东部草原区露天煤矿减损开采与生态系统修复技术及应用

东部草原区是我国重要的煤能源基地,煤炭开发为东北区能源保供和我国经济发展做出了巨大贡献。东部草原区气候酷寒干旱、土壤瘠薄、植被抗扰动能力低,而煤炭大规模开发导致了当地草原退化和水位下降等问题,因此开展了东部草原区露天煤矿减损开采与生态系统修复研究,提出了露天煤矿源头减损-过程控制-末端治理的生态修复理念,研发了开采节地减损、物料跨时空调配储用和“生态窗口期”协同修复等技术,并在胜利露天矿和宝日希勒露天矿进行技术应用和示范。结果表明：胜利露天矿原排土工作帮坡角提高了2.9°,可开展生态修复时间提前0.9 a,采场占地面积缩小75.2 hm²;仅在宝日希勒露天矿南帮实施冻结期靠帮开采-快速回填技术多回收煤炭资源69.55万t,占年生产能力的2%,在满足露天矿生产能力的前提下少征地2.4 hm²/a。研究成果为相似露天矿开展减损开采与生态修复工作提供了技术支撑,具有广泛的应用和推广价值。     

露天开采及土地复垦对生态系统服务功能价值影响变化的对比研究——以内蒙古胜利东二号露天煤矿为例

煤炭工业作为我国重要的经济产业,在促进国民经济发展的同时,也严重破坏了矿区的生态环境,矿区生态系统服务功能价值的研究,能够比较精确地体现出采矿活动对生态系统服务功能的影响。以内蒙古胜利东二号露天煤矿为例,根据遥感影像以及矿区开采工序,以Constanza划分的生态系统服务功能为基础,结合研究区的自然环境特点,选取与胜利东二号矿相关的生态系统服务功能,即物质生产能力、调节空气、涵养水源、土壤保护及旅游文化,研究该区域2005、2009、2035年3个时间点只开采及边开采边复垦两种不同情景下矿区生态系统服务功能价值,结果表明：边开采边复垦下的生态服务价值远远大于只开采而不采取任何生态重建措施下的生态服务价值,即土地复垦有效地提高了矿区的生态系统服务价值。     

山西省大同塔山煤矿地质环境问题与治理对策研究

大同塔山煤矿位于大同煤田中东边缘地段,赋矿地层主要为侏罗系大同组,目前已采空;二叠系山西组、石炭系上统太原组,煤层厚73.67～93.40 m,平均厚85.16 m,含煤系数为36%,为主要采煤层。因采煤造成的地质环境问题主要为地面沉陷、地裂缝,边坡崩塌、滑坡等,地形地貌景观破坏,原煤储存、运输等造成的粉尘污染等,影响周边耕地面积约43.97 hm²,约合44 hm²旱地遭受减产损失。矿区通过回填矿山地面塌陷、裂缝等综合治理手段,土地翻耕面积118.42 hm²。通过植被绿化,恢复土地功能。其中,耕地增加54.77 hm²、有林地49.74 hm²、灌木林地3.34 hm²、人工牧草地469.08 hm²,达到了良好的生态、社会效益。     

采煤业生态足迹及地区间的差异

在计算江苏徐州市和山西长治市生态足迹的基础上，提出了计算采煤业生态足迹的方法.并用3种不同的方法比较了徐州和长治两地采煤业生态足迹的地区差异：徐州市开采万吨原煤的生态足迹占矿区生态承载力的比例为26%，长治市为51%；采煤业万元产值的生态足迹徐州市为0.74 hm²，长治市为0.78 hm²；按产值比重算，万吨原煤产量的生态足迹徐州市为52.07 hm²c长治市为66.81 hm².同时还分析了同一地区单位产值的采煤业与其他产业生态足迹的差异，长治市采煤业生态足迹与其他行业生态足迹较为接近，而徐州市采煤业生态足迹则远大于其他行业的生态足迹.     

露天矿区植被协同演变多源数据时序分析——以准格尔矿区为例

为揭示露天煤矿排土场复垦区人工植被与矿区外围未扰动的原始植被间的协同演变规律,研究基于Landsat TM/OLI与MODIS卫星遥感数据,结合气象台站观测数据,采用一元线性回归法,分析准格尔矿区1988—2020年的归一化植被指数（NDVI）与植被覆盖度的时序变化,对Landsat卫星热红外波段数据反演得到准格尔矿区自2000年以来的地表温度变化,此外,在ArcGIS平台下计算得到矿区及其周边区域干旱指数的空间分布及时序变化。研究结果表明,33 a来准格尔矿区外围未扰动区域植被覆盖度呈整体上升趋势,由1988年建矿初期的37%上升到2020年的63%,排土场人工植被区面积由1994年首次出现时的15.49 hm²增长到2020年的1 694.86 hm²;矿区5 km缓冲区范围内74.74%的植被得到中度改善;矿区地表温度呈下降趋势,干旱级别由干旱降为正常。综合多项结果表明,准格尔矿区自1988年建矿至今,矿区内部排土场人工生态修复与外围未扰动原始生态环境均得到改善,主要原因是露天煤矿排土场土地复垦与煤炭开采同时进行,随着复垦规模及强度的增...     

胜利矿区景观生态的空间格局分析

通过对胜利矿区建设前及建设后的景观分区和选取景观空间格局指标，分析研究了胜利矿区景观的空间格局特征及矿区建设前后空间格局的变化，结果表明：1．建设后的景观生态的多样性、均匀性和破碎度高于建设前；建设后矿区的景观优势度和分离度值减少；2．胜利矿区建成后，工矿景观的数目、面积均增加，草原景观的面积减少，因此，在开采的同时应大力开展矿区的植被恢复，特别是草原植被的恢复，实现露天煤矿生产与生态重建的一体化．     

基于生态系统服务价值的水源地生态补偿研究——以南水北调东线扬州市为例

生态补偿是协调区域经济发展和生态环境保护的重要机制,补偿标准的确定和补偿资金的分配是生态补偿的难题。文章基于生态系统服务价值法,利用GIS和遥感技术,分析了扬州市2010年、2015年和2018年土地利用类型和生态系统服务价值的变化,确立受水区生态补偿支付标准上限,引入生态补偿优先级（ECPS）对水源地各区补偿的迫切程度进行量化,并建立补偿资金分配机制。研究表明：1）2010-2018年扬州市土地利用结构变化显著,生态系统服务价值从553.58亿元降低到467.99亿元,其中水体和水田生态系统服务价值减少最为显著,占比90.38%;2）受水区应给予补偿的生态系统服务价值为20.91亿元,而支付标准上限为13.59亿元,二级服务水文调节价值占比80.02%,是补偿的核心;3）补偿顺序和补偿资金分配情况依次为高邮市（10.13亿元）、宝应区（5.08亿元）、邗江区（2.81亿元）、江都区（1.79亿元）、仪征市（0.93亿元）和广陵区（0.17亿元）。最后从明确补偿对象、建立监督机制、形成多元化补偿等角度提出相关建议,以期完善水源地生态补偿机制。     

基于生态足迹修正模型的矿业城市生态承载力研究

为进一步改善生态足迹模型,提高模型评价的精确性,对生产可能性曲线进行了分析.分析表明,经济发展和科技进步对生态承载力具有促进作用,从而改善了区域生态赤字.引入社会经济系统指数改进生态足迹模型,并以抚顺市为例进行验证,通过验证修正模型精确度提高了7.3%.研究结果表明：基于改进后的生态足迹模型,1985-2005年抚顺市人均生态承载力增长缓慢;人均生态足迹增长快速,从2.29 hm²增至4.33 hm²,增长了89.08%,其中1995-2000年人均生态足迹增长率最大,达到年均10.47%;人均生态赤字逐年加剧,2005年达到-3.35 hm²;人均生态足迹构成以化石能源用地、草地、耕地为主,2005年化石能源用地比重达到79.04%;万元GDP所消耗的生态足迹从12.57 hm²下降为2.49 hm².     

平朔矿区生态系统服务功能价值情景模拟研究

研究土地利用变化对矿区生态系统服务价值的影响具有重要意义。本文以平朔矿区土地利用的动态数据为基础,对该矿区不同类型土地的生态服务价值及矿区总的生态服务价值进行研究。结果表明：1985-1990年矿区生态价值呈下降趋势,从31 270.98万元降至30 348.14万元;1990-2005年生态价值逐渐上升,2005年为311 090.05万元。矿区无复垦措施和有复垦措施两种情景设置结果显示：在完全没有复垦措施的情况下,矿区总的生态价值呈下降趋势,2005年仅为26 401.6万元;而在有完全复垦措施的情况下,总生态价值呈急剧上升状态,到2005年为49 835.55万元。说明土地复垦及生态重建工程对矿区的生态可持续发展起到重要作用。     

胜利矿区景观生态的空间格局分析

通过对胜利矿区建设前及建设后的景观分区和选取景观空间格局指标,分析研究了胜利矿区景观的空间格局特征及矿区建设前后空间格局的变化,结果表明1. 建设后的景观生态的多样性、均匀性和破碎度高于建设前;建设后矿区的景观优势度和分离度值减少;2. 胜利矿区建成后,工矿景观的数目、面积均增加,草原景观的面积减少,因此,在开采的同时应大力开展矿区的植被恢复,特别是草原植被的恢复,实现露天煤矿生产与生态重建的一体化.     

基于生态系统服务价值的水源地生态补偿研究——以南水北调东线扬州市为例

生态补偿是协调区域经济发展和生态环境保护的重要机制，补偿标准的确定和补偿资金的分配是生态补偿的难题。文章基于生态系统服务价值法，利用GIS和遥感技术，分析了扬州市2010年、2015年和2018年土地利用类型和生态系统服务价值的变化，确立受水区生态补偿支付标准上限，引入生态补偿优先级（ECPS）对水源地各区补偿的迫切程度进行量化，并建立补偿资金分配机制。研究表明：1）2010—2018年扬州市土地利用结构变化显著，生态系统服务价值从553.58亿元降低到467.99亿元，其中水体和水田生态系统服务价值减少最为显著，占比90.38%；2）受水区应给予补偿的生态系统服务价值为20.91亿元，而支付标准上限为13.59亿元，二级服务水文调节价值占比80.02%，是补偿的核心；3）补偿顺序和补偿资金分配情况依次为高邮市（10.13亿元）、宝应区（5.08亿元）、邗江区（2.81亿元）、江都区（1.79亿元）、仪征市（0.93亿元）和广陵区（0.17亿元）。最后从明确补偿对象、建立监督机制、形成多元化补偿等角度提出相关建议，以期完善水源地生态补偿机制。     

基于时间序列模型的戈壁荒漠露天矿生态环境评价

矿区生态环境评价中常采用单景、多景遥感数据来进行评价,但这2种数据存在时间不一致性和评估不准确性的缺点。为实现矿区生态环境的准确监测,以戈壁荒漠露天矿及其周边环境为研究对象,采用CFmask算法+Tmask算法获取纯净像元反射率。经时间序列模型合成研究区年度遥感数据,采用压力-状态-响应模型对其进行长时间序列生态环境评价。结果表明：(1)基于时间序列模型预测的地表反射率值与对应局部区域的卫星观测地表反射率值差异较小且其真彩色影像视觉差异较小,非纯净像元位置处预测反射率与周边纯净像元地表反射率真彩色影像视觉差异较小。以2022年各波段纯净像元反射率观测值与预测值验证精度,结果显示观测值与预测值显著相关(相关系数均大于0.6)。实地考察数据与经时间序列预测数据得到的生态环境指数的相关性(R²=0.450)优于单景生态指数(R²=0.347)、多景生态指数(R²=0.386)。(2) 2013—2021年研究区整体生态环境较差,呈南高北低、西高东低的空间格局,且随着时间增加,南部生态环境退化较为严重。矿区内生态环境变化较矿区外...     

兴隆庄煤矿生态系统服务价值评估

以兖州矿区兴隆庄煤矿为例,基于1990-2018年间的遥感影像数据,从供给、调节、支持和文化4个方面对兴隆庄生态系统服务价值进行测算评估,并分析其动态变化度及敏感性。评估结果表明,总生态服务价值表现为先增加后减少,1990-2010年矿区生态系统服务总价值从18841.5万元增加至29034.2万元,主要原因是采煤塌陷导致耕地向塌陷水体转变以及林地面积的增加;2010-2018年生态总价值减少了2484.8万元,主要在于耕地大规模地转变为建设用地以及区域地下水位下降造成的水域面积减小。敏感性分析显示,耕地和水体是平原矿区生态系统服务价值最敏感的因素,耕地的敏感性指数由1990年的0.79降为2018年的0.28,说明其在生态服务价值中的影响逐年降低。     

平朔矿区生态系统服务功能价值变化研究

矿区是人类活动干扰最强的生态系统之一,矿区的开采利用对经济的发展起到了巨大的推动作用,但同时也对当地环境产生了重大影响。本文以平朔矿区为对象,采用了市场价值法、成本法和影子工程法等研究了该区域1985-2005年土地利用变化所引起的生态系统服务价值的变化。结果表明,1985-1990年矿区总的生态价值呈下降趋势,从31 270.98万元降至30 348.14万元;1990-2005年生态价值逐渐上升,到2005年时为311 090.05万元。复垦地的增加带来了良好的生态效益,改善了生态环境,提高了生态服务价值,减少了因受损地增加而产生的负面作用。     

重庆煤矿区生态补偿研究-以松藻矿区为例

本文以松藻矿区为研究区,根据松藻矿区生态环境破坏现状调查以及前人研究成果,构建适宜重庆松藻矿区的生态环境价值损失评价指标体系,在此基础上,利用1999-2008年十年期间环境监测、调查以及统计等数据,综合运用价值损失法和恢复成本法,核算出十年期间松藻矿区生态环境与居民累计价值损失值,并根据生态系统稳定性等原则,得出松藻矿区吨煤应提取的生态补偿量,为重庆煤矿区生态补偿制度建立提供科学依据。通过研究,本文认为：1999-2008年十年期间研究区累计造成的生态环境和居民损失共446784万元,折合吨煤损失118.36元/吨;松藻矿区吨煤应提取的生态环境经济补偿量为73.71元/吨,其中,生态环境补偿量为42.25元/吨,居民生产和生活补偿量为31.46元/吨。     

露天矿区生态问题及生态重建方法探讨

露天矿由于在地表开采,产生的生态问题比地下矿严重.吞占土地、破坏植被、次生地质灾害、水体污染和破坏、大气污染、重金属污染、水土流失和土地沙漠化等,是露天矿区常见的生态问题.从露天矿区目前所存在的生态问题入手,探讨露天矿区生态重建的内容与特点、生态重建技术、目前国内外矿区生态重建工作概况、我国露天矿区生态重建存在的问题等.最后就我国露天矿区目前的生态重建工作,提出进一步的建议:利用采矿大型机械运移岩土进行露天矿土体再造;进行物理、化学、微生物等相结合的综合治理;加强群落结构优化配置模式的多样性研究等.     

基于正态云模型的宝日希勒煤矿生态安全等级研究

针对当前矿区生态安全评价结果及等级划分的模糊性与随机性问题,以宝日希勒大型露天矿区为例(以下简称为宝矿),探究基于PSR模型、熵权和正态云模型的矿区生态安全综合评价体系.结果表明:宝矿生态安全综合隶属度为0.9947,属于敏感级,且有向危险级恶化趋势,安全形势比较严峻;其中压力层和状态层处于敏感级状态,最大隶属度分别为0.2735、0.3902,而响应层处于恶劣级状态,最大隶属度为0.3504;造成宝矿生态压力增大的关键因素为矿坑和土壤侵蚀,主要表现在草地破坏、土壤养分降低和空气污染方面,而限制宝矿生态安全等级提高的主要因素包括废水和固体废弃物利用率低以及科研和环保投资不高.     

基于ARIMA模型的黄土高原河谷城市生态足迹动态模拟及测算——以甘肃省兰州市为例

为了从经济发展的角度探究生态足迹动态变化的成因,论文在测算黄土高原河谷城市——甘肃省兰州市2002—2014年人均生态足迹的发展轨迹的基础上,引入ARIMA模型,模拟预测了该市2015—2020年生态足迹变化趋势。研究结果显示：1)2002—2014年,甘肃省兰州市人均生态足迹总体呈现上升态势,数值由2.70 hm²增长至4.25 hm²,增幅达到1.57倍;2)从生态足迹增速看,2002—2014年人均生态足迹平均增速达到4.04%,同一时期兰州市地区生产总值平均增速为11.88%,较人均生态足迹增速高出7.84%,表明该地区经济发展的速度高于资源环境消耗的速度;3)2015—2020年甘肃省兰州市人均生态足迹仍然呈现上升态势,预测值分别达到4.48 hm²、4.61 hm²、4.75 hm²、4.89 hm²、5.02 hm²和5.17 hm²,甘肃省兰州市生态赤字逐年增大,总生态足迹是城市土地利用总面积的1...     

平朔东露天煤矿开采工艺选择分析

平朔东露天煤矿是根据原国家计委和国家发改委确定的平朔矿区三大露天矿之一。项目包括露天矿、洗煤厂、铁路专用线三个单项工程,其中露天矿建设规模2000万t/a,配套建设选煤厂和铁路专用线,项目总投资约76.69亿元,设计服务年限75a。本文从理论角度对半连续开采工艺在平朔东露天煤矿应用的可行性进行了分析,认为该工艺在平朔东露天煤矿具有较强的推广应用价值。     

基于生态服务价值的甘州区土地利用变化生态效应研究

利用生态服务价值框架及构建区域综合生态效应指数，揭示2001—2029年甘州区生态系统服务功能价值总量，以及各地类生态服务价值变化状况。研究表明：1）甘州区生态系统服务价值总值15年来共增加了6 169.45×10^4元，增加幅度达到7.44%；2）2001—2015年，草地、林地、交通水利用地的生态系统服务价值呈增加趋势，增加总量为9 478.76×10^4元，耕地、园地、水域、未利用土地和建设用地的生态系统服务价值呈减少趋势，减少总量为3 714.75×10^4元；3）生态系统中原材料生产、气候调节、保持土壤、维持生物多样性变化大，其中保持土壤增加最多，其次是维护生物多样性、气体调节、气候调节、原材料生产的生态服务价值。4）2022—2029年甘州区的生态服务价值总量将进一步提高，生态环境进一步好转。