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。     

山区采煤塌陷区土地复垦方案及工艺流程

煤矿采空塌陷造成耕地毁坏，利用土地复垦技术将被毁土地恢复耕种功能，以达到保护耕地的目标。煤矿采空塌陷区的土地复垦应以人工和机械工程复垦为主，辅以生物和生态复垦。塌陷土地复垦作业的主要内容是充填塌陷裂缝和平整土地，同时结合必要的水土保持配套技术措施；生物复垦和生态复垦的主要内容是改良土壤、品种筛选和立体种植等农业新技术的推广应用。     

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。      

近十年淮南矿区地表热环境时空演变分析

地表温度是描述陆表过程和反映地表特征的重要参数。研究矿区地表温度的时空演变特征,对于理解煤矿开采活动对矿区生态环境的影响具有重要意义。淮南矿区是我国东部典型的高潜水位煤矿区,为了探究该区域地表温度的时空异质性与开采扰动的关系,利用2008—2018年5期Landsat影像进行地表温度的反演和下垫面信息提取,结合热力景观格局指数和城市热岛比例指数的计算,分析近十年来淮南矿区地表热环境的时空演变特征。结果表明:淮南矿区地表温度分布格局及其变化与下垫面结构及其变化密切相关。2008—2018年间,淮南矿区地表温度总体以中温区为主,其次是次低温和次高温区,高温区和低温区面积及其占比相对较低。由于城镇和矿井建设,以及煤矿开采产生的煤矸石堆积和开采沉陷积水,建设用地和水域面积不断增加,植被面积不断减少,相应的低温区、次高温和高温区增长,中温和次低温区减少,总体上城市热岛比例指数不断增加,热岛效应不断加剧;低温区斑块破碎度和复杂度不断减小,优势度不断增大。其他温度级斑块破碎度和复杂度,景观团聚程度和连通性,多样性和均匀度变化分为2008—2013、2013—2015和2015—2018三个阶段,其中2013—2015年人类干扰强度较大,斑块破碎度和复杂度增大,景观团聚程度和连通性,多样性和均匀度减小。研究成果为淮南矿区生态环境的恢复治理和城市产业规划提供了科学依据。      

露天采煤矿区土地的复垦：土壤透水性实验

露天采煤矿区土地的复垦：土壤透水性实验党志，万国江（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词露天采煤矿区，复垦，土壤透水性实验煤矿区土地复垦常用的方法是在矿渣表面覆盖一层约５～４０ｃｍ厚的土壤，种草植树以恢复植被。但在一些化学风化强烈的地区...     

贵州喀斯特矿区废弃地土壤环境问题的现状及治理对策

分析贵州喀斯特矿区及矿山废弃地的分布、开发与利用现状,得出矿区废弃土地生态 环境主要存在以下问题:(1)重金属污染严重。研究发现赫章等地土壤中锌含量达到162.23 ～ 877.88 mg/kg,铅为37.24～305.56 mg/kg,镉为0.50～16.43 mg/kg,大大超过当地土壤的背景值;(2)生境干旱;(3)水土流失加剧。据调查,贵州矿山土壤的平均侵蚀模数一般都高达5 00 0～15 000 t/(km2?a);(4)生物多样性差。进而介绍矿区污染土壤的修复和复垦现状, 并提出贵州喀斯特矿区废弃地土壤环境治理的关键问题及相关研究技术:喀斯特矿山土壤改良机制研究;植物—微生物综合治理手段研究;循环利用技术研究。      

露天采石场生态环境恢复治理土地复垦探讨

矿山露天开采过程对土地进行挖损和压占等形式破坏,遭破坏土地出现了生态退化、水土流失等现象。根据土地破坏预测评估和土地复垦适宜性评价结果,通过工程技术、生物等治理措施,对矿山开采所占用的土地资源及时进行复垦,保护和恢复自然生态环境,改善地貌景观,维护矿区的生态平衡,形成与周围地貌和植被相协调的土壤、植被环境,同时能有效消除矿业活动带来的地质灾害隐患。     

矿区生态重建

针对矿区生态重建涉及学科多、面广、而中国矿区生态重建基础理论研究又十分薄弱，许多地区或矿区采用单一植被恢复生态系统，但效果不佳，往往出现生态系统不稳定等现象，根据生物协同进化、生态环境多样性平衡原理，提出了土壤治理、植被恢复并结合微生物生态恢复等的综合治理措施。     

煤矿开采过程中的冻土环境问题与对策

冻土区矿产资源的开发,对多年冻土的影响速度快、范围广、最直接,是其他人为活动无法比拟的.特别是煤矿开采,它对多年冻土影响剧烈,使得煤矿区冻土环境更加脆弱.青海木里煤田矿区处于青藏高原阿尔金山—祁连山高寒带山地多年冻土区,是大通河上游水源涵养生态功能区,冻土生态环境较为敏感.在分析青海木里煤田矿区多年冻土分布状况与特征的基础上,从多年冻土变化和多年冻土区自然环境变化两个方面,探讨了煤矿开采过程中的冻土环境问题,并提出避免和减缓煤矿开采对冻土环境造成影响的建议与对策,以期为寒区资源合理开发利用保护提供科学依据.     

纳雍县骔岭煤矿区矿山生态环境修复规划研究

骔岭煤矿区分布范围广,经过多年的开采后,矿区生态环境遭受了极为严重的破坏,诱发多种生态环境问题。为恢复矿山生态环境,通过现场调查并结合矿区所在地区的城镇规划,明确矿区的生态功能,对矿山生态环境布局及生态系统结构修复工程进行规划设计。研究结果认为:煤矿区在多年开采过程中,主要引起采空区、老窑及小窑现状问题,地质灾害、景观破坏、石漠化、水体污染、水源枯竭、河沟淤积、植被损毁与退化、土地压占、土壤污染和水土流失等问题。为进行矿山生态修复,可将矿区划分为6个生态功能区,严格按照相关规范、制度、法律等要求,制定科学、合理的实施方案。研究结果可为类似矿山生态修复提供参考。     

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。      

陕北煤矿区地质环境保护与恢复治理措施——以神府矿区郭家湾煤矿为例

郭家湾煤矿地处神府矿区新民采区西北部,为生态环境脆弱区。井田七层煤三个煤组开采后引发地面塌陷、含水层疏干、土地结构变化等地质环境问题,严重制约了地方经济的发展。为了煤炭资源可持续发展,研究陕北煤矿区地质环境保护与恢复治理措施,以1∶10000野外详细调查为依据,首先进行现状评估,然后针对矿山工程建设可能遭受、加剧、引发的矿山地质环境问题进行预测评估,最后提出了以移民搬迁、回填裂缝、生态恢复、建立矿山地质环境监测体系等为主的防治措施,让煤矿开采与矿山地质环境问题恢复治理并行。旨为陕北地区乃至全国煤矿,在保护地质环境中开发利用矿产资源提供依据和示范。     

陕北现代化煤炭开采区土地沙漠化影响及原因——以大柳塔—活鸡兔矿区为例

为了弄清楚陕北现代化煤炭开采对沙漠与黄土交界处土地沙漠化和地质环境的影响,以神府煤田的大柳塔—活鸡兔矿区为例,采用遥感解译、大比例尺地面调查以及GIS技术,对矿区近20年来煤炭开采区沙漠化土地及地质环境的演化特征进行分析,探讨了土地沙漠化的影响因素。结果表明：近20年来研究区土地沙漠化总体呈好转趋势,1986—1996年是矿区沙漠化好转的主要时期,主要因为该时期煤炭开采规模较小,采空塌陷区增加缓慢;20世纪80年代中期以来,矿区因煤矿采空所形成的塌陷区面积不断扩大,但采空塌陷至少对严重和中度沙漠化土地的影响微弱;1996年以来,随着煤炭开采力度不断加大,采空塌陷区面积呈指数增长,但土地沙漠化仍处于一个相对稳定的时期;煤炭资源开发造成大面积地面塌陷和裂隙、地下水水位下降、泉水流量减少甚至干涸,以及地表径流减少等,会导致区域生物多样性的减少和湿地植被的演替,使生态环境更加脆弱。因此,影响矿区土地沙漠化的主要因素是气候变化和其他人为因素,而不是矿区生态特征和采空塌陷因素。设立重要的生态环境和水资源保护区是保护有限的水资源和生物资源必要手段,也是减轻土地沙漠化的重要途径。     

基于Hyperion数据的矿区废弃土土壤恢复潜力

人类大规模地进行矿山开采造成生态环境问题, 导致土壤发生变化, 并引起矿山环境发生变化, 矿区废弃土土壤恢复有利于该地区矿山环境的改进.在野外实测光谱的基础上, 对江西德兴矿区废弃土土壤恢复潜力进行分析, 并结合Hyperion高光谱数据, 通过光谱吸收指数法反演铁离子含量、粘土矿物含量和有机质含量.结果显示, 在德兴矿区一号坝、二号坝、四号坝和铜矿的土壤有益成分相对较低.铁、粘土矿物和有机质含量高值区主要分布为有林地, 说明该区域土壤质量较好; 一号、二号、四号尾矿库、废石场及选矿厂等地区, 由于矿山的开采活动破坏了原有的土壤, 土地耕种存在一定的难度, 应采取相应的工程、生物和区域生态环境的改良等措施对土壤进行恢复治理.      

土地复垦美学视觉评价:以黄土高原矿区为例

目前国内外很少有从美学角度进行土地复垦的研究,土地复垦美学概念暂未提出,土地复垦美学视觉评价体系还未成熟。为深入研究土地复垦美学概念内涵,讨论土地复垦美学表现形式,本文参考平朔矿区土地复垦与生态修复的经验,采用文献归纳法和移植研究法,以“山水林田湖草生命共同体理念”为依托,构建了由要素评价和系统评价组成的嵌套式评价体系。通过解构美国林务局视觉管理系统(visual management system,VMS)评价、美国土地管理局视觉资源管理系统(visual resource management,VRM)、联邦公路局视觉影响评估系统(visual impact assessment,VIA)、复田景观评价、园林景观美学评价等成熟的视觉评价体系,结合矿区生态系统修复“五元共轭”理论,构建了一套适用于黄土高原矿区的土地复垦美学视觉评价体系,所有指标共计21项,即地貌重塑与土壤重构相关指标8项、植被重建与生物多样性相关指标7项、景观重现相关指标6项。各项指标完成了定性、半定量化释义,修正了“岩貌、地形地貌、湖泊、毗邻景观”4项指标的评价标准。土地复垦美学评价不可忽略主观因素影响,应注重景观美学表现形式的多样性与差异性,使土地复垦美学视觉表现得更具选择性。     

煤矿区生态自然修复及其人工促进模式探讨

生态自然修复为国家生态修复政策的重要方向;采取有限人工措施实现煤矿区生态的自然恢复促进,符合“双碳”目标背景下的工程实际需求也更具市场应用前景。针对煤矿区3种主要受损土地类型,系统梳理生态自然修复方向的研究成果,研究分析人工促进自然修复的理念内涵,并结合煤矿区受损生态生境特征,探讨煤矿区人工促进生态自然修复的分区分类治理模式及主要技术方向。研究表明,分区分类实施人工促进措施是低扰动、高效率实现煤矿区生态自然恢复的主要策略;具体实施中可在煤矿区生态自然修复潜力评估基础上,构建基于大部免于干扰、关键局部处理原则的人工促进生态自然修复3类区域治理体系,综合选用原有植被保护与促进更新、易扩繁乡土植被建植、微区域土壤重构改良、微地形地貌塑造等技术方法,来充分挖掘煤矿区的生态自然修复潜力,并应在矿区微地形与植被恢复关系、人工促进措施实施区域选择等方面加强研究,以进一步有效提升生态治理效率、降低工程成本。本研究可为经济、高效和稳定地实现煤矿区生态治理目标提供基础理论及技术策略支撑。     

西南岩溶生态系统脆弱性的生物学诊断及其治理的生物技术措施

岩溶生态系统是一个比较脆弱的生态系统。在分析典型岩溶生态系统土壤微生物类型和数量、土壤酶活性、植物群落组成与结构及其多样性的基础上,从生态恢复的生物途径角度,提出可用土壤微生物、土壤酶、植物群落组成与结构及其多样性等主要生物学微观与宏观指标来科学评价西南岩溶生态系统的脆弱性。同时,针对西南脆弱的岩溶生态系统特点,提出了相应治理的生物技术措施。     

基于能值理论的采煤沉陷区土地复垦行为分析

利用能值分析方法揭示采煤沉陷区土地复垦行为特征,为采煤沉陷区土地复垦决策和土地利用导向提供科学依据。以徐州城北矿区复垦区为例,采用野外试验与能值理论分析相结合的方法,对采煤沉陷区土地复垦前后能值变化进行分析。结果表明:土地复垦是以人的价值行为为导向、自然资源为依托、生态系统流为骨架,来实现和提升采煤沉陷区生态经济系统功能;以恢复和提高区域生产力为价值导向的土地复垦行为可有效提高区域和产品服务功能,年净增加能值361.61×1016 sej;复垦后土地用途增加一定面积的鱼塘和储水区,在满足生产需求的同时,可提高区域水分涵养功能,年净增加能值4.6×1016 sej;土地复垦行为是通过调整采煤沉陷区土地利用结构、土地利用布局和土地利用行为,以实现生态经济系统能量流动与转换来增加区域生态经济系统能值。      

浅埋煤层开采对地下水资源影响分析

为研究煤层开采对地下水资源循环的影响,本文采用实测值拟合了导水裂隙带发育高度计算公式,并以此为基础分析研究了红柳林煤矿开采对水资源影响分区。结果表明本次研究提出的公式更好地拟合了榆神矿区实测导水裂隙带发育高度;红柳林煤矿开采影响地下水资源的因素包括导水裂隙带、基岩厚度和隔水层厚度,据此煤层开采对红柳林煤矿地下水资源的影响可以分为4个区,失水区主要集中在矿区南部。红柳林煤矿开采南部资源时必须重视对地下水资源的保护,实行保水采煤。     

基于生态系统服务的生态保护修复研究——以秦巴生物多样性生态功能区为例

我国高度重视生态保护工作,随着全国生态修复工程的实施,对生态修复实施理论与实践的影响和思考鲜有研究。秦巴生物多样性生态功能区是《全国主体功能区规划》25个国家重点生态功能区之一,同时也是《全国生态功能区划（修编版）》63个重要生态功能区中的秦岭——大巴山生物多样性保护与水源涵养重要区,具有重要的生物多样性维护和水源涵养功能。本文以秦巴生物多样性生态功能区陕西省镇安县为例,结合实际情况选择与归并地类,探讨生态系统服务价值评价在区域生态保护修复中的应用研究。研究结果表明：（1）镇安县各土地类型二级生态功能生态服务价值逐渐降低。食物生产、原料生产、水资源供给、气体调节、土壤保持、维持养分循环等6项生态服务价值都出现不同程度的下降,2011-2020年间生态环境服务价值变化率绝对值最大的是土壤保持功能,为60.05%;(2)镇安县生态环境保护修复需要重点关注土壤保持功能、水文调节生态系统功能以及水资源供给功能;（3）本文提出以农业空间综合整治、城镇空间综合整治以及生态空间生态修复为方向与目标的生态保护修复工程方案;（4）根据镇安县生态红线划定成果,本文确定了确定生态保护红线范围、自然保护区、水...