国土整治生态修复中的农业景观生物多样性保护策略

随着生态文明建设成为国家发展战略,国土整治修复需要更多生态科学和技术的支撑。农业景观生物多样性是重要的自然资源,为人类可持续发展提供了重要的生态系统服务,并提供了应对气候变化等风险的途径。本文分析了我国农业景观生物多样性保护及其对国土整治生态修复的重要性,国土整治生态修复中农业景观生物多样性保护面临的挑战,并总结了欧盟在农业景观生物多样性保护方面的经验和方法。最后,文章提出了将农业景观生物多样性保护整合到国土整治生态修复的四项策略,包括生态空间的“生态修复和管护-生态补偿-民生改善”策略、农业空间的“生态基础设施-生态系统服务提升-绿色发展”策略、城乡生活空间的“多功能景观-绿色宜居空间营造”策略、国土全域“生物多样性保护网络”策略,为生态文明背景下的国土整治生态修复提供参考。     

基于主导生态功能的江西省国土空间生态修复分区研究

以地域分异特征、主导生态功能、典型生态问题为基础依据,探讨江西省国土空间生态修复分区,为江西省编制和实施生态修复规划、实现国土空间管控提供科技支撑。在研究方法上,以“生命共同体理论”“三生协调理论”“适宜性管理”等理论为指导,基于主体功能区划和生态功能区划,综合“三生”空间实际生态问题及综合整治需求,采用多因素综合空间分析法,“自上而下”和“自下而上”相结合,实现国土空间生态修复三级分区。研究结果表明,可将江西省国土空间生态修复区域划为赣北平原湖泊生态修复区、赣中丘陵盆地生态修复区、赣西山地丘陵生态修复区、赣南山地丘陵生态修复区、赣东丘陵山地生态修复区5个大区及24个亚区和42个修复小区。通过江西省国土空间生态修复三级分区,摸清国土空间地域特征,明确生态主导功能,确定生态修复重点区域,承上启下,为实施生态修复工程和国土空间管治提供决策依据,为实现国土空间整体保护、系统修复、综合治理提供科技途径。     

钦杭成矿带斑岩铜矿知识图谱构建及应用展望

知识图谱使用人与机器能共同理解的语言,以“图”的方式来描述真实世界,是人工智能研究的重要方向之一。本研究是构建单体矿床、成矿系列和重要成矿区(带)的知识图谱实验的一部分,收集了钦杭成矿带6个较为典型的斑岩铜矿、斑岩-夕卡岩型铜矿的原始文本数据,参照斑岩铜矿床概念模型进行知识获取,标注、抽提文本中的实体、关系、属性,构建了具备基本应用功能的斑岩铜矿床知识图谱。基于未来矿产资源预测评价应充分理解地球系统、成矿系统、勘查系统、预测评价系统相互关系的认识,讨论了建立“地球系统-成矿系统-勘查系统-预测评价系统”关联知识图谱体系需要解决的关键科学技术问题,包括“地-矿-勘-评系统”领域本体及知识图谱递进关联体系,大规模“地-矿-勘-评系统”领域本体及知识图谱的自动构建技术,基于多模态关联数据嵌入“地-矿-勘-评系统”知识图谱自演化、补全技术以及基于知识图谱、大数据挖掘和人工智能的地球系统资源预测理论与方法。     

我国矿区棕地综合治理及再利用

矿区土地治理与再利用是一项紧迫的任务,由于多年的矿产开采,导致矿区的大面积土地破坏和废弃,土壤及地下水污染,从而形成了矿区棕地并造成大量的土地价值损失,加剧了矿区的人地矛盾。因此,研究棕地这一类特殊土地的再利用对于矿区的可持续发展具有重要的现实意义。通过分析国内外矿区棕地研究相关理论与方法,结合我国矿区棕地的现状,探讨了矿区棕地综合治理的方案和措施。建议我国矿区棕地治理和再利用方案框架可划分为调查评价、生态修复和土地复垦与景观再造3个阶段:调查评价阶段主要包括棕地土壤环境质量评价与可持续利用评价;生态修复阶段可选择适宜的技术方法进行污染土壤和地下水修复;土地复垦与景观再造阶段是根据矿区棕地类型及分布特点,因地制宜,进行棕地复垦和综合治理利用。同时讨论了每个阶段的主要工作内容和措施,比较了不同修复技术方法的优劣,给出了我国矿区棕地复垦和综合利用的模式建议。      

基于模糊综合评判与GIS方法的废弃矿区景观评价

废弃矿区治理是建设美丽中国的重要领域之一。当前,治理废弃矿区已逐渐从初级的复绿、复垦转向"多元共生"的综合治理与开发。其中景观评价在提升资源价值、挖掘矿区景观潜力等方面作用明显,为设计介入矿区全生命周期和矿区综合治理与开发等奠定基础。由于VRM、VSM等传统景观评价方法运用于矿区治理存在指标体系缺乏针对性和评价过程主观化等问题,为此,以大冶铜绿山矿区为例,运用GIS和模糊综合评判法,并借鉴景观生态学相关理论,同时兼顾矿区的隐形文化内涵,构建由景观视觉敏感度、景色质量、景观生态、景观格局、文化价值5小类共17项指标组成的废弃矿区景观综合评价体系及指标权重,并以大冶铜绿山矿区为例,通过层次分析获得景观视觉美学、景观生态以及景观人文3方面的评价结果,以期破解传统矿区治理综合效益低、环境治理与社会重构割裂等困境,为废弃矿区的规划设计发展和管理提出科学建议。     

数字地质与数字矿产勘查

矿产勘探的理念,在西方国家被称为“勘探哲学”,是指导矿产勘探的思想、方法、技术、目标和组织。矿产勘查的3个基本要素是“找什么”、“哪里找”和“如何找”。随着“三要素”的发展,矿产勘查的概念正在逐渐变化,“三要素”为改变矿产勘探的概念、方法和技术提供了强大的动力。矿产勘查概念的创新是持续的勘查和开发与时俱进的结果。“数学地质学”和“信息技术”的结合被称为“数字地质学”。数字地质学是地质科学的数据分析的组成部分。地质数据科学是一种根据地质数据的特征和地质工作的需要,利用数据科学的一般方法来研究地质学的科学。数字矿产勘查是数字地质学在矿产勘查中的应用,以减少找矿的不确定性。     

沉积相的一些术语定义的评论

近年来,在《古地理学报》(中文版和英文版)的已刊文章和来稿中,一些作者把岩石或岩石类型称作“微相”或“岩相”,把岩石薄片中的微观特征称作“微相”,把岩石的宏观特征称作“宏观相”。笔者曾写过2篇中文的短文《主编的话——岩石不是微相》和《主编的话——岩石不是岩相》,刊于《古地理学报》(中文版)中。但是此二文尚未引起国内外广大读者的关注。还有,在20世纪80年代,一些中国沉积学家根据野外露头和钻井岩心的岩石宏观特征,提出了“亚相”和“微相”。这个“微相”的定义与外国沉积学家在20世纪40年代根据岩石的显微镜下微观特征提出的“微相”的定义完全不同。这些问题屡屡出现从而迫使笔者,作为《古地理学报》(中文版和英文版)的主编,应该遵循“百花齐放和百家争鸣”的方针,再写出1篇中文及英文兼有的新文章,即《沉积相的一些术语定义的评论》(A review on the definitions of terms of sedimentary facies),把沉积相的一些术语,如“相”、“沉积相”、“岩相”、两种“微相”、“宏观相”、“亚相”等术语的定义讲清楚,并把此文同时在《古地理学报》(中文版和英文版)中刊出。希此文能引起国内外广大读者的关注,并撰写文章和参与这些问题讨论及争鸣,争取逐步得到一些共识,从而促进沉积学和古地理学的进步与发展。     

基于IUCN《矿山生物多样性管理系列指南》的大宝山矿生态修复实践研究

为研究矿山开采及修复过程中如何开展生物多样性管理,本文借鉴IUCN(世界自然保护联盟)发布的《矿山生物多样性管理系列指南》成果,将相关理论和方法应用到广东大宝山矿生态修复实践中。文章在介绍IUCN的“综合生物多样性管理体系”方法主要内容的基础上,将其作为大宝山矿实施生态修复依据,阐述了该管理体系在矿山生态修复工程中的应用,并结合广东大宝山矿的实际情况,提出了大宝山矿生物多样性管理的保护与修复框架,包括全周期的生物多样性管理手段,重点阐述大宝山矿生物多样性调查与监测、评价、保护与受损控制及恢复的技术方案,最后分析了对中国矿山生物多样性保护和修复的启示,IUCN矿山生物多样性管理系列指南对于指导我国矿山生态修复具有重要作用。     

国土空间生态修复若干重大问题研究

国土空间生态保护与修复是实现美丽中国、关系中华民族永续发展的根本大计。本文采用文献资料综合分析法、系统回顾法、实证分析法、类比分析法、趋势外推法、政策环评等相结合的方法开展了一系列工作:从国家方略、顶层设计两个方面,梳理了国土空间生态保护与修复的脉络;从国土空间生态修复规划、技术路经与方法、野外台站和科研样地等角度,阐明了国土空间生态保护与修复研究的方法论;举例辨析了国土空间生态保护与修复的若干“伪生态”和“假技术问题”;指出了国土空间生态保护与修复发展的战略方针、战略目标、战略方向、战略原则、战略重点、战略对策;从生态保护与修复的重大科学问题和热点、语境分析、分区分类、差异化、生态补偿机制等5个方面,提出了助推中国国土空间生态保护与修复需要的科技支撑;讨论了“两屏三带”、科学推进生态修复,以及管理逻辑与技术逻辑融合问题。研究结果为破解国土空间“整体保护、系统修复与综合治理”过程中生态要素的综合性与管理事权的部门化、生态空间的连续性与区域的政区化、生态工程的长期性与行政管理的届次化三大矛盾,提供了科学依据。     

内蒙古赤峰柴胡栏子金矿及周边地区构造形迹的“米字型”分布及其控矿特征

柴胡栏子金矿位于中国东部大兴安岭北北东向构造带与华北地块北缘近东西向构造带的交汇部位。该交汇区经历了多期构造-岩浆活动,产出了柴胡栏子、莲花山、红花沟等多个大-中型金矿床。航磁和遥感资料解译结果表明,矿田内发育北北西向、北西西向、北北东向和北东东向共4个方向的构造形迹,呈现“米字型”结构的展布特点,分别控制了晚古生代岩浆岩(脉岩)和主要金矿床的展布。在柴胡栏子金矿区,4个方向的构造形迹也组成了“米字型”结构,控制了矿体(矿化带)和化探异常的展布。矿田和矿区级别的构造形迹均呈现“米字型”分布特点,是新华夏构造体系分级控岩控矿规律的具体表现。上述认识为矿床成因研究和矿田成矿预测提供了重要的依据。     

重建植被视角下露天煤矿区土地复垦演替过程及管控模式研究

重建植被在能量交换与生态循环中发挥着重要作用,其动态变化可表征煤矿区生态系统受扰动和修复的广泛细节。从植被的不同扰动状态(未扰动状态、采煤扰动状态、复垦恢复状态和修复后状态)出发,分析了煤矿区重建植被演替的6种情景:高效恢复至成熟型、低效恢复至成熟型、高效恢复而后退化型、高效恢复发展型、低效恢复发展型与无效恢复型。通过模拟重建植被发展的阶段性特征,将煤矿区土地复垦全生命周期划分为:未复垦期、土地复垦发展期(复垦初期、快速发展期和稳定发展期)和成熟期。再对不同恢复阶段的重建植被分别设置判断标准,提出煤矿区土地复垦关键保护区域的识别思路,据此确立煤矿区土地复垦管控的4种修正模式:生态保育、生态管护、生态修复、生态重建。并以黄土高原山西平朔大型露天煤矿区为研究区开展应用分析,在学习掌握重建植被发展规律基础上,通过判断土地复垦模式与矿区生态系统演变机理的适应性水平,具体落实平朔露天煤矿复垦排土场集群区生态保育、生态管护、生态修复和生态重建等4大修正模式的具体管控措施。本研究归纳了露天煤矿区重建植被动态发展的演替规律,并据此提出加强土地复垦管控的修正模式,可为国家绿色矿山建设提供方法论基础。      

采煤沉陷对水田土壤水系统的影响及改良对策——以重庆松藻矿区为例

采煤沉陷区土地生态复垦是当前土地整治面临的主要焦点问题之一。以重庆松藻矿区沉陷区受损水田为研究对象,通过实地考察和文献总结,分析水田土壤水系统组成特征,系统探讨了采煤沉陷前后土壤水系统的含水土壤剖面层物理特性和土壤水流入渗状态,针对这些变化提出了矿区生态恢复和土地复垦的具体对策。      

北京露天废弃矿山地质环境治理模式探讨

北京地区许多废弃的无主老矿山未实施矿山环境治理和土地资源恢复工程,矿区内地质环境和生态条件恶劣。本文对废弃矿山及其治理工程特点进行了分析,运用灰色关联度分析法,阐述了矿山废弃地土地资源破坏效应的四个因素——地表景观效应、土体污染效应、次生灾害效应、生态环境之间的联系。以房山区石窝大理石矿山废弃地治理工程为例,提出了矿山废弃地治理以矿山环境、灾害治理为主,以园林景观绿化为辅相结合的二维治理模式,在地形整治、挡土墙、绿化等措施的基础上进行园林景观的设计,结合周边居民生活需求,利用矿区内的正负地形渣堆和采石坑,进行景观的再生和组合,将采石坑设计成下沉式休闲公园和健身广场,希望通过园林景观绿化工程的实施,改善矿区及周边地表景观和生态环境。     

青藏高原木里矿区及其周边土地覆被变化及景观格局脆弱性响应

矿区开发会导致周边土地覆被及景观格局发生剧烈变化, 但目前对青藏高原典型矿区及其周边土地覆被长时间序列变化缺乏动态监测, 尤其缺乏对景观格局脆弱性响应特征的深入认识, 因此无法针对矿区合理开发和生态修复等提出有效的科学指导。通过遥感技术和土地变化科学研究手段, 以及景观格局脆弱性概念, 对青藏高原北部木里矿区及周边1975 - 2016年土地覆被时空变化和景观格局脆弱性进行分析和评估。结果表明： 木里矿区在2000年后剧烈扩张, 导致周边土地覆被面积缩减, 其中高寒草甸湿地面积损失最大, 其次为其他和高寒草甸。矿区开发对周边生态系统的间接影响效应在逐渐增大, 表现为水域面积减少, 高寒草甸湿地出现退化以及矿区发生少量逆转。受矿区扩张影响, 区域景观格局脆弱性不断增强, 可能对周边生态系统服务功能产生负面影响。因此, 未来矿区的生态修复和规划过程中, 应当优化景观格局, 降低景观格局脆弱性。研究成果可为青藏高原及其他生态脆弱地区的矿区合理开发规划及生态修复等工程提供一定参考。     

Landscape Reconstruction and Recreation of Damaged Land in Opencast Coal Mine: A Review

Land resources in opencast coal mine are excavated and occupied during the process of mining. Severe soil compaction resulted from heavy machinery lead to a series of consequences: vegetation cannot grow normally, loss of soil and water take place constantly, and landscape is damaged. Therefore, for the future development of reclamation and ecological restoration in opencast coal mine, it has become one major task to carry out the reconstruction of damaged landscape. According to the damage characteristics of land landscape in mining area, this paper summarized the data acquisition methods of damaged land landscape in this field, including remote sensing, GPS RTK, UAV, 3D laser scanning. Fractal and landscape index methods reflecting landscape were also reviewed. Besides, landscape remodeling and reconstruction theories were concluded, which include landscape ecology, microtopography and imitated-nature landform. Base on the above mentioned, it was found out that the UAV, 3D laser scanning technologies and fractal characterization method were rarely applied. In order to provide theoretical guidance and scientific basis for improving the effect of damaged landscape reconstruction and recreation in opencast coal mine, future research should be targeted on strengthening technology, deepening the fractal theory, creating landscape planning and technology system of damaged land.     

Research Progress and Perspectives on Biodiversity Conservation and Restoration of Coal Mine Reclamation Area

Biodiversity provides many ecosystem functions and services in the coal mine areas and plays an important role in improving the environment and sustainable development of mining area. From the view of coal mining-damage-the whole process of reclamation, the biodiversity conservation planning and biodiversity survey, monitoring and evaluation technology were briefly introduced before coal exploiting. The main contents for biodiversity conservation and technology including the protection of topsoil seed bank, soil fauna, biological soil crusts and optimization techniques of concurrent mining and reclamation during coal mining and the operational phase were elaborated. The key factors affecting biodiversity restoration in land reclamation stage were analyzed. The research on soil improvement and revegetation was discussed. Finally, the development direction of research about conservation and restoration of biodiversity in land reclamation of coal mine were proposed. It may provide some ideas for further promoting the research in this area.     

靖远矿区采煤沉陷区复垦综合评价方法研究

以靖远矿区为例,从土地复垦和恢复生态学的角度出发,建立了靖远矿区采煤沉陷区复垦综合评价系统,选择土壤条件（土层厚度、土壤质地、有机质含量、土壤水分）、地形改造条件（地面坡度、地表破坏程度、改造难易程度）、气候及水文条件（年降雨量、灌溉条件）作为分类及评价因子对复垦潜力进行评价。将采煤沉陷地分为四种潜力区,对每种潜力类型区的复垦开发利用方向进行了优化设计,从理论上和实践上对靖远矿区采煤沉陷地的复垦能力以及复垦过程中用地结构的优化作了探讨,以期对当地沉陷地的复垦提供一定的科学依据。     

新疆荒漠露天矿区生态受损及砾幕层重构方法研究

露天矿开采过程中的岩土剥离、土地压占导致大面积的地表、植被及地下水系被破坏和景观格局的改变,带来一系列生态环境问题。西北荒漠矿区作为我国未来煤炭资源战略的重要接替区,若无针对性的生态修复对策,将会严重威胁到我国国土生态安全。选取西北荒漠区7座典型露天煤矿,采用实地调研与实证研究法、遥感影像法、比较研究法等,从地貌重塑、砾幕层重构、荒漠植被重建3方面进行研究。结果如下:(1)新疆7座露天煤矿均有不同程度的土地扰动情况,白石湖矿区土地压占情况最严重,达到1 190.3 hm²;五彩湾矿区土地占用面积最大,为2 251.0 hm²;将军戈壁土地挖损面积最严重,达到1 007.3 hm²;大南湖矿区裸地面积最多,达到20 164.2 hm²;伊犁露天煤矿周边植被较多,达到343.3 hm²;西黑山矿区周边交通用地最多,达到194.3 hm²。(2)选择最具有代表性的五彩湾露天矿区进行砾幕层研究,其砾幕层面积比例由2000年的60.12%下降到2010年的31.28%,再上升至2017年的42.75%。(3)五彩湾矿区生物量为12.53 g/(m²·a),景观多样性指数为0.219 3,景观优势度为1.780 7,景观均匀度为0.109 7,其生态承载能力较弱,生态体系阻抗干扰能力较差,且区域的生态完整性较低。(4)五彩湾矿区植被覆盖率在2000年至2005年呈现上升趋势,2005年达7.72%,2005年至2015年呈现下降趋势,2015年降至3.89%。总的来说,西北荒漠露天矿区生态受损程度较为严重,应以砾幕层重构为主,采取人工支持引导的方式,提高自然生态修复的速率与效果,使受损生境通过自身主动反馈,走向自发恢复的良性循环。     

矿山生态环境的保护、预防及治理

分别对采矿项目可能造成的生态破坏从保护、预防、治理三个方面对矿山生态环境保护和污染防治,介绍了相关的法律法规,以及工作中的建议,着重介绍了有关土地复垦和景观重建方面的一些新思路.