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TUhjnbcbe - 2025/6/12 16:40:00
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创新点提出了针对于草原露天矿区的立体式景观生态格局整体优化技术策略,具体包括矿区内外排土场地形地貌全生命周期近自然重塑方法;生态源地、生态网络等关键景观组分的识别与水系、粉尘阻隔廊道等生态网络构建,以及大型外排土场的水土物质流途径识别和排土场水土资源调控系统构建方法,改善了矿业景观与自然景观的协调度,提升了典型矿业景观的生态稳定性。作者雷少刚1,张周爱2,陈 航1,吴振华1,宫传刚1,卞正富1作者单位1.中国矿业大学矿山生态修复教育部工程研究中心;2.神华宝日希勒能源有限公司1研究背景东部草原区位于中国生态安全“两屏三带”的北方防沙带,该区域气候寒冷、干旱缺水,生长期短,生物量低,生物链简单,生态系统中物质循环和能量转换过程缓慢,致使其生态环境脆弱。该区域聚集了我国蒙东煤炭基地和呼盟锡盟煤电基地,以露天开采为主,产能超4亿t,约占东北区产能的57%,保障了区域煤炭供应,成为了国家重点建设的大型煤电基地之一。近10a来,随着矿产资源与畜牧业持续开发,优质草地面积下降了近一半;同时,大型煤电基地集群式、大规模、高强度、持续性开发引发植被破坏、水土流失、土壤沙化、地下水位下降等一系列生态环境与社会问题,势必将影响东北能源保障和生态屏障作用的发挥。该区域的生态修复和综合整治成为了国家生态安全的重大课题。大型煤电基地因挖损、压占、塌陷、复垦等生产建设活动对生态环境的影响在不同尺度(个体、种群、群落、生态系统、景观/区域等)的表现形式、累积程度及其生态恢复方式都有所不同。因此,矿区生态系统恢复必然是跨尺度,多等级的,必然涉及受损生态系统与周围环境的关系以及生态系统之间的结构、功能与过程的恢复。整体上,矿区生态恢复正在从土壤重构、植被重建等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。景观是由相互作用的多个生态系统组成的异质性地理单元;景观生态恢复则是通过修复、创建或重组等手段调整景观组分与空间格局,协调退化的生态过程,改善受损生态系统功能,保持区域生态系统的稳定性。因此,景观生态恢复是东部草原煤电基地生态安全格局构建的关键途径。目前,国内外学者围绕矿区景观生态开展了一系列的研究,主要集中在景观格局变化、景观生态类型划分、景观生态健康调查与评价、景观生态规划和景观生态空间格局模拟优化等方面。总的来说,针对草原煤电基地长期高强度开采驱动下景观破碎、生态结构缺损与功能失调等景观生态问题的影响机理不明确,亟需的景观生态恢复的技术研发不足,包括缺少针对草原煤电基地景观生态分类体系研究;无统一的矿区景观生态健康评价标准;缺乏景观格局改变产生的物质流、能量流等生态过程的机理性研究;需研发适用于矿区尤其是草原区煤电基地景观格局模拟与优化模型;现有生态恢复技术修复模式单一,矿业景观与自然景观融合度低,缺少整体格局优化与关键部位/组分修复综合的景观生态恢复技术体系。2摘要近些年,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。3文中图片—年胜利矿区景观格局变化胜利矿区开采前后高程、坡度变化开采前后地形变化对水土流失与沉积的空间影响模拟结果排土场修复效果对胜利矿区景观生态网络廊道构建的影响宝日希勒排土场北坡地表水流控制系统与坡顶水土物质流控制系统示意胜利一号露天矿内排场传统内排地貌与全生命周期近自然地貌重塑设计示意作者简介雷少刚,男,年出生,四川南部县人,中国矿业大学教授、博士生导师,教育部新世纪优秀人才、江苏省高层次人才(中青年科学技术带头人)、江苏省青蓝工程优秀青年骨干教师、江苏省土地科技优秀工作者;担任矿山生态修复教育部工程研究中心副主任;主要从事煤矿区环境监测与生态修复方面的科研与教学工作,承担或完成了国家重点研发计划课题、计划子课题、国家自然科学基金等项目。在SCIENCE、JournalofHazardousMaterials、煤炭学报、生态学报等国内外重要期刊发表论文60余篇,其中SCI、EI检索40余篇,出版专著3部,授权国家发明专利5项。获全国百篇优秀博士论文提名奖,江苏省科技进步奖二等奖一项(排名第3)、国际环境岩土协会最佳研究奖。研究方向矿区环境监测与生态修复主要成果致力于煤矿区环境监测、土地复垦与生态修复,取得多项创新研究成果;研究了高强度开采下西部矿区环境损伤机理与矿区关键环境要素的自修复特征,构建了矿区环境变化预测模型,并提出了矿区引导型生态修复技术模式,构建了草原露天煤矿景观生态健康评价方法,露天矿全生命周期近自然地貌重塑技术体系等创新性研究成果,并在内蒙古神东、宝日希勒、胜利等矿区得到示范应用推广。来源:雷少刚,张周爱,陈航,等.草原煤电基地景观生态恢复技术策略[J].煤炭学报,,44(12):-.LEIShaogang,ZHANGZhouai,CHENHang,etal.Landscapeecologyrestorationstrategiesforthecoal-electricitybaseinsteppeofChina[J].JournalofChinaCoalSociety,,44(12):-.责任编辑:韩晋平编辑整理:郭晓炜审核:常琛End往期精彩钱鸣高,许家林:煤炭开采与岩层运动王家臣:我国放顶煤开采的工程实践与理论进展袁亮院士视频讲解煤炭精准开采科学构想谢和平,鞠杨,高明忠,等:煤炭深部原位流态化开采的理论与技术体系王国法,刘峰,庞义辉,等:煤矿智能化——煤炭工业高质量发展的核心技术支撑联系我们联系人:郭晓炜--邮箱:guoxiaowei

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