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“一带一路”沿线国家矿山生态修复能力评价研究 被引量：5
1
作者 陈赞旭 周来 +2 位作者 张绍良 杨永均 侯湖平 《中国矿业》 2021年第7期50-57,共8页
矿产资源开发与环境保护是绿色"一带一路"倡议的基本要求,有必要开展矿山生态修复能力评价研究。本文构建矿山生态修复能力评价体系,利用熵值法评价"一带一路"沿线国家矿山生态修复能力。结果表明:矿山生态修复能... 矿产资源开发与环境保护是绿色"一带一路"倡议的基本要求,有必要开展矿山生态修复能力评价研究。本文构建矿山生态修复能力评价体系,利用熵值法评价"一带一路"沿线国家矿山生态修复能力。结果表明:矿山生态修复能力受经济发展、环境治理、科技创新、政治环境、矿山企业投入、生态基础条件等主要因素影响,存在区域性差异及内部差异,整体呈现"东西高,中间低"的空间分布格局。总体上,东北亚和西亚北非区域的修复能力较强,东南亚和中东欧区域的修复能力一般,中亚和南亚区域的修复能力较弱。矿山生态修复能力得分最高的国家是以色列,得分最低的国家是塔吉克斯坦。中国排名第九位,属于中上等水平。"一带一路"沿线国家的矿山生态修复能力具有较大提升空间。本文为"一带一路"沿线国家的矿产资源开发布局和生态环境保护提供参考。 展开更多
关键词 生态修复 能力评价 熵值法 “一带一路” 矿山
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论露天矿区近自然生态修复 被引量：6
2
作者 雷少刚 夏嘉南 +1 位作者 卞正富 程伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2021-2030,共10页
露天矿区生态修复面临着重建生态系统自维持力低、维持成本高,尤其是修复后“采矿痕迹”明显等问题,亟待协调好人工修复与自然恢复的关系,升级发展传统生态修复模式,促进露天矿区人与自然和谐共生。在长期的理论方法研究和应用实践经验... 露天矿区生态修复面临着重建生态系统自维持力低、维持成本高,尤其是修复后“采矿痕迹”明显等问题,亟待协调好人工修复与自然恢复的关系,升级发展传统生态修复模式,促进露天矿区人与自然和谐共生。在长期的理论方法研究和应用实践经验总结基础上,①提出了露天矿区近自然生态修复的必要性及其理论内涵与技术框架。近自然矿山生态修复是参照本地自然地貌、水文、土壤、植被、景观及其演变规律,使修复后的矿业斑块达到与周边自然生态系统近似的结构与功能状态,并与周边自然地貌、水系、景观相融合的修复模式,是对传统生态修复模式的升级,逼近“采矿无痕”是其追求的理想状态。②近自然生态修复是露天矿生态化设计的重要构成,其技术环节主要包括,参照生态系统学习、近自然地貌重塑、水文衔接与调控、矿山活土层重构、植被重建与多样性重组等。参照生态系统学习为后续各个修复环节提供修复目标与参数。近自然地貌重塑是近自然生态修复的核心与基础,包括内排土场全生命周期近自然地貌重塑、外排土场近自然地貌重塑、邻近自然问题地貌协同重塑等。水文衔接与调控要解决河道沟道的优化布局、矿区上下游水系的衔接、以蓄代排径流调控等。矿山活土层重构包括矿山土物理结构重组、微生物和养分循环过程重构等内容;植被重建与多样性重组包括近自然的植物群落与多样性配置,以及近自然的植株空间布局等。③实践分析表明,露天矿近自然生态修复有助于减少土壤侵蚀,提高地貌稳定性,增强重建生态系统的自维持能力,有利于实现露天矿区“采矿无痕”,促进人与自然和谐共生。 展开更多
关键词 露天开采 矿山生态 生态化设计 自然修复 地貌重塑
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论引导型矿山生态修复 被引量：45
3
作者 雷少刚 卞正富 杨永均 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期915-921,共7页
“以自然恢复为主,与人工修复相结合”作为生态修复的基本原则,其引出的关键科学问题是,如何认知并利用自然恢复能力、如何协同人工干预与自然恢复。重点讨论分析了引导型矿山生态修复的基本原理和技术框架,以破解人工干预和自然恢复之... “以自然恢复为主,与人工修复相结合”作为生态修复的基本原则,其引出的关键科学问题是,如何认知并利用自然恢复能力、如何协同人工干预与自然恢复。重点讨论分析了引导型矿山生态修复的基本原理和技术框架,以破解人工干预和自然恢复之间的争议和困惑,更好地处理2者之间的关系。引导型矿山生态修复的关键问题就是明确何时干预、何处干预、如何干预、干预到何种程度。引导型矿山生态修复强调了人工干预的针对性、及时性、持久性和有效性,以减少人工过度修复的人力、物力成本和能量消耗,是符合“双碳”目标的。分析表明,引导型矿山生态修复的主要理论基础是生态系统的抵抗力和恢复力。引导型矿山生态修复的技术框架包括矿山生态问题诊断、引导修复方向的判定、引导修复的关键对象或区位的确定、引导修复的合理程度或生态阈值的识别,以及修复技术措施筛选与实施等主要内容。生态修复的本质是对生态关系的修复,因此,矿山生态关系、过程、规律感知是引导修复的前提;障碍性和限制性影响因子和景观格局过程是引导修复的主要对象;生态阈值和生态参数的调控是科学引导的关键。引导型矿山生态修复模式的修复目标和对象明确、干预程度合理,能有效降低修复成本、提升矿山生态系统自维持能力,符合自然恢复和人工修复相结合的理念和现实需求,是传统人工干预修复模式的发展升级,可以在矿山生态修复工作中进一步研究和应用推广。 展开更多
关键词 土地复垦 生态修复 矿区环境 恢复力 阈值
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碳中和目标背景下矿山生态修复的路径选择 被引量：105
4
作者 卞正富 于昊辰 韩晓彤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期449-459,共11页
针对“双碳目标”背景,对矿山生态修复的内涵做出了新的阐释。新形势下,矿山生态修复的目标至少包括实现修复后生态系统的自我维持能力、正向演替达到新的生态平衡和区域社会经济可持续发展。实现目标的基本手段是以自我恢复为主,与适... 针对“双碳目标”背景,对矿山生态修复的内涵做出了新的阐释。新形势下,矿山生态修复的目标至少包括实现修复后生态系统的自我维持能力、正向演替达到新的生态平衡和区域社会经济可持续发展。实现目标的基本手段是以自我恢复为主,与适度人工干预相结合。从碳中和目标的实现路径出发,较为系统地分析了碳中和引发的社会经济与生态格局变化和结果,认为双碳目标必将加速后矿业时代到来,而生态修复是后矿业时代最为重要的任务之一。后矿业时代具有长久性、艰巨性和复杂性等特征。土地整治、环境治理、产业转型、社会转型、景观重建等是生态修复通常采用的人工引导措施,这些举措对碳中和目标的实现发挥着不同的作用。实现碳中和目标需要从能源替代、产业替代与升级、生态服务功能提升等方面延伸矿山生态修复措施,进一步分析了矿山生态修复在实现碳中和目标过程中发挥的能源替代、节能减排和固碳增汇3方面的作用和贡献,按贡献大小排序:能源替代>节能减排>固碳增汇。提出了碳中和目标背景下矿山生态修复的新路径,包括:①更新标准规范,适应碳中和目标的需求,构建“1+N”标准与规范体系,提高规范与标准的针对性和适用性;②改革管理机制,探索矿业临时用地政策,明晰地下空间产权,推进生态修复市场化机制,实现多措并举协同推进生态修复;③创新技术体系,开展分类施策、分区管控、分级治理、分步推进,推动生态修复全过程深度减排与长效生态增汇。 展开更多
关键词 矿山生态修复 碳中和 后采矿时代 路径选择 双碳目标
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基于地表径流调控的塌陷区水体系统性保护修复
5
作者 雷少刚 徐俣璠 +3 位作者 张免 陈东兴 华夏 郭栋 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1223-1233,共11页
为解决东部高潜水位矿区地表径流紊乱、水体连通性差、水动力水循环能力弱等问题,并降低大量塌陷区水体周边的农业、工矿生产空间形成的面源污染、点源污染随地表径流进入塌陷区水体,引起水质退化与水生态环境风险,促进采煤塌陷区水体... 为解决东部高潜水位矿区地表径流紊乱、水体连通性差、水动力水循环能力弱等问题,并降低大量塌陷区水体周边的农业、工矿生产空间形成的面源污染、点源污染随地表径流进入塌陷区水体,引起水质退化与水生态环境风险,促进采煤塌陷区水体的持续性保护修复和塌陷区生态系统健康,基于山水林田湖草沙系统性保护修复理念、关键部位景观格局优化和地表径流系统性调控原理,创新性提出了一种“连通+截污”相组合的塌陷区水体系统性保护修复新技术,主要技术内容包括:基于高精度DEM的地表径流网络分析、各类水体识别及其水面高程精准监测、水体连通廊道网络构建及水动力提升效果评价、水体植被缓冲带适宜范围计算、缺失植被缓冲带空间识别、水体保护修复效果评价等技术环节。以山东兖州矿区为例,开展了基于地表径流调控的塌陷区水体系统性保护修复技术应用模拟分析,研究结果表明:①通过在关键部位修建水体连通廊道,基于水体连通的水动力提升技术,有效连通了45个生态源地,连通后研究区东−西方向上的最大连通距离增加了5倍,流域整体的连通性得到提升,廊道内平均水速达到0.067 m/s,显著改善了矿区的水动力条件;②通过基于关键部位植被缓冲带空间优化布局的污染物截留技术,以水体连通廊道和生态源地为关键区域,利用Phillips水文模型计算得出兖州矿区所需的植被缓冲带宽度主要集中在15~35 m,面积总计为5.59 km^(2),其中已有植被覆盖的面积为18 km^(2),缺失待建设的植被缓冲带面积41 km^(2);③SWAT情景模拟分析结果进一步验证了该模式对矿区水体保护修复具有明显作用,通过该模式能够至少降低10.14%~15.5%的污染,且对磷元素的去除效果尤为显著。笔者提出的煤矿塌陷区系统性保护修复技术是景观生态学与生态水文学在矿区生态保护修复的典型结合应用,对于其他类型地区通过地表径流调控实现区域系统性保护修复具有重要参考价值。 展开更多
关键词 系统修复 地表径流 水体连通 景观格局 水生态修复
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矿山土地生态系统退化诊断及其调控研究 被引量：16
6
作者 于昊辰 卞正富 +1 位作者 陈浮 牟守国 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期214-223,共10页
当前"整体保护、系统修复、综合治理"理念对矿区生态系统性修复提出了明确的要求,然而长期以来对矿山土地生态系统退化内涵缺乏科学界定,诊断标准不一。分析国内外研究进展,重新界定矿山土地生态系统退化的概念,辨析矿山土地... 当前"整体保护、系统修复、综合治理"理念对矿区生态系统性修复提出了明确的要求,然而长期以来对矿山土地生态系统退化内涵缺乏科学界定,诊断标准不一。分析国内外研究进展,重新界定矿山土地生态系统退化的概念,辨析矿山土地生态系统退化的内涵特征;剖析了矿山土地生态系统退化的影响因素,提出矿山土地生态系统退化程度受外界扰动压力、环境支撑力、生态系统恢复力、人为提升力等作用。明确了矿山土地生态系统退化的诊断标准,包括:归纳了以历史时期状态、周边稳定生态、人为定义标准等,总结了基于试验测试、遥感监测、数值模拟的诊断方式,分析了矿山土地生态系统退化诊断时间选取与监测频次。随后,辨析了不同采矿方式对矿山土地生态系统退化的扰动过程,由此揭示矿山土地生态系统退化的3个阈值,并判定关键环境要素损伤以及土地生态系统退化的可逆性。分析表明,末端治理的老路已不能适应绿色发展的需要,"主动性采前预防、联动型动态监测、系统性生态修复、多元化修复治理"的调控策略可为矿山土地生态系统全面系统修复提供服务。 展开更多
关键词 矿山生态系统 土地退化 诊断 过程机制 系统阈值 人为调控
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联合LiDAR和高光谱数据反演矿山生态修复区植被地上碳储量 被引量：16
7
作者 唐佳佳 董婧 +3 位作者 杨永均 许木桑 雷少刚 华夏 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第1期65-72,共8页
准确评估矿区植被地上碳储量,可为矿区生态修复及其碳汇贡献估算提供科学依据。利用无人机采集激光雷达和高光谱数据,分别建立乔、灌、草3种植物群落的地上碳储量估算模型,并在神东矿区大柳塔采煤沉陷生态修复区实现了应用与验证。研究... 准确评估矿区植被地上碳储量,可为矿区生态修复及其碳汇贡献估算提供科学依据。利用无人机采集激光雷达和高光谱数据,分别建立乔、灌、草3种植物群落的地上碳储量估算模型,并在神东矿区大柳塔采煤沉陷生态修复区实现了应用与验证。研究发现:仅利用高光谱数据反演乔、灌、草植物群落地上碳储量的精度R^(2)分别为0.42、0.43、0.41,仅利用激光雷达数据反演乔、灌、草植物群落地上碳储量的精度R^(2)分别为0.64、0.44、0.36,融合LiDAR和高光谱两种数据反演乔、灌、草植物群落地上碳储量的精度R^(2)分别达到0.87、0.73、0.72;LiDAR和高光谱特征中的高度百分位变量和绿色指数分别与地上碳储量的相关性最高,对于提升地上碳储量的反演精度贡献最大,说明融合LiDAR和高光谱数据在反映群落形态结构和光合固碳特征方面的能力,可有效提高矿区植被地上碳储量的反演精度。研究结果表明:融合LiDAR和高光谱数据,可以实现矿区复杂地形和植被配置下的植被地上碳储量估算,为矿区生态修复碳汇贡献评估提供支撑。 展开更多
关键词 生态修复 LIDAR 高光谱 碳储量 逐步多元回归 矿区
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煤炭开采对生态环境的扰动特征分析及生态修复技术
8
作者 王亮 杨星晨 +3 位作者 白宇 季达 杨广鑫 赵小同 《现代矿业》 CAS 2024年第7期215-219,共5页
为了提高中国矿山生态修复水平,针对煤炭开采对生态环境的扰动机理不清及生态修复技术不完善的问题,剖析了煤炭开采对生态环境的扰动特征,并梳理了现有的生态修复技术。煤炭开采对生态环境的扰动特征包括扰动周期漫长、扰动范围广泛、... 为了提高中国矿山生态修复水平,针对煤炭开采对生态环境的扰动机理不清及生态修复技术不完善的问题,剖析了煤炭开采对生态环境的扰动特征,并梳理了现有的生态修复技术。煤炭开采对生态环境的扰动特征包括扰动周期漫长、扰动范围广泛、扰动对象复杂(土地、水资源、大气,植被)、时空异质性强。目前,煤矿区最主要且最有效的生态修复技术包括地貌重塑、土壤重构和植被重建(物种筛选技术、物种配置技术和种植技术),这些技术应作为未来研究的重点。总体来看,中国仍面临着废弃矿山数量多,生态问题类型杂,生态修复难度大的问题,未来仍需进一步认识煤矿开采对生态环境的扰动特征、扰动规律、损伤传导机制和扩散规律,以促进新生态修复技术的研发。 展开更多
关键词 煤炭开采 矿区生态系统 生态扰动特征 生态修复技术 绿色矿山
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黄河流域煤炭资源开发战略研判与生态修复策略思考 被引量：55
9
作者 卞正富 于昊辰 +4 位作者 雷少刚 尹登玉 朱国庆 牟守国 杨德军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1378-1391,共14页
黄河流域煤炭资源富集与生态环境脆弱并存,亟待破解煤炭资源开发与生态环境保护的矛盾,构建黄河流域高质量发展新格局。按流域水系划分并结合《全国矿产资源规划(2016—2020年)》,有57个国家规划煤矿区应隶属黄河流域。为此,构建了黄河... 黄河流域煤炭资源富集与生态环境脆弱并存,亟待破解煤炭资源开发与生态环境保护的矛盾,构建黄河流域高质量发展新格局。按流域水系划分并结合《全国矿产资源规划(2016—2020年)》,有57个国家规划煤矿区应隶属黄河流域。为此,构建了黄河流域资源环境承载力指标体系,揭示了黄河流域资源环境承载力指数的时空规律;重新审视了煤炭资源开发强度测算方法,量化了黄河流域34个煤矿区的煤炭资源开发强度;利用耦合协调度模型测度了矿区尺度煤炭资源开发强度与区域尺度资源环境承载力的匹配程度。结果发现,下游以高级协调为主,显著高于中上游且较稳定。但2010—2018年中上游变化趋势有差异:中游从初级协调(0.62)降至勉强协调(0.51);上游以初级协调为主,耦合协调度从0.60提升至0.62。随着能源战略重心西移,晋陕蒙宁四省区的煤炭开发强度不断增大,特别是榆横、榆神、吴堡、离柳等矿区煤炭资源开发强度已然与资源环境承载力不匹配;青海木里矿区从勉强协调(0.53)降至中度失调(0.25),降幅超50%;甘肃整体改善幅度较大,各矿区均有不同程度提升。基于此,研判黄河流域煤炭资源保护性开发利用战略:①要从“水资源-煤炭资源-社会经济-生态”的全局性视角探析黄河流域“煤水双保”;②与资源环境承载力不相匹配的煤炭开发方式亟需改进或退出;③煤炭资源开发应与更大尺度的国土空间规划相协同;④加强闭矿后矿业废弃地与废弃矿井的资源化利用。鉴于黄河流域地域跨度大、矿区分布广,历史遗留问题较多、潜在生态风险较高,点上问题亟待解决、线上问题不容忽视、面上问题更需重视。建议将黄河流域煤矿区划分为青甘保育区、蒙宁陕风沙区、晋陕黄土区、豫鲁平原区4类区域,未来煤炭资源开发与生态修复应实施分区管控、分类治理、分级修复、分步推进,坚持生态保护与修复并举、自我恢复与人工修复并重,以期为黄河流域生态保护与煤炭高质量发展提供科技支撑。 展开更多
关键词 黄河流域 开发战略 生态修复 煤炭开发强度 资源环境承载力
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基于非线性动力学模型的矿山土地生态系统恢复力机制 被引量：20
10
作者 杨永均 张绍良 +1 位作者 侯湖平 陈浮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3174-3184,共11页
实现近零生态损害的资源开采、国土空间生态的系统修复,恢复力是关键。尽管一些研究直接或者间接地指出了恢复力的重要性,但目前对矿山土地生态系统恢复力机制的理论认识还很缺乏。构建了一个矿山土地生态系统的非线性动力学模型,利用... 实现近零生态损害的资源开采、国土空间生态的系统修复,恢复力是关键。尽管一些研究直接或者间接地指出了恢复力的重要性,但目前对矿山土地生态系统恢复力机制的理论认识还很缺乏。构建了一个矿山土地生态系统的非线性动力学模型,利用数值模拟方法来揭示恢复力在矿山土地生态系统中的动力学表现和基本性质,以期为矿山区域国土空间的系统修复和保护提供理论依据。研究结果表明:①恢复力是矿山土地生态系统的基本属性,是指在有限强度的扰动后,系统具有回复到平衡点、保持原状态和定性结构的能力;②恢复力产生的原因是系统具有复杂结构,且是自组织的,在面临扰动时表现出自维持能力;③参数变量是决定恢复力大小的重要因素,其阈值空间是测度恢复力的直接指标;④恢复力具有可塑性,调控恢复力的基本途径是恢复力强化和克服,关键技术是对参数变量及其阈值、状态-参数变量间关系进行调控。矿山土地生态系统恢复力是一个客观存在的动力学属性,该属性为采矿前土地生态影响评估、采矿中土地生态系统状态维持、采矿后土地生态系统修复和可持续发展提供了基本依据。恢复力可以作为系统保护和修复的核心准则,恢复力思维则是指导土地复垦与生态修复的核心理论之一。未来需要加强对恢复力测度、调控和建设方法的研究,并在与采矿活动和环境保护的具体工程中大力推进恢复力机制的技术应用和集成。 展开更多
关键词 生态修复 恢复力 动力学 自然恢复 土地生态系统 矿山
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腐殖质层再造修复西部矿区退化土壤的生态效应 被引量：4
11
作者 程伟 朱卓 +3 位作者 王文杰 王维忠 雷少刚 卞正富 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2850-2857,共8页
随着国家煤炭开采东退西进战略推进,煤炭资源高强度开采加剧了矿区草原生态环境损伤问题,严重影响了区域煤炭资源大规模开发和环境保护的协同发展,必须通过生态修复消除资源开发带来的环境负效应。因此,针对矿区草原粉尘沉降区诱发的土... 随着国家煤炭开采东退西进战略推进,煤炭资源高强度开采加剧了矿区草原生态环境损伤问题,严重影响了区域煤炭资源大规模开发和环境保护的协同发展,必须通过生态修复消除资源开发带来的环境负效应。因此,针对矿区草原粉尘沉降区诱发的土壤退化问题,研究腐殖质层再造技术修复退化场地的可行性,设计了植物破碎+淹水(YS)、植物破碎+淹水+覆膜(YF)、植物破碎+淹水+覆膜+激发剂(YFJ) 3种修复模式,同时结合试验数据分析。研究结果表明,退化生境修复样地土壤容重分别比对照样地降低了8.26%、7.98%和15.24%,孔隙率增幅为39.42%、99.68%和124.24%,含水率增幅为28.16%、31.21%和71.19%,饱和持水率增幅为19.66%、20.66%和42.29%;土壤养分中水解氮质量分数比对照场地高出20.77、9.73和54.45 mg/kg;修复场地土壤速效磷质量分数依次为5.30、5.06、14.04 mg/kg;修复后土壤速效钾质量分数增加49.61%、27.31%和236.53%;土壤水稳性团聚体质量分数修复后高于对照场地,分别增幅13.00%、17.14%和83.60%;YS、YF和YFJ三种修复模式均可以增加退化场地土壤水酶活性,土壤蔗糖酶活性修复后分别高于对照区23.65%、79.88%和93.91%;3种修复技术之间过氧化氢酶和脲酶活性无显著差异,分别高于对照23.69%~31.81%和19.35%~20.46%;土壤磷酸酶活性修复后提升了14.73%、33.28%和39.25%,修复场地植物群落Shannon-Weiner指数比对照场地分别高68.32%、38.61%和45.54%;植被盖度比对照场地分别增加12.50%、81.25%和120.00%;修复区生物量分别比对照场地高出39.90%、373.49%和887.77%;YF和TFJ场地植株含水率分别比对照区增加了12.74%和36.43%。对比分析表明3种修复模式均可有效改善重度粉尘沉降区退化现状;除土壤有机质与多样性指数外,其他指标测定结果均为YFJ修复效果最优。表明腐殖层再造技术可以有效改善土壤结构,提升土壤养分,激活土壤微生物区系及功能,修复灌丛化破坏的生境,为重度粉尘沉降区退化土壤修复提供借鉴,其中,YFJ修复模式最佳。 展开更多
关键词 矿山生态修复 腐殖质层再造 粉尘沉降 草原 露天煤矿
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矿山土地生态动态恢复机制:基于LDN框架的分析 被引量：16
12
作者 于昊辰 卞正富 陈浮 《中国土地科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2020年第9期86-95,共10页
研究目的:厘清土地退化平衡(LDN)框架下矿山土地生态恢复的整体逻辑,审视动态机制下国土空间生态修复的基本脉络,为矿山全面、系统性生态修复提供科技支撑。研究方法:文献研究法,逻辑推理法。研究结果:(1)LDN是以"净零增长"... 研究目的:厘清土地退化平衡(LDN)框架下矿山土地生态恢复的整体逻辑,审视动态机制下国土空间生态修复的基本脉络,为矿山全面、系统性生态修复提供科技支撑。研究方法:文献研究法,逻辑推理法。研究结果:(1)LDN是以"净零增长"为目标,以"平衡"为核心的土地退化动态防治过程,旨在保障土地退化速度不超过其恢复速度。囿于国内外的自然社会背景迥异,LDN框架不可照搬套用,应依据矿山恢复对象的特殊性予以修正。(2)LDN可为矿山土地生态恢复的提供新思路,包括同步安排、统筹治理、保障重点、动态恢复、兼顾未来,其评判标准为"避免优先于减少,减少优先于恢复"。(3)细化保护需求、系统修复治理、循环优化调控是矿山土地生态恢复的基石与关键。要明确"整体退化平衡"与"允许局部可控退化"的辩证关系,确保煤炭资源的规划有序、开发有度、利用有节;要审慎权衡土地退化的增量与存量关系,突出环境要素平衡配置、提质增效、格局优化。研究结论:将LDN理论融入矿山土地生态恢复,动态把控矿山生态恢复机制,为绿色矿山建设提供参考。 展开更多
关键词 土地生态 土地退化平衡 生态恢复 框架 矿山
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黄土高原矿区生态修复固碳机制与增汇潜力及调控 被引量：24
13
作者 陈浮 朱燕峰 +3 位作者 马静 董文雪 尤云楠 杨永均 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期502-513,共12页
黄土高原矿区生态环境脆弱,科学认识黄土高原矿区生态修复固碳增汇机制、潜力对碳中和愿景目标至关重要。为此,需探究黄土高原矿区生态修复中碳汇形成的关键过程,修复的适应性和恢复力及增汇潜力,揭示矿区复垦土壤碳库稳定性机制,最终... 黄土高原矿区生态环境脆弱,科学认识黄土高原矿区生态修复固碳增汇机制、潜力对碳中和愿景目标至关重要。为此,需探究黄土高原矿区生态修复中碳汇形成的关键过程,修复的适应性和恢复力及增汇潜力,揭示矿区复垦土壤碳库稳定性机制,最终阐明矿区生态修复中固碳增汇的关键技术。结果表明:(1)黄土高原矿区生态修复碳汇形成的关键过程包含植物光合碳分配、土壤碳固持、微生物固碳和土壤呼吸等;(2)黄土高原矿区生态修复适应性总体呈东南高、西北低,适应性较差区主要分布于陕北与内蒙古和宁夏中部与内蒙古交界处。典型矿区生态恢复力指数为混交林(43.2%~100.0%)>阔叶林(49.2%~83.2%)>针叶林(47.9%~76.5%)>草地(39.1%~70.7%)>灌木草地(43.0%~69.0%)。修复年垦与土壤碳汇潜力呈正相关关系,修复10~15年时最高,混交林生态恢复耗时最长,但固碳潜力最大;(3)复垦土壤碳库稳定性机制与凋落物分解、黏土矿物交互作用、团聚体物理保护和微生物调控有关;(4)地貌重构-土壤重建-先锋植物/微生物-外源材料相耦合修复技术是黄土高原矿区生态修复固碳增汇的最优路径,有利于碳汇的长期稳定和提升。 展开更多
关键词 黄土高原 矿区生态修复 生态碳汇 固碳潜力 调控机制 碳中和
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基于RS-GIS的干旱半干旱煤矿区生态累积效应研究--以鄂尔多斯市为例 被引量：3
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作者 王文铭 闫庆武 +4 位作者 仲晓雅 李茂林 刘政婷 赵蒙恩 吴振华 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期235-241,共7页
煤炭是我国的主要能源之一,保障煤炭开采的生态环境安全是煤炭开采中必须要解决的重大问题,而煤矿开采的生态影响具有典型的累积的特征,因此明确煤矿开采的生态累积效应对于减少煤矿开采对周边生态环境的损害,促进矿区可持续发展具有非... 煤炭是我国的主要能源之一,保障煤炭开采的生态环境安全是煤炭开采中必须要解决的重大问题,而煤矿开采的生态影响具有典型的累积的特征,因此明确煤矿开采的生态累积效应对于减少煤矿开采对周边生态环境的损害,促进矿区可持续发展具有非常重要的意义,但目前关于煤矿区的生态累积效应的研究尚显薄弱,特别是生态薄弱的干旱半干旱地区的煤矿。为了研究干旱半干旱区煤矿开采的生态累积效应,以内蒙古鄂尔多斯地区为研究对象,利用RS(遥感影像)和GIS技术(地理信息系统技术),选取景观格局干扰累积指数、植被退化累积指数和空气污染累积指数作为生态累积效应的评价指标,对鄂尔多斯以及煤矿区周边地区的生态累积风险进行了评价。结果表明:①鄂尔多斯2000—2010年的生态累积风险低于2000—2019年的生态累积风险,即研究期内鄂尔多斯的生态累积风险有所上升。②煤炭开采对周边生态累积的影响一直是正面影响,即煤矿开采能够降低周边地区的生态累积风险,证明矿区生态治理效果良好。③由于城市和工业区的影响,周边地区空气污染累积风险上升,导致2000—2019年矿区周边生态累积风险分布变为异常的“内外低,中间高”,因此需要加强周边城市以及工业区的生态治理,特别是空气污染方面的治理。 展开更多
关键词 干旱半干旱煤矿区 生态累积效应 生态累积风险评价 遥感影像 地理信息系统技术
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基于无人机遥感的矿山重建植被功能多样性研究 被引量：2
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作者 纪润清 唐佳佳 +3 位作者 杨永均 张绍良 侯湖平 常晓华 《中国矿业》 2023年第2期43-50,共8页
植被功能多样性是反映生态系统固碳能力的重要指标,估测功能多样性对于评价生态恢复成效和指导生态修复工程具有重要意义,但中低分辨率遥感数据难以实现植被功能多样性的估测。为此,本文以半干旱区某煤矿排土场为试验区域,利用无人机遥... 植被功能多样性是反映生态系统固碳能力的重要指标,估测功能多样性对于评价生态恢复成效和指导生态修复工程具有重要意义,但中低分辨率遥感数据难以实现植被功能多样性的估测。为此,本文以半干旱区某煤矿排土场为试验区域,利用无人机遥感手段获取激光雷达与高光谱影像数据,反演重建植物群落的功能多样性,并揭示不同修复模式下功能多样性的差异。研究结果表明,无人机可以快速获取高精度的植被高光谱和激光点云数据,有效估测植物群落的形态和生理性状。基于形态和生理性状,可以有效地定量描述植物群落功能多样性。生态修复初期的植被选取和配置会对演替后的植物群落功能多样性造成显著影响,乔灌混合的植物群落在演替后的植物性状和多样性水平高于纯林和草本群落。无人机遥感可以快速获取精细的群落结构和功能数据,为生态修复成效评价和植被优化提供可靠依据。 展开更多
关键词 生态修复 遥感 功能多样性 无人机 煤矿
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露天煤矿周边沟壑排土填沟造地协同开采治理技术模式
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作者 雷少刚 张建莹 +2 位作者 刘昶 王亮 贾振旺 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期374-381,共8页
大规模露天采矿活动对黄土沟壑区地形地貌和生态环境产生了显著的影响。为缓解露天矿普遍面临内排空间不足,进而引起的边坡角过大,超标高排土,产量受限,以及煤矿周边的自然沟壑区水土流失和破碎沟壑土地难治理难利用等问题,提出了一种... 大规模露天采矿活动对黄土沟壑区地形地貌和生态环境产生了显著的影响。为缓解露天矿普遍面临内排空间不足,进而引起的边坡角过大,超标高排土,产量受限,以及煤矿周边的自然沟壑区水土流失和破碎沟壑土地难治理难利用等问题,提出了一种露天矿周边沟壑排土填沟造地协同开采治理技术模式,其原理是基于技术经济环境效益分析,将原本要排弃到排土场的部分适宜的剥离岩土物料,仿自然地层地貌重构过程将运移物料回填到矿区外适宜治理的邻近沟壑,最后再覆土与植被建设,从而实现节约排土空间和再利用沟壑区土地。主要技术环节包括:基于构建内外同心矩形窗口遍历算法提取区域待治理沟壑选址、基于“源汇”理论统筹排土场土方调配路径优化、基于近自然地貌重塑的沟壑区域复填、排土物料筛选与沟壑复填土层剖面重构、覆土绿化与土地再利用、以及协同开采治理的生态效果评价等关键步骤。以内蒙古准格尔旗某露天煤矿为例开展研究,结果表明,该模式治理的露天矿周边自然沟壑总面积为2.588×105 m^(2),为矿区减少约1.536×10^(7) m^(3)的土方内排量;结合CLiDE地貌演化与土壤侵蚀评估模型,模拟并评价了30 a期间周边沟壑协同治理后区域土壤侵蚀量减少66.53%,同时协同治理后的地貌表现出较为稳定的演变趋势,同时新增了大量可供利用的土地,达到了“一土两用”目的。为保障该技术模式的推广,还需要有相应的政策支持和严格的过程监管,以确保该模式产生最大的综合效益,并避免引起新的土地占用和生态环境问题。 展开更多
关键词 露天矿 排土场 填沟造地 生态修复 地貌重塑
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矿区土地修复的几个基本问题 被引量：110
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作者 卞正富 雷少刚 +1 位作者 金丹 王丽 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期190-197,共8页
通过对与土地复垦有关的概念梳理后,提出以土地修复作为高一级学科建设的名称涵盖土地复垦的名称。基于生态系统自恢复力的假说,讨论了矿区土地修复过程中,自然恢复与人工干预的作用,提出了引导型矿山土地自修复模式及其应用条件,指出... 通过对与土地复垦有关的概念梳理后,提出以土地修复作为高一级学科建设的名称涵盖土地复垦的名称。基于生态系统自恢复力的假说,讨论了矿区土地修复过程中,自然恢复与人工干预的作用,提出了引导型矿山土地自修复模式及其应用条件,指出了对关键限制性因素及其阈值的识别与修复是矿山生态系统引导自修复的关键;并进一步讨论了引导型矿区土地修复目标的合理程度。还讨论了采前预防及采后修复在矿区土地修复中的作用,对于露天矿山,采前预防或减损工艺应成为主流,在剥采排复一体化工艺实现后,土壤重构成为露天矿区土地修复成功的关键,而对于井工开采矿山,采前预防措施通常被用于局部需要特殊保护的地表建构筑物或具有重要保护价值的生态类型区,采后修复仍是主要的技术手段。 展开更多
关键词 土地修复 土地复垦 生态重建 生态恢复
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草原煤电基地景观生态恢复技术策略 被引量：28
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作者 雷少刚 张周爱 +3 位作者 陈航 吴振华 宫传刚 卞正富 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3662-3669,共8页
近些年,位于中国生态安全“两屏三带”的东部草原煤电基地出现了景观破碎化、草场退化、水土流失等生态环境问题。本文旨在探讨如何利用景观生态学、恢复生态学原理,通过修复、创建或重组等手段调整景观组分与空间格局,实现草原煤电基... 近些年,位于中国生态安全“两屏三带”的东部草原煤电基地出现了景观破碎化、草场退化、水土流失等生态环境问题。本文旨在探讨如何利用景观生态学、恢复生态学原理,通过修复、创建或重组等手段调整景观组分与空间格局,实现草原煤电基地生态恢复从土壤重构、植被重建等传统单一生态环境要素修复,向生态系统结构及其生态功能恢复方向拓展,以维持区域生态系统的稳定性。以生态系统之间的结构、功能与过程恢复为核心的景观生态恢复则是煤电基地生态安全格局构建的关键途径。对当前矿区景观生态学的研究不足进行了分析;以我国东部草原煤电基地内的胜利矿区和宝日希勒矿区为例,通过现场调查、多源遥感监测与数值模拟等手段,分析了草原煤电基地由于大规模地形地貌以及土地利用变化导致的主要景观生态问题;提出了草原煤电基地景观生态恢复的关键技术策略,以及在矿区景观生态恢复技术实施过程中的设计与应用案例,为其他类似露天矿区的景观生态恢复提供新的技术方法参考。提出的主要技术策略包括:在宏观尺度上识别与构建草原煤电基地生态源地、生态网络等关键景观组分,结合地貌重塑与生态廊道构建露天矿区景观生态格局的立体优化策略;针对内外排土场景观斑块等重要部位,分别通过大型异构排土场的水土物质流途径识别,构建外排土场水土资源调控系统的策略,以缓解外排土场水土流失与地质稳定性问题;并构建内排土场全生命周期近自然地貌重塑策略,以提升大规模内排土场与周边自然草原景观基质及地表水文系统的融合度。 展开更多
关键词 矿山生态 地貌重塑 排土场 土地复垦 露天开采
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水分和冻融循环对酷寒矿区煤矸石风化崩解速率影响的定量研究 被引量：15
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作者 郭海桥 程伟 +3 位作者 尚志 牟守国 卞正富 雷少刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3859-3864,共6页
酷寒矿区表土瘠薄,陆地覆被破坏后可利用表土稀缺是制约煤矿区土地复垦的重要因素之一,难以获得足够的可用表土不仅直接影响到煤矿土地复垦效果,同时也限制煤矿区可持续发展的进程。因此在缺土区拓展可利用表土来源不仅是煤炭土地复垦... 酷寒矿区表土瘠薄,陆地覆被破坏后可利用表土稀缺是制约煤矿区土地复垦的重要因素之一,难以获得足够的可用表土不仅直接影响到煤矿土地复垦效果,同时也限制煤矿区可持续发展的进程。因此在缺土区拓展可利用表土来源不仅是煤炭土地复垦中亟待解决的生产问题,也是一个重要的科学问题。煤矸石是矿产资源开发利用的副产物,也是潜在的表土来源之一。针对特殊环境下的土地复垦需要,以酷寒矿区未风化煤矸石为研究对象,从水分变化、冻融循环单独作用和水分-冻融循环叠加作用于煤矸石的角度进行试验设计,分析了3类14种处理下煤矸石风化崩解的差异性。结果表明:水分-冻融循环处理下煤矸石风化崩解速率明显大于水分和冻融循环单独处理,风化崩解速率差异较大。运用聚类分析把煤矸石14种处理下的崩解速率分为2类,2类间的崩解速率差异显著,引起风化崩解速率差异显著的因素主要是较大的温差变化引起水分和盐分结晶膨胀。其中饱和含水-冻融循环组风化崩解速率大于非饱和水分组,大温差组大于小温差或恒温组。指出了温差变化中冰晶作用的存在引起了煤矸石的快速崩解主导因素。本研究揭示了水分作用对煤矸石风化崩解的影响大于温度作用,冻融循环有利于煤矸石风化崩解。 展开更多
关键词 煤矸石 风化崩解速率 冻融循环 风化成土
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生物炭对煤矿区复垦土壤微生物固碳潜力的促升机制
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作者 马静 邹铭 +3 位作者 骆占斌 朱燕峰 杨永均 陈浮 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1249-1262,共14页
生物炭对贫瘠土壤质量提升具有重要作用,但生物炭对煤矿区复垦土壤理化性状、酶活性及多样性的影响尚不清晰,尤其是微生物固碳潜力的促升。本研究将3种不同秸秆源生物炭(水稻秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆)施入到矿区复垦土壤中,测定不同质... 生物炭对贫瘠土壤质量提升具有重要作用,但生物炭对煤矿区复垦土壤理化性状、酶活性及多样性的影响尚不清晰,尤其是微生物固碳潜力的促升。本研究将3种不同秸秆源生物炭(水稻秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆)施入到矿区复垦土壤中,测定不同质量分数生物炭添加对复垦土壤理化、酶活性及碳库管理指数的影响,分析土壤微生物群落结构及固碳功能基因等变化。主要结论如下:①生物炭添加处理组土壤pH、电导率、铵态氮、硝态氮、有效磷和有效钾含量均有所增加(P<0.05),β–葡萄糖苷酶(BG)、纤维二水解酶(CBH)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)的活性得以提升,而β–N–乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)的活性降低。②生物炭添加提高了变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度(P<0.05),降低了放线菌门(Actinobacteriota)的相对丰度。同时降低了真菌中子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度,显著提高了担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度(P<0.05)。3种生物炭处理增强了细菌网络复杂性,但对真菌网络复杂性并未产生显著影响。③水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆等不同生物炭处理的碳库管理指数分别提升了4.7%、4.8%、24.0%。与对照组相比,添加生物炭组的固碳功能基因CBBL绝对丰度均显著提高(P<0.05),其中玉米秸秆处理的固碳功能基因PMOA绝对丰度显著提高(P<0.05)。生物炭添加显著提高了环境因子与固碳功能基因、碳库管理指数的相关性,微生物是调控土壤固碳潜力的主控因子,为未来矿山生态修复固碳增汇提供了科学依据。 展开更多
关键词 复垦土壤 生物炭 微生物群落 功能基因 固碳潜力
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