我国大型煤炭基地建设的生态恢复技术研究综述

煤炭能源是我国的主体能源,在我国经济社会发展中具有重要的战略地位。煤炭工业是关系我国经济发展和能源供应安全的重要基础产业。由于受传统发展观的影响,煤炭工业一直存在生产粗放、安全事故频发、资源浪费严重、环境治理和管理滞后等问题。我国大型煤炭基地的建设对提高煤炭供应保障能力起到了关键支撑作用。因此,从区域可持续发展的角度出发,加强矿区的生态恢复,深化煤炭资源的开发利用和环境保护,对促进国家和区域生态环境与社会经济的可持续发展,构建和谐矿区,确保区域乃至全国的生态安全特别是能源安全具有重要的意义。介绍了国家大型煤炭基地的发展历程、分布和开发现状,以及煤炭开采利用带来的一系列生态环境问题,重点阐述了当前我国煤炭基地建设的关键生态恢复技术体系,并从生态恢复与环境管理的角度提出我国大型煤炭基地的可持续发展建议。     

陕北煤炭基地榆神矿区生态系统弹性力时空演变分析

陕北榆神矿区是我国重要的煤炭生产基地,生态环境脆弱,分析煤炭开采对该区域生态系统稳定性的影响对矿区生态修复具有重要意义。以榆神矿区所在流域为研究对象,基于近10年土地利用确定了工矿活动直接和间接影响区的时空演变特征,通过建立生态弹性力指标体系,结合空间主成分分析法综合评估了工矿活动对矿区生态系统弹性力的影响。结果表明：（1）近10年研究区生态环境明显改善,林地草地面积明显增加,但是煤炭开发用地也大幅增加,从8.4 km²增加至14.2 km²;（2）榆神矿区生态系统弹性力主要受植被覆盖度和地下径流量的影响,2009-2015年,煤炭开发直接影响区和间接影响区生态弹性力呈下降趋势,相比之下,2018年煤炭开发不同影响区生态弹性力明显增加;（3）煤炭开采活动引发的地质环境问题致使矿区生态环境退化,导致煤炭开发直接影响区生态弹性力低于间接影响区,平均低9.23%,因此及时采取修复治理措施降低煤炭开发引起的地质环境问题对改善矿区生态环境至关重要。研究结果可为榆神矿区的生态保护管理与健康可持续发展提供决策参考。     

矿区废弃地土壤动物研究进展

土壤动物的侵入与定居是矿区废弃地群落结构形成的重要途径.随着矿区废弃地废弃时间的增加,土壤动物群落结构不断改变,这对于矿区废弃地生态系统演替与生态恢复具有重要的作用.本文综述了矿区废弃地土壤动物生态环境、土壤动物迁居与群落演替、土壤动物活动对土壤过程的影响、土壤动物对矿区废弃地环境的响应及其指示意义等方面的研究进展.在对已有成果进行综合分析的基础上,就目前矿区废弃地土壤动物研究中亟待解决的一些问题进行了探讨,并提出今后应加强研究的方向.     

中国北方露天煤矿区植被恢复研究进展

煤炭开采破坏了土地原有的自然属性,进而导致一系列生态和环境问题,形成大量矿山废弃地。恢复受损的土壤和植被是矿山废弃地生态复垦的关键。本文在查阅国内外大量相关研究成果的基础上,就中国北方露天煤矿区生态复垦过程中植被恢复的研究现状及当前研究存在的问题进行了评述,并指出今后工作内容的重点是开展长期定位监测,加强煤矿废弃地土壤-植被系统的长期定位研究,为露天煤矿区的合理经营与管理提供科学依据。     

丛枝菌根在煤矿区生态重建中的应用

煤炭开采在促进国民经济快速发展的同时,引发诸多生态环境问题,分别就矿区生态治理中存在的主要障碍因子进行论述,结合丛枝菌根对宿主植物的营养吸收和抗逆性能,综述了丛枝菌根在矿区生态重建中应用的研究进展,揭示出菌根应用在矿区生态重建中的作用潜力和研究方向,极大地提高了矿区生态恢复的质量。     

矿区生态产业评价指标体系

论述了煤炭矿区生态产业评价指标体系设置的理论依据,针对煤炭矿区生态产业链的特点和发展模式,从自然资源、经济效益、环境效益和社会效益四个角度出发选择筛选指标,构建了煤炭矿区生态产业评价指标体系.建立了模糊综合评价模型,探讨了运用层次分析法并通过熵值法修正的确定评价指标权重的新方法,构建了各因素指标的模糊隶属度函数.应用龙口矿区2010年的指标数据对所建模型和方法进行检验,对龙口矿区生态产业发展及生态产业链延伸提出了具体建议.     

中国煤矿区主要生态环境问题及生态重建技术

煤炭是我国最主要的一次性能源,而且这种能源结构在相当长的时间内不会改变。煤炭资源的开发对我国经济建设和社会发展起到了重要的支撑作用,但是煤炭的开采和利用引发了一系列的生态环境问题,矿区已成为典型的、严重受损生态系统。矿区生态环境问题,已经成为制约矿区可持续发展乃至区域生态安全的重大隐患。矿区生态环境综合治理已迫在眉睫。综述了我国煤矿区主要的生态环境问题以及具体的治理方法和技术措施,包括矿井水和煤矸石的资源化、污染土地的修复、植被的恢复及水土流失和沙漠化防治技术等。     

基于演化博弈的煤炭矿区生态修复管理机制研究

地方政府环境监管部门和煤炭企业是煤炭矿区生态修复保证金制度实施的重要责任主体。从演化博弈论的研究视角探讨了地方政府与煤炭企业在生态修复保证金制度实施中的决策演化过程,构建了地方政府与煤炭企业演化博弈模型,根据复制动态方程规律得到了参与者的行为演化规律和行为演化稳定策略,分析了生态修复保证金制度实施的策略选择影响因素。选择龙口矿区为研究对象进行了实证研究,结果表明:地方政府的监管力度随煤炭企业的生态修复比例变化而变化,生态修复初期比例低;随着地方政府监管力度加大,生态修复比例相应提高,地方政府可以适当放松监管,但监管力度应保持在一定范围内,确保系统向最优状态演化。可通过动态调节保证金收缴金额,增加税收优惠,降低煤炭企业的治理成本,加强对地方政府环保政绩考核,引导地方政府与煤炭企业共同促进煤炭矿区生态修复工作有效实施。     

基于生态脆弱性与发展潜力的矿区搬迁村庄识别

矿区村庄搬迁成为煤炭产业发展极为重要的一环,弄清“谁要搬、搬去哪”,对煤矿区的产业发展和生态建设工作尤为重要。选取位于鲁西基地巨野矿区的山东省郓城县作为研究区域,从生态状况和发展状况两角度,基于VSD模型选取表现矿区特点的12个指标构建矿区生态脆弱性评价体系,并以建设水平、经济发展水平和人居环境为准则层选取13个指标构成村庄发展潜力评价体系,结合两者构建矿区搬迁村庄识别体系。结果标明：平原矿区的生态脆弱性受塌陷及煤炭资源储量分类的影响较大,村庄发展潜力整体受交通以及与镇区、中心城区辐射的影响较大;矿区290个村庄划分为优先搬迁、暂缓搬迁、原址保留及安置点选区4个等级,每级分别有72、80、91和47个村庄,占比24.82%、27.59%、31.38%和16.21%。该体系能较细致地识别村庄间差别,为郓城县矿区村庄合理搬迁安置提供借鉴,并具有较好的适用性,为平原煤矿区村庄的搬迁理论发展提供科学有效的参考。     

基于可持续发展理论的自然保护区生态规划

环境问题是当前社会的热点内容,而可持续发展理论对于解决当前世界环境问题具有重要作用,因此将可持续发展理论应用到自然保护区生态规划中具有极强的可行性。本文以云南药山自然保护区为例,对可持续发展理论在自然保护区生态规划中的应用问题进行分析探讨。     

市县级限制开发区环境功能区划研究——以河北省张家口市为例

限制开发地区是我国主体功能区划中划定的提供重要生态功能和农产品的地区,对其进行环境功能区划对于推动环境功能区划制度落地与实施,以及限制开发区的保护与发展有着重要意义。当前国家及省级的环境功能区划研究已经相对成熟,而市县尺度的限制开发地区环境功能区划相关研究较少。在总结现有环境功能区划研究方法的基础上,以河北省张家口市为例,探讨了市县级限制开发地区环境功能区划体系设计和技术方法,提出了以公里格网作为分析单元,结合县域行政边界,基于环境功能综合评价的结果,从自然生态安全、维护人群健康和区域环境支撑能力等3个方面,开展环境功能区划。基于该方法,将张家口市分为自然生态保留区、生态功能保持区、生态功能恢复区、农产品安全保障区、环境开发准入区、聚居发展维护区6类环境功能区,并根据各环境功能区的主要功能及生态环境特点提出相应的发展建议,以期为该区域管理提供可行的操作手段。本文提出的方法也可为其他限制开发地区的环境功能区划提供参考。     

基于陆海统筹的九龙江-厦门湾海岸生态过渡带综合监测体系构建

海岸带是陆地和海洋之间的生态过渡带,生态保护和开发利用矛盾突出。而生态与环境监测是海岸带环境污染治理与生态保护的重要基础,是海岸带可持续发展的关键。在分析目前海岸带监测存在的问题基础上,以九龙江-厦门湾为研究对象,通过遥感和生物监测、标准衔接、采样和分析仪器以及在线监测系统研发等技术集成,构建了从污染源、环境质量到生态系统以及景观层次的一体化综合生态监测体系。该体系基于常规监测,建立了基于生态系统的河流-河口（近海）生物、水体和沉积物的生态环境一体化监测;探索制定了适用于九龙江河口不同盐度区的营养盐基准/标准系列推荐值;基于营养盐污染入海总量控制目标,构建了河流入海污染物通量在线监测系统;通过遥感监测和实地调查相结合,实现了从关键生态系统到景观的海岸带综合生态监测。基于综合监测体系,构建了兼顾陆海的河口湾区域生态安全评价指标体系,实现区域生态系统可持续发展或生态安全的动态评价。因此,通过上述系统的集成,成功实现了从陆域（流域）到河口（近海）一体化综合生态监测,可为海岸带地区的生态质量改善、污染防治、主要污染物排放总量控制、生态安全评价、生态保护与修复等提供科学支撑。     

全球四大湾区生态环境综合评价研究

全球四大湾区既是经济发达区,也是生态环境脆弱区,对全球可持续发展至关重要。粤港澳大湾区的生态环境问题正在限制其可持续发展,有碍于全面建成国际一流湾区目标的实现。然而,过去的研究对生态环境方面关注较少,缺少湾区生态环境综合评价体系的构建。通过综合国内外统计和遥感多源数据,建立四大湾区生态环境评价数据库;围绕生态质量,环境质量和资源利用效率建立指标体系,构建湾区生态环境综合评价指数。结果表明：2015年,生态环境综合评价,东京湾区 > 旧金山湾区 > 纽约湾区 > 粤港澳大湾区;生态质量,纽约湾区 > 旧金山湾区 > 粤港澳大湾区 > 东京湾区;环境质量,旧金山湾区 > 东京湾区 > 纽约湾区 > 粤港澳大湾区;资源利用效率,东京湾区 > 旧金山湾区 > 纽约湾区 > 粤港澳大湾区。2005-2015年,粤港澳大湾区环境质量增速缓慢,在生态质量和资源利用效率增幅排名首位。旧金山湾区和纽约湾区优势在生态和环境质量,短板在资源利用效率;东京湾区在资源利用效率方面优势明显,短板在生态质量;综合来看,粤港澳大湾区与其他湾区都存在差距。研究建议粤港澳大湾区从生态空间、生态环境治理和资源利用方面,吸取发达国家湾区的经验。     

矿区可持续生态环境管理规划方法研究

矿区生态规划理论与方法研究可为矿区的可持续发展提供具体的理论指导和技术支持．作为矿区生态规划的重要组成部分之一的矿区可持续的生态环境管理规划,贯穿于矿区整个开发生产过程．以可持续的生态环境建设和管理的思想为基础,建立了矿区生态环境管理体系框架,对生态环境管理指标的确定、生态环境因素的识别以及生态环境管理方案的决策提出了具体的方法．     

生态文明建设重点领域标准化现状、存在的问题及对策建议

标准化是促进科技创新、推动产业发展的重要手段,是减轻环境污染、提高资源利用效率的有效途径,是推动生态文明建设先行示范区形成可借鉴、可复制、可推广样板的有效手段,分析生态文明建设重点领域的标准化现状和存在的问题并提出对策建议能够为生态文明建设的高质量实施提供参考。研究结合联合国17项可持续发展目标以及中央对生态文明建设的总体部署与要求,从国土空间规划、自然资源集约节约利用、生态环境监测、生态环境保护修复、绿色生活、生态产品价值实现、应对气候变化七大重点领域分析了生态文明建设标准化现状与问题。结果发现,截至2020年我国在生态文明建设七大重点领域制定的国家标准超过1000项,95%以上集中在自然资源集约节约利用、生态环境保护修复以及绿色生活领域。深入分析发现生态文明建设标准化工作目前仍存在较大问题,表现在：标准体系方面,尚未形成以生态安全为主体的标准体系,现有标准以政府主导制定为主,且在各领域分布不均衡,部分标准更新较慢,无法满足生态文明建设快速发展的技术要求;标准研制方面,顶层支撑较为薄弱,队伍建设有待加强;标准实施方面,不同领域之间标准实施不均衡,部分领域标准制定者权威性不高,标准实施效果较差。基于上述存在的问题,研究从标准体系优化、标准研制能力建设、标准实施路径创新等方面提出了生态文明建设重点领域标准化工作的对策与建议。     

基于资源环境承载力的国家级新区空间开发管控研究

随着我国城市工业化和城镇化的快速推进,由于不合理的空间开发导致生态空间被挤占、城市资源环境超载现象日益突出。以资源环境承载力为基础的空间开发管控制度是体现生态优先、绿色发展理念,从源头实现城市经济社会发展和环境协调发展的重要路径。选取国家级新区江北新区为案例地区,通过构建涵盖生态保护重要性、土地承载力、环境容量、环境压力4个要素层、10项具体指标的评价体系,基于GIS空间分析工具评估区域资源环境承载力。研究表明江北新区资源环境承载力呈现由沿江向内陆、平原地区向丘陵地区逐级递减趋势,根据要素层在空间分布差异性,将区域分为资源环境承载力饱和区域、资源承载力尚好但环境压力较大区域、资源承载力较好且环境压力较小区域、生态环境安全保障区域四个类型,并制定差异化的空间准入和管控措施。研究不仅为资源环境要素全面融入国家新一轮空间规划体系制定和实施全过程提供技术支撑,也可为长江经济带制造业发达地区探索可持续发展空间开发路径提供案例借鉴。     

西北干旱区生态脆弱性时空演变分析

西部大开发政策实施以来,随着社会经济的发展和环境政策的调整,西北干旱区生态环境发生深刻变化。基于西北干旱区生态本底特征,选取土壤、地形、气候并结合夜间灯光数据构建西北干旱区生态脆弱性评价体系,运用空间主成分分析法（SPCA）、地理探测器对西北干旱区2000、2007、2012、2018年生态脆弱性时空演变及驱动力进行分析。结果表明：（1）从西北干旱区生态脆弱性时空演变特征来看,研究区生态脆弱性以重度脆弱性为主;从不同土地利用脆弱性来看,微度脆弱区以草地、林地为主,轻度脆弱区以草地为主,中度脆弱区和重度脆弱区以未利用地为主,18年来研究区生态脆弱性整体保持不变;（2）影响西北干旱区生态脆弱性分异的主导因素包括土壤有机质含量、地形位指数、气温、降水、夜间灯光指数,各因素对生态脆弱性的平均决定力分别为0.63、0.36、0.27、0.26和0.22。（3）基于生态脆弱性监测结果和驱动因素分析,将西北干旱区划分为5个生态功能区：生态核心保护区、生态综合监测区、生态优化关注区、生态恢复治理区、生态潜在治理区,并提出相应管理方案。研究可以为干旱区生态环境保护提供借鉴。     

基于最小累积阻力模型的北京市生态用地规划研究

生态用地规划强调对区域生态系统结构与功能的保护,增强社会经济发展的生态环境支撑能力。从保障首都基本生态安全、改善大气环境质量、建设宜居城市的角度出发,通过对北京市生态重要性进行综合评价,明确北京市重要生态用地空间分布特征。在此基础上,采用最小累积阻力模型(MCR),以重要生态用地为"源",以土地覆被类型、距道路距离和距居民点距离作为阻力因子生成阻力面,模拟重要生态用地空间扩张过程,进而设置生态用地规划情景,并从景观连通性、生态功能保障度及与现状建设用地冲突情况等3个方面对不同情景下的生态用地规划方案进行保护效能评价,最终提出北京市生态用地的适宜规模和优化布局方案。研究结果表明:北京市重要生态用地总面积为9879 km~2,占市域总面积的60.20%;生态用地的适宜规模为12417 km~2,占市域总面积的75.67%,其中,平原区生态用地的适宜规模为2944 km~2,占平原区总面积的46.45%,主要分布于建成区的外围过渡地带;山区生态用地的适宜规模为9473 km~2,占山区总面积的94.05%。     

基于土地利用变化的生态系统服务价值及其改善效果研究——以内蒙古自治区为例

以内蒙古自治区为例,基于土地利用与生态系统服务价值(ESV)的关系,提出将生态改善效果纳入生态服务功能综合评价的分级方法,并分析生态服务功能的空间分布格局,揭示生态改善与生态系统服务价值的对应关系。结果表明:(1)2015年研究区ESV为1.87万亿元,区域整体生态环境质量水平提升;(2)研究区的生态改善具有空间分异特征,高ESV改善区仅集中于大兴安岭等高生态价值区,其余地区生态改善不明显,甚至呈恶化趋势,造成地区间差距不断扩大;(3)生态系统服务的提供程度与生态改善效果具有高关联性,依据各功能和生态改善水平可将研究区划分为北部大兴安岭核心区、中部高覆盖草原区两类高值区,以及西部沙地区、南部沿黄河地区和东部科尔沁地区三类低值区。生态管控措施应综合生态服务功能与生态改善效果的匹配程度,以达到减小区域ESV差距、促进生态环境协调发展的目的。