新时期国土空间矿山生态修复规划研究：以南宁市为例

国土空间开发和城市建设带来的废弃矿山多存在地灾隐患、环境污染、景观破坏等问题,亟待生态修复与再利用。在生态文明时代,矿山生态修复更加强调统筹空间要素的系统评估和治理。为探索矿山生态修复新路径,以矿山生态修复理论为指导,提出了国土空间矿山生态修复规划的框架和基本内容,以南宁市大都市区为例,基于矿山生态系统综合评估,以重建"社会-经济-自然"复合生态系统为目的,构建了集"本底评价、功能分区、修复提升"为一体的规划体系。通过划定矿山功能分区,明确保护与开发程度,预判土地资源供应能力,并采取需求、供给相匹配的方式,确定各类废弃矿山的修复目的,分类提出多种生态修复策略,以期实现对土地资源的合理再利用。     

基于恢复力的半干旱矿区生态系统退化风险空间评估

黄河流域中段位于黄土高原地区,煤炭生产基地集聚,是黄河流域高质量发展和生态保护的重点区域,生态保护和修复问题受到广泛重视。实施空间精准的生态退化控制与保护,必须考虑生态系统的恢复力。为此,开发基于恢复力的半干旱矿区生态系统退化风险空间评估方法为黄河流域煤炭基地生态系统保护提供技术支撑。以陕西省神木市煤炭基地为研究区,通过综合考虑生态系统多变量之间的相互控制关系,选取恢复力的关键影响因素。基于GIS和突变级数方法评估研究区生态系统恢复力,并建立生态退化风险分级标准,识别生态系统退化风险区域。研究结果表明:(1)研究区生态系统的关键要素包括水文、地形地貌、土壤和植被群落,这些要素决定了生态系统的功能、结构与恢复力。研究区生态脆弱,大部分地区生态系统恢复力指数很低,仅沟谷地带及零星的高植被覆盖区恢复力指数较高;(2)生态退化风险等级由高到低排序为:风沙草滩区黄土丘陵区黄河沿岸土山石区,中高风险区的面积较大;(3)黄河流域中段的煤炭基地受到气候变化与采矿活动的双重扰动,生态环境脆弱,空间异质性大,应成为黄河流域生态保护的重点区域,需要制定空间精细化的生态保护与退化控制策略。通过生态系统恢复力的空间评估,可以发现矿区生态系统退化风险和关键因素,有助于制定差异化的生态保护与退化控制策略。     

辽宁省朝阳县自然生态系统恢复力评价

随着国土空间生态修复在我国全面展开,自然生态系统恢复力评价成为指导地方生态修复分区和修复措施的重要前提和支撑。以辽宁省朝阳县生态环境特点为基础,筛选出NPP、NDVI、人口密度等12个评价指标,利用ArcGIS结合AHP-TOPSIS组合赋权法对其2020年的自然生态系统恢复力进行研究。研究结果表明,朝阳县自然生态系统恢复力指数均值为0.75,生态恢复力总体水平处于“一般”等级;朝阳县的自然生态系统弱和较弱恢复力区域面积占比总计达到28.05%,主要分布在工业发达、人口稠密的城乡住宅用地、农业区和矿山开采破坏区域,其中大庙镇是生态恢复力最弱的一个乡镇,占比为9.81%,地理分布上呈现出自西北向东南逐步升高的空间特征;朝阳县生态恢复力莫兰指数为0.56,反映朝阳县生态恢复力有一定的空间正相关性,并基于局部空间自相关结果将研究区划分为3个生态修复分区。     

矿区土地修复的几个基本问题

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。     

矿山地质环境生态修复工程单元划分

矿山地质环境生态修复是国土空间生态修复六大重要内容即矿山地质环境生态修复、流域和湿地生态修复、退化污染废弃地生态修复、海洋海岛海岸带生态修复、山水林田湖草生态修复、生物多样性与景观生态修复之一,是对矿山地质环境治理和矿山土地复垦及矿山生态修复的整合。准确划分矿山地质环境生态修复工程单元(单位工程、分部工程、分项工程),对于加强生态文明建设、统筹推进“五位一体”总体布局及矿山地质环境生态修复工作等方面意义深远。     

控制采矿干扰扩散的生态关键地段识别研究——以大冶市为例

控制采矿干扰扩散的生态关键地段对维持生态系统有着重要的意义。以典型的矿业城市大冶市为例,在GIS技术的支持下,根据最小累积阻力面模型原理,将作为“源”的矿山企业的影响系数进行量化,系统研究了干扰扩散的阻力构成和运作机理,构建了采矿干扰扩散的阻力面模型（MIDR）,最终识别出控制采矿干扰扩散的位置型关键生态地段,并对其空间分布的位置和规律进行了分析。结果表明,大冶市控制采矿干扰扩散的生态关键地段覆盖了主要矿山、生态敏感区与脆弱区,约占全市土地面积的23%,这些生态关键地段是维系矿业城市生态平衡与安全、改善环境质量的重点区域,加强这些关键地段的监管,能够有效控制矿山外部性的外溢,实现区域可持续发展。     

关闭矿山社会生态系统恢复力评价研究 ——以徐州市大黄山矿区为例

本文以徐州市大黄山矿区为研究对象,从社会、生态、经济三大系统遴选18个指标,构建矿区社会生态系统恢复力评价指标体系,运用集对分析法评价系统恢复力,揭示大黄山矿区闭矿以来恢复力变化趋势。结果表明:2000～2014年间大黄山镇社会生态系统受到的扰动指数居于0.43～0.54之间,应对能力指数从0.23上升到0.77;2000～2014年间大黄山镇社会生态系统总恢复力指数从0.32上升到0.72;经济发展水平对矿区社会生态恢复力的影响较大,是矿区转型发展的主要支撑。     

生态网络构建视角下矿山生态修复重点区域识别——以辽宁省建平县为例

采矿业是矿业城市经济来源的重要组成部分,对矿山进行系统的开发和修复是矿业城市生态安全的关键问题。立足于宏观视角下的矿山开采与修复,旨在通过生态网络构建识别出建平县矿山生态修复的重点区域。运用生境质量模型、生态系统服务价值评价识别生态源地。综合考虑自然因素、干扰因素、国土空间三线、矿山开采风险4个方面因素构建和修正阻力面。采用最小累积阻力模型(Minimum Cumulative Resistance Model,MCR)提取生态廊道,并结合生态廊道及其缓冲范围内的矿山类型、开采方式等因素,实现矿山开采风险分区,明确矿山开采和修复优先级。结果表明:(1)研究区共有生态源地28处,共计面积1 139.53 km2,提取生态廊道1 006 km。(2)矿山开采低、中、高风险区内分别包含生产矿山和废弃矿山的面积分别为17.92、10.62、25.77 km2和22.5、14.10、21.93 km2。(3)按照矿山空间分布对生态网络的影响程度,划分了生产矿山开采优先级和废弃矿山修复优先级分区;其中,优先开采区、限制开采区、禁止开采区内包含的生产矿山面积分别为17.93、11.80、23.63 ...     

矿产资源开发利用及生态修复相关方案管理优化分析与建议

矿产资源开发利用方案和矿山地质环境保护与土地复垦方案是采矿权登记的核心要件,也是自然资源主管部门对矿产资源开发利用和生态修复进行监管的重要依据和抓手。为深入贯彻习近平总书记“山水林田湖草是一个生命共同体”理念,更好地履行自然资源部国土空间生态修复职责,促进矿产资源合理开发利用,提高采矿权登记管理效率和服务水平,建议对矿产资源开发利用方案和矿山地质环境保护与土地复垦方案管理进行优化,在形式上合并为矿产资源开发利用与生态修复方案,制定统一的编制大纲;在具体内容上进一步完善和充实矿区基础调查相关内容,突出矿产资源合理开发利用的科学性、合理性论证,强化矿区生态环境的整体保护和系统修复;在管理流程上统一组织方案评审和结果公示。     

我国煤矿区土地复垦与生态重建研究

文章分析了煤炭开采对生态环境破坏的特征,将采前生态系统类型与采矿扰动因子列为矿区生态破坏类型划分的两个重要因素,并对煤矿区生态破坏类型进行了划分;回顾了我国矿区土地复垦研究历程,简要介绍了各阶段所取得的标志性成果;在矿区土地复垦评价与规划、复垦土壤重构、矿区土地复垦界面要素演替规律、矿区生态重建原理等方面的研究为土地复垦科学化提供了强有力的理论支撑;矿区土地复垦技术不断创新,初步形成了地下开采矿山充填复垦与非充填复垦、露天开采矿山剥采复一体化、矸石山绿化、复垦土壤剖面重构、植被恢复的技术体系;综合目前该领域的研究现状和存在的问题,提出了我国矿区土地复垦与生态重建的重点方向.     

大型露天矿土地复垦和生态重建技术初探

总结了国内外关于露天矿土地复垦和生态重建的技术现状和发展趋势,认为土地复垦不仅是土地问题,同时也是环境问题,土地复垦的实质是既要恢复土地资源,又要重建生态平衡;生态重建是土地复垦的核心和目标,土地复垦和生态重建是土地和环境综合治理的系统工程,明确了矿山土地复垦规划的一般程序。     

矿山周围生态环境修复与治理研究

煤炭资源对于满足不断增长的我国能源需求至关重要.大多数能源生产已经从传统能源转向非传统能源,如太阳能和核能.然而,煤炭资源是通过采矿获得的,煤矿开采引起的土地利用变化在煤矿地区很常见,导致荒地、农业用地和水体变化,最终改变生态系统.退化的矿区土地必须通过发展森林、草原和农业等植被来恢复.对煤矿山周围生态环境修复和治理进...     

中美草原区露天煤矿土地复垦技术对比案例研究

中国露天煤矿多处于生态环境脆弱区,煤炭开采不可避免导致矿区生态环境的进一步恶化,草原区露天煤矿土地复垦已成为焦点。以美国的北安特洛浦/罗切尔矿区和中国内蒙古某露天煤矿为代表,系统对比两国草原区露天煤矿土地复垦在地貌重塑、土壤重构、植被重建等过程中的主要技术措施。研究发现,中国较美国在露天煤矿土地复垦技术上存在一定差异,美国比较注重近似原始地形的地貌重塑、本土植物的调查与保护、土地复垦后期的监测管护。研究认为,中国在草原区露天煤矿土地复垦过程中应该注重地貌重塑的区域协调性、提倡本土植物的利用和种植、减少抚育管理工作量、强化土地复垦后期监管,以保障矿区土地可持续利用。     

中国煤矿区生态修复规划的方法与实例

煤炭开采引起矿区周围景观和生态环境的破坏,土地破坏、环境污染等严重影响了生态系统的正常运转,影响了矿区周围居民正常的生活.近年来,随着世界对生态环境保护工作的重视,煤矿区生态修复已成为各界普遍关注的问题之一.在介绍中国煤矿区生态环境破坏情况的基础上,阐述了煤矿区生态修复规划的原则、意义、程序和方法,并以门头沟区煤矿废弃地生态修复规划为例,具体介绍了煤矿区生态修复规划的程序及研究内容,可以对相关研究及实践有一定的指导作用.     

绿色开采定量分析与深部仿生绿色开采模式

绿色开采是煤炭规模化开采向现代生态文明开采的技术跨越，绿色开采水平的科学评价则是建立适用绿色开采模式与实践效果检验的重要方法。研究基于前人成果分析，试图从生态学视角将传统的采矿系统与生态系统相融合构建采矿生态系统，采用物理模型构建、数学模型分析和实例验证方法，分析开采扰动时系统受损状态和生态损伤程度，构建生态损伤和绿色开采分析模型，定量评价绿色开采水平和效果，参考西部深部开采环境特点和采动生态响应特征，建立适用的绿色开采模式，为西部矿区探索适用的绿色开采解决方案提供有效途径。研究基于采矿生态系统，提出描述开采“激励”作用下生态损伤的4个因子和16个主要参数，系统内3类要素组(采动覆岩、地下水系统、地表生态)的4种耦合关系(应力耦合、水-岩耦合、水-土耦合、辐射耦合)和生态损伤的系统外传导效应，提出描述生态系统原态与受损状态相对变化关系的“生态损伤系数”;绿色开采本质是通过控制开采激励的生态响应水平实现“减损”和近零排放的先进开采方式，参照生态系统原态提出开采“绿度”指标度量开采扰动下自然稳定的生态系统原态保持水平，基于生态损伤系数建立了绿度定量分析模型和绿色开采水平比较模型;建立了绿色开采模型，分析了开采工艺参数、地下水系统保护和地表生态修复方法的绿度贡献水平，发现控制导水裂隙带高度、矿井水涌出量和含水层保护、近零排放等途径对开采绿度贡献相对较大;采用“递进式”优化的绿色开采方法与安全高效开采模式对比，地下水系统减损对提升绿色开采水平相对贡献更大;处于西部生态脆弱区的神东矿区分析显示，大柳塔矿、上湾矿、榆家梁矿等优于全区平均绿色开采水平，地下水系统减损是提升绿色开采水平的瓶颈;按照“源头减损与过程控制”思路，着力“降高、减失、快治、零排”，建立以“仿生”开采工艺为核心、非连续开采充填、含水层渗流隔离、煤矿地下水库储水、地表生态分区治理技术协同且精准控制开采过程的深部仿生绿色开采模式。     

唐河县水泥厂废弃矿山地质环境特征与治理恢复探索

通过调查露天开采的废弃大理岩矿山,明确得出:矿区现有63个采坑,18处高陡边坡,3处废弃渣堆,20处石料堆,6处危岩体,1处不稳定斜坡,6处废弃建筑,土地损毁面积297679.41 m2,原有地质环境条件遭受了极大的破坏.为了消除矿区地质灾害、修复地形地貌景观及土地资源,基于地质工程情况,采用结构面赤平投影理论进行了分...     

采煤沉陷湿地景观格局与水文过程研究进展

开采沉陷对煤炭资源型城市的生态环境形成了强烈扰动,在我国东部高潜水平原地区产生了大量的地表积水并逐步形成湿地景观。景观格局与水文过程的变化规律是研究采煤沉陷湿地形成与演变的关键内容,已经成为矿区生态修复和保障资源型城市生态安全的重要课题。重点归纳了采煤沉陷湿地景观格局演变特征分析的方法,包括景观格局指数分析、景观动态变化模型的应用,同时综述了采煤沉陷湿地景观格局演变驱动力研究的进展。水文过程方面,总结了采煤沉陷湿地水文情势、水文循环以及水文过程和景观格局的互相作用三个方面的研究成果。最后从景观格局与水文过程的耦合机制、生态服务功能的综合利用、区域性景观格局优化的角度阐述了对未来研究趋势的展望。     

露天开采对环境的扰动行为及其控制技术

阐述了露天开采产生环境扰动的概念,基于扰动对象和矿田开发阶段确定了扰动行为的分类方法,提出了扰动行为具有自恢复性、过程性和可控性等特征。创建了扰动行为的管理控制理论,其基本原理是将露天矿区的环境背景值作为基准值,以露天矿开采后恢复原始环境为最低控制目标,对扰动行为实施全生命周期的动态管理与控制,确保露天矿开采后的周边环境恢复到原始状态,力争实现对周边环境的重构和改善。提出了"扰动系数"的概念和计算方法,用于量化露天开采对环境的综合扰动程度,建立了露天开采对水、大气、土地和生态环境扰动的分类控制指标,共4大类7个指标。研究了中国典型露天煤矿的扰动系数,构建了扰动控制关键技术体系。提出的综合扰动程度评价指标主要适用于露天开采,对于矿井开采也可提供一定借鉴。