下游的21个市县区;持续危险区域涵盖了中、下游的8个县区;退化区域为中游的2个县;(4)沱江流域生态安全预警的主要预警因子可以归纳为植被覆盖与农业灾害因子、人口素质因子、土地承载力因子、景观格局因子、面源污染因子、水土流失因子6大类.针对沱江流域生态安全预警因子的分析结果,提出以下生态调控对策:(1)积极修复植被,改善生态环境;(2)增强农业的防灾减灾能力;(3)加强技能培训,提高人口素质;(4)合理利用土地资源,提高土地承载力;(5)优化土地利用结构,加大景观多样性;(6)提倡生物防治,控制面源污染;(7)大力进行水土保持建设.     

基于ZY-3卫星数据的神东煤矿区土地退化人为影响因素调查与评价

基于ZY-3卫星数据,建立煤矿区土地退化人为影响专题因素遥感解译标志,对神东煤矿区土地退化人为影响因素开展遥感监测。运用层次分析法构建土地退化人为因素影响强度评价指标体系,采用综合评分法计算研究区土地退化人为因素影响强度指数。结果表明:土地压占破坏是造成神东煤矿区土地退化的首要人为影响因素,人类矿业活动对该区土地退化的影响程度已达"强烈"级别。为定量估算神东煤矿区矿业开发对土地资源的占用破坏数量并预测矿区土地退化发展趋势,提出1种煤矿区土地占用破坏率的计算方法。研究表明,ZY-3卫星数据完全满足井工开采煤矿区土地退化因素调查对高分辨率卫星数据的需求。今后需加强煤矿开发秩序的有效监管和矿山环境遥感动态监测,以防人为因素对土地退化的影响程度日益加深。     

河北省太行山区土地资源生态安全预警与调控研究

采用模糊优选模型和情景分析模型,选取河北省太行山区为研究区域,对其进行土地资源生态安全预警分析,并定量测度了各敏感因子对生态安全警情的影响程度。结果表明,研究区土地资源生态安全警情包括中警、轻警、预警3个等级,以轻警为主,所占面积比例达50%以上。从时间尺度上,整体生态安全警情呈缓慢好转态势。从空间尺度上,生态安全预警格局中段警情有所好转,南北两端警情趋于严重,尤其以南部最差。15°坡耕地面积、人口密度、污染负荷指数、人均草地面积、人均林地面积、化肥农药负荷、景观破碎化指数、Shannon多样性指数、人均GDP和三废综合处理率10个敏感因子(权重0.03)是影响研究区生态安全的重要因子,对总系统生态安全的综合贡献必须引起足够重视;各子系统对总系统生态安全的贡献率大小依次为状态子系统压力子系统响应子系统,因此需有针对性地对各个子系统及总系统进行调控。     

基于突变级数法的吉林省生态补偿标准核算

为客观准确地确定各类土地的生态补偿标准,结合已有研究成果,采用突变级数法对生态系统的服务功能价值进行分析与评价,在此基础上提出基于突变理论的各类土地生态系统服务功能价值转换因子、均衡因子和生态补偿标准动态核算模型.应用该模型计算吉林省生态补偿标准,得出2012年吉林省耕地、林地、草地、湿地、水域和未利用地的生态补偿标准分别为1.534 9、2.018 5、1.682 1、2.094 9、1.826 8和0.823 6万元·hm-2,该生态补偿标准符合吉林省经济和社会发展的客观实际情况.基于生态系统服务功能理论和突变理论的生态补偿标准动态核算模型便于应用,具有较高可靠性和普遍适用性.     

土地整理规划中的自然生态补偿评价方法探讨

土地整理对生态系统有正负两方而的影响,在规划设计过程中要增加生态补偿设计以减少负而影响.生态补偿的程度直接影响土地整理的让态效益,足衡量土地整理成功与否的一个重要指标.自然生态补偿评价是一个新的课题,其理论与方法体系均有待探讨.文章结合土地整理实践探讨了土地整理规划中的自然生态补偿评价的方法.该方法遵循科学性、系统性、实用性、定量性与可比性的原则,以递阶层次综合评价法为基础,从生态结构合理性、生态功能稳定性与生态环境适宜性3方面选掸17个指标量对土地整理规划中的自然生态补偿进行了评价.结合土地整理实践确定了指标权重与分级标准,并将生态补偿效果分为5个基本等级.该研究建市的生态补偿评价指标体系力求综合反映土地整理规划中的生态对自然生态系统的系统的稳定与可持续性、系统的生产力、生态环境的改善及系统抵御自然灾害能力的贡献.     

苔藓植物资源保护利用中的生态环境效应研究进展

苔藓植物资源丰富、种类繁多、分布广泛,是一类以孢子繁殖,由水生向陆生过渡的高等植物。苔藓植物的结构相对简单,对环境变化的反应较为敏感,被广泛应用为环境污染的指示植物。苔藓植物生长与所处的环境有关,而它的生长对土壤结皮形成、水土保持、生态小环境改善等方面又发挥着重要的促进作用。综述了苔藓植物的资源分布、苔藓植物对环境污染的响应、苔藓植物的生态效应等方面的研究进展,但是目前的研究领域及其研究角度还存在着各自的不足。随着经济建设快速发展,世界各地大量的矿山开采、水电开发等工程建设对土地、自然环境的破坏日益严重,非农业建设以及农产品需求不断增加造成了农田的生态结构与功能发生着不断变化。针对各地经济社会发展以及城乡建设现状,积极开展工程建设领域以及农田生态系统苔藓植物的生态环境效应研究是今后值得十分重视的研究方向。     

苔藓植物资源保护利用中的生态环境效应研究进展

苔藓植物资源丰富、种类繁多、分布广泛,是一类以孢子繁殖,由水生向陆生过渡的高等植物。苔藓植物的结构相对简单,对环境变化的反应较为敏感,被广泛应用为环境污染的指示植物。苔藓植物生长与所处的环境有关,而它的生长对土壤结皮形成、水土保持、生态小环境改善等方面又发挥着重要的促进作用。综述了苔藓植物的资源分布、苔藓植物对环境污染的响应、苔藓植物的生态效应等方面的研究进展,但是目前的研究领域及其研究角度还存在着各自的不足。随着经济建设快速发展,世界各地大量的矿山开采、水电开发等工程建设对土地、自然环境的破坏日益严重,非农业建设以及农产品需求不断增加造成了农田的生态结构与功能发生着不断变化。针对各地经济社会发展以及城乡建设现状,积极开展工程建设领域以及农田生态系统苔藓植物的生态环境效应研究是今后值得十分重视的研究方向。