中国煤矿区生态修复规划的方法与实例

May 2007

金 属 矿 山 总第371期

METALMINE

2007年第5期

中国煤矿区生态修复规划的方法与实例

王霖琳 胡振琪 赵艳玲 张禾裕 李晓静

(中国矿业大学(北京))

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摘 要 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。

关键词 生态修复 规划 煤矿区

PlanningMethodsofEcologicalRestorationforCoalMiningAreainChinaandItsCaseStudy

WangLinlin HuZhenqi ZhaoYanling ZhangHeyu LiXiaojing

(ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing)

Abstract Thecoalmining-causeddestructiontothesurroundingscenery,ecologicalenvironmentandland,andtheenvironmentpollutionhaveseriouslyaffectedthenormaloperationoftheecologicalsystem.

Inrecentyears,withthein-creasinglymoreattentionpaidtotheecologicalenvironmentprotectionintheworld,theecologicalrestorationforcoalmin-ingareahasbecomeoneoftheissuesofcommonconcern.ThepaperrepresentstheecologicalenvironmentdestructioninChinas'coalminingareaanddiscussestheprinciples,significance,procedureandmethodsoftheecologicalrestorationplanningforthecoalminingarea.IncombinationwiththeecologicalrestorationplanningforthediscardedlandinMento-goucoalminingarea,thepaperdescribestheprocedureandresearchcontentinplanningtheecologicalrestorationincoalminingarea,whichcanbeofsomeguidancesignificancetotherelatedresearchandpractice.

Keywords Ecologicalrestoration,Planning,Coalminingarea

我国是世界上少数几个能源以煤为主的国家之一,是世界上最大的煤炭生产国和消费国。煤炭的

开发利用在对经济的发展起了巨大的推动作用的同时,也带来环境污染,造成生态环境破坏,例如,平原变成高低不平的沉陷(俗称塌陷)区,肥沃的农田变成沼泽地;粉尘飞扬,废水、废气渗溢;矿区地下水位下降、含水层枯竭使井、泉水干涸;植被破坏、山体滑坡、土地沙漠化加剧等等,其生态环境破坏的严重后果不仅伴随整个开采过程,而且在矿区开发结束后仍将继续存在,有可能持续几十年或上百年。据资料显示,截至2004年底,我国因开采沉陷土地总面积已达70万hm,露天煤矿挖损及排土场压占破坏的土地约4万hm。我国煤矿矿点多、分布广,包括地方、乡镇煤矿达8万余个,分布在1349个县,煤炭开发对矿区、乃至全国环境都造成了严重污染。因此,煤矿区生态环境的恢复重建就成为我国一项十分重要的任务。

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1 煤矿区生态修复规划的意义

煤矿区生态修复主要指对采矿引起的土地功能退化、生态结构缺损、功能失调等问题,通过工程、生物及其他综合措施来恢复和提高生态系统的功能,逐步实现矿区的可持续发展。相对于生态破坏而言,生态修复是帮助整个生态系统恢复并对其进行管理的一种人类主动行为,是一项涉及面广,矛盾较大,问题较多的工程,涉及到地质、采矿、环境工程、土壤、生态、植物、水土保持等多学科;包括矿区生态环境的系统评估、复垦地开发利用、地貌和生态系统的重建及修复技术、修复活动的效益评价等多个工作类型;同时,矿区废弃地由于人工干扰强烈,恢复过程一般较为缓慢,需要较长时间才能完成。

*北京市科技计划项目(编号:D0605046040191-101)。

王霖琳(1978)),女,中国矿业大学(北京)土地复垦与生态重建研究所,博士研究生,100083北京市海淀区学院路。

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总第371期 金 属 矿 山 2007年第5期煤矿区生态修复规划即指一段时期内,对矿区土地的修复利用结构、生态系统的构建组合方式以及修复技术方法的合理利用、生态修复工程的规模及布局等在时间、空间上所作的合理安排与布局。一个好的生态修复规划,是在综合考虑各方面的因素、运用各专业学科知识、协调好各项工程的要求及与地方各部门之间关系的条件下产生的,合理确定出了修复工程的规模和先后顺序,使修复工作有计划、有步骤,方法可行,效益可观;因此,生态修复规划是对矿区生态修复工程进行有效管理的途径之一,是保障生态修复工程获得成功的关键。2 煤矿区生态修复规划的原则

(1)与相关规划相协调,全面规划原则。土地是最重要的自然资源,矿区生态环境的破坏也以对土地的破坏最为剧烈,煤矿区生态修复规划必须遵照待修复区域土地的自然规律和经济规律,符合区域土地利用总体规划、土地利用专项规划以及区域发展规划,作到统筹兼顾,协调发展。同时,还要把破坏土地视为自然综合体进行研究,注重生态修复工程的整体性与综合性,自然科学、工程技术与社会科学等多学科、多领域的综合,合理进行平面、空间及时序上的统筹与配置,使其达到最佳的修复效果和效益。

(2)因地制宜、措施可行原则。破坏土地的修复方式与规模、修复土地的利用方向与结构直接决定着土地的利用是否合理,土地生产力能否充分发挥,因此,制定生态修复规划必须认真分析待修复土地资源的特点,按破坏土地的适宜性决定其利用方向。

不同矿区,除自然条件的地域性差异之外,社会制度、经济情况、生产技术条件与矿区开发的历史、以及土地利用结构等都不尽相同,所以,生态修复规划要根据当地现实基础,本着需要与可能,从实际出发,量力而行,从而合理制定规划目标和措施指标。(3)社会效益、经济效益和生态效益相统一的原则。煤矿区生态修复的首要目的是构建矿区和谐稳定的生态系统,增加生物多样性,塑造矿区优美景观,因此矿区生态修复必需遵循生态规律,按照生态系统的原则和方法来建立。同时,矿区又是一个社会、经济、自然3个子系统相互耦合、相互制约、相互促进的整体,在对生态系统的构建规划时必须要考虑到3个子系统的特点及彼此之间的关系,最终达到社会效益,经济效益和生态效益的统一,促进区域可持续发展。

#18#(4)远近期结合、力求实效原则。各个矿山所处的区位条件不同,对生态环境的破坏程度也不尽相同,生态修复规划,首先要有远景设想,制定修复总方向和总目标,做到心中有数,避免盲目性;然后按照生态破坏的类型、程度、国民经济发展规划等确定整个研究区生态修复的阶段性,确定当前的修复规模与修复土地利用结构。编制规划一定要注意两者的协调统一,在内容上要分清主次和先后顺序;在实施上对资金投放、用工和承包等要进行远近期的安排;在建设上要重点抓主导工程,以控制规划实施层次。

(5)生态修复规划要考虑到煤矿区环境地质灾害潜在的危险性,防止损失的二次发生。由于煤矿区是一个动态系统,即使是矿山开采结束以后,矿区环境仍然处于一个不断演化的过程当中,有可能继续衍生新的污染和灾害,因此矿区生态修复规划在考虑未来的修复方向时必须考虑矿区潜在的生态环境风险,防止更大损失的发生。修复技术的不合理应用也会产生二次破坏,矿区生态修复规划也必须充分了解生态环境破坏类型及特点,选择合适的修复技术。

3 煤矿区生态修复规划的方法

当前,煤矿区生态修复日益受到人们的关注,但针对于煤矿区生态修复规划的方法并不多见,参考土地利用规划、生态规划等领域的方法,作者认为关于生态修复规划的方法可以有以下几种。

(1)经验分析法。依据破坏情况、区域经济发展的需求关系和煤矿区的自然环境条件,参照过去的经验,运用淘汰、归类等方法进行规划。这种方法要求规划人有非常丰富的生态修复以及规划方面的经验,且以定性分析为主。

(2)目标规划法。在约束条件下,建立目标数学模型,用计算机求解。对于煤矿区生态修复规划可以考虑以煤矿区的生态效益、社会效益和经济效益为目标函数,而以矿区生态环境破坏现状、生态系统可修复性、土地适宜性、技术、资金等为约束条件,建立模型,进行计算,最终得到理想的规划结构和布局。

(3)景观规划法。应用景观理论,通过美学感受和功能分析等途径,确定景观的最佳利用方式和合理的空间分布格局,继而选用适宜的修复工程技术。

(4)生态工程规划法。应用生态系统共生、物质循环再生和能量转化等原理,结合系统工程的优化方法,根据生态调查,进行生态分区,在生态分区

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王霖琳等:中国煤矿区生态修复规划的方法与实例 的基础上进行生态工程的设计,使得区域生态经济系统要素布局在适宜的地域空间,从而达到对破坏的土地和生态系统进行系统设计、整治和开发利用的目的。

但是在实际规划过程中,一般很难确定具体使用哪种方法,往往是根据修复的目标,将不同方法结合应用,才能得到理想的规划方案。4 煤矿区生态修复规划的一般步骤

生态修复规划的工作程序可分为准备工作、制定规划方案、规划评价3个阶段(如图1)。

2007年第5期

5 北京市门头沟煤矿区生态修复规划的实践5.1 门头沟煤矿区生态修复目标

北京市门头沟区地处长安街延长线的西部端点上,是首都的上风上水地区,全区面积1455km,其中98.5%是山地,山体高大,层峦叠嶂,海拔1500m左右的山峰160余座,具有得天独厚的生态条件,对于北京城起着极其重要的生态屏障作用。该区矿产资源丰富,煤田总面积700km,自辽代即有开采,一度是首都的能源基地。长期的矿业开采使部分地区地质结构发生巨大变化,生态环境破坏严重。

目前北京市城市规划对该区功能定位由/京西矿区0向/生态涵养发展区0的转变,大力加强生态建设,区委区政府确立了/生态立区0的发展战略,因此门头沟区煤矿废弃地生态修复规划的目标就是

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图1 煤矿区生态修复规划的工作程序

要通过对煤矿废弃地生态破坏类型的治理,以生态农业、生态旅游为修复方向,构建区域和谐的景观、环境及生态经济系统,实现城乡生态良性循环,促进区域整体的可持续发展。

5.2 门头沟煤矿区生态修复程序与方法

运用以上确立的生态修复规划的方法和程序对门头沟区煤矿废弃地进行生态修复规划(见图2)。

从预定目标出发,经过准备工作和详细的调查与资料收集,为制定规划方案提供科学依据;通过对收集资料的整理、分析、评价,制定出规划方案,通常规划方案多于1个;然后对所产生的各种规划方案进行评价,包括效益论证、可行性分析、环境影响分析等,从可能的方案中选择最优方案、并作出决策。

(1)准备工作阶段。具体有组织准备、思想准备和业务准备。

组织准备是指由主管部门召集有关部门成立专门的生态修复规划组织机构,在统一组织下,专业负责,分项承担,统一协调。

思想准备是指规划机构成立后,要制定周密的工作计划,明确任务、职责与要求。

业务准备包括收集资料和调查研究,基础资料又包括社会经济资料、自然条件资料与图纸资料等,收集完备后,还要进行初步分析、整理,以了解待修复区的基本情况。

(2)制定规划方案阶段。这是生态修复规划工作中最基本的环节。在对收集的资料进行充分分析,掌握修复区的实际情况的前提下,制定规划方案。包括采取的工程措施、土地利用结构、投资、管理措施、环境影响评价、实施可行性等等,对于大规模的生态修复工程,在规划中要确定区域发展顺序和重点优先发展区域。此时往往制定多个方案以供选择。

(3)规划评价阶段。规划后评价是规划制定后、实施前不容忽视的环节,可以从多角度对已制定的规划方案进行评价,从某种意义上讲,规划评价是编制规划方案的继续。

图2 门头沟区煤矿区生态修复规划流程

首先对门头沟区煤矿废弃地生态环境现状进行调查,针对门头沟区山区型的特点,煤矿破坏类型主要包括煤矿开采驱动下的土地利用结构和景观结构

变化调查;研究区内自然植被的调查并通过植被覆盖指数反映区域内植被的破坏状况;不同类型煤矿废弃地调查,包括煤矸石压占地、塌陷地、裂缝等;开采产生的矿井废水和有毒矿物元素等的污染源调查等。

然后对门头沟区煤矿废弃地生态环境现状、煤矿废弃地的分类及其立地条件进行评价;尤其是应充分考虑废弃矿山采空区的稳沉性,进行生态修复

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总第371期 金 属 矿 山 2007年第5期风险分析;研究废弃矿区的生态结构和植被群落结构以及植被赖以生存的各种环境要素,分析煤矿废弃地生态恢复和植被修复的限制性因素,并从中找出主导限制因子,作可修复性分析。根据各类评价结果确定生态修复的时间安排,对修复的工程技术以及生物技术进行合理运用和设计。

最后分析门头沟区的生态环境发展的趋向,根据区域社会经济发展规划,结合区域生态和植被的调查以及煤矿废弃地限制植物生长因子的分析,以煤矿区生态经济系统理论为指导,综合考虑修复区的生态、社会、经济因素,在生态功能分区的基础上结合适宜性评价,确立煤矿区生态修复的空间布局,得到门头沟生态恢复和植被修复总体规划方案。由于生态修复工程是人为干预下恢复研究区生态环境的过程,生态修复的性质以及门头沟区生态修复的目标决定了该区的生态修复一般投入较大,但短期经济效益却不明显。因此,规划后评价中不应只考虑当前利益及直接经济效益,而应把生态环境改善所带来的间接生态环境效益也考虑在内,对生态系统服务功能进行价值评估,以合理评定生态修复工程所带来的效益,从而进行投入产出分析。最后在规划后评价的反馈指导及最初的修复目标的控制下对规划方案进行反复修改,以达到符合修复目标的理想规划。6 结 论

由于矿藏位置具有不可选择的特点,采矿工业场不能像其它工程建设那样可以选择,因此,往往造

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成难以避免的生态环境问题。同时,过去由于各方面的安排不协调、不统筹,矿区资源开发与生态环境恢复重建严重脱节,使得我国在矿区环境方面造成的历史欠账较多,生态环境的修复治理不仅事关

社会的稳定和人民的安居乐业,也是矿区可持续发展中必须面对的问题。

煤矿区的生态修复是一项复杂的系统工程,是一个逐步改善的过程,耗资巨大,历时较长,涉及十几门学科知识,已成为当前研究的热点问题之一,而我国处在探索阶段。本课题在介绍中国煤矿区生态破坏情况的基础上,阐述了煤矿区生态修复规划的意义、原则、方法和步骤,并对门头沟煤矿区生态修复规划进行了实践,可以为相关研究提供借鉴。当然一个好的规划方案是要在实践中被证实的,因此生态修复工程的最终效果是检验生态修复规划合理与否的主要内容,必须在不断实践的基础上完善理论和方法,然后再以理论和方法指导实践。

参 考 文 献

[1] 朱雪强,韩宝平,白向玉.我国煤矿城市可持续发展难题待解

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[2] 程 烨.基本农田保护与采煤塌陷控制[J].中国土地科学.

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[3] 唐建荣1生态经济学[M]1北京:化学工业出版社,20051[4] 卞正富,翟广忠1矿区土地复垦规划的理论与实践[M]1北

京:煤炭工业出版社,19961

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[6] 许焱谟,陈章琛1土地利用工程[M]1北京:农业出版社,

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[9] 田 贺.谈矿区景观生态规划[J].煤炭经济研究.2002(5):

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[10] 董哲伦.试论河流生态修复规划的原则[J].中国水利.

2006(13):11-131

(收稿日期 2007-04-19)

#信息苑#

2007年矿产资源补偿费征管主抓4项任务

作,规范确定开采回采率系数,严格计征补偿费,初步实现煤炭资源补偿费征收与储量消耗相挂钩。二是进一步加大补偿费征管力度。今年补偿费征收要进一步做好清理工作,建立完善补偿费征收信息通报交流机制,进一步规范补偿费减免工作。

三是加快资源税费改革研究,完善制度建设。四是加强协调配合,加大征管人员培训力度,提高征管队伍素质。

近日,国土资源部矿产储量司、财务司联合召开了矿产资源补偿费征管工作座谈会,部署了今年矿产资源补偿费征收管理工作的4项主要任务。

这4项主要任务:一是做好煤炭资源补偿费征收工作。今年要在全面完成煤炭矿山企业核定开采回采率复核工作的基础上,结合部《关于全面开展矿山储量动态监督管理的通知》要求,对矿山企业动用、消耗、损失的资源储量进行动态监测,依据动态监测结果做好实际开采回采率的考核和测算工

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