环境生态系统_论煤矿区生态环境的自修复

发布时间：2016-11-11 14:56

  本文关键词：生态环境的自修复，由笔耕文化传播整理发布。

第８期论煤矿区生态环境的自修复、胡振琪等：自然修复和人工修复１７５５

不难发现，煤矿区的自修复是采　　基于以上分析，

矿驱动力导致地表损伤，在开采过程和结束后，又导致损伤自动修复，因此，矿区生态环境的自修复是指采矿驱动力在对地表生态环境造成损毁的过程中，又自动修复部分生态损毁的现象和过程。

自然修复与人工４　煤矿区生态环境自修复、

修复的关系及生态修复战略

　　我国最早开始煤矿区生态环境修复的是原煤炭工业部于１８３—１９８６年立项组织的采煤沉陷地综合９治理，提出了泥浆泵挖深垫浅、煤矸石充填、粉煤灰充填等治理技术并在淮北矿区成功实践。对于东部矿区损毁程度明显、土地价值高的特点，往往采用人工修复，尽可能多地恢复土地和加快生态环境修复的时间，取得最大的经济效益。

随着煤炭开采的战略西移，西部煤炭开采的土地和生态环境的损伤特点与东部有显著差异，依靠自然力量修复已经被许多生态学家证实为经济有效的方法，尤其是被破坏生态环境通过自然修复往往能够与修复区域的生境特性逐渐匹配，使被干扰的生态系统由逆序演替向正常演替发展。为了实现自然修复，最常用的方法是进行封闭，禁止任何干扰进入已经损毁的区域，让自然的力量自行修复。

人工修复和自然修复都是对已经损毁的生态环境采取的积极的修复措施。人工修复与自然修复相辅相成，要因地制宜，宜自然修复则自然修复，宜人工修复则人工修复，有主有次，主次结合。同时，自然修复是一种最高境界，即使人工修复，实现生态系统的自我维持能力才是最终目的。

近年来，随着超大工作面开采技术在西部风积沙区的推广与应用，发现采煤驱动导致土地生态环境损毁的同时也存在上述的自修复现象，开采沉陷盆地表塌陷程现如下特征：下沉系数偏小，一般在０５左右，．度较轻；下沉盆地陡峭，移动变形值相对集中，移动变形范围进一步缩小等；地表不均匀沉陷（附加坡度）以及地裂缝二者的分布高度吻合。从而使该类型煤矿损毁区域存在典型的“分区”特征，即自修复区域和非，自修复的区域（图４）它是开采过程中的自然现象，与采矿方法和过程有关，是后续采取各种人工或自然修复措施的基础。

国内外学者的相关研究一般认为水平变形大于／对应的０ｍｍｍ时会导致基本农田中度减产，２．

－３

附加坡度值为２．０×１００×１０－３。在我国西部．～３煤矿区土地复垦方案编制以及采煤扰动的土地损伤评价体系中，一般认为附加坡度小于１时，

采煤沉陷°

［２９］

图４　煤矿区生态环境损伤的分区特征Ｆ４　Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｅｃｏｌｏｉｃａｌｉ．　　　ｇｇ

ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｃｏａｌｍｉｎｅ　　　

，基本无影响，以及大于７附加坡度为１°３°°°°～７～３

］３０－３１

。故此，可时，对应的影响程度分别为轻、中、重［

将采煤沉陷地附加坡度小于１的区域视为自修复区°，）））而其他地方则为非自修复区域（包含如下（和（１２）。并做如下定义：域（３

（）完全均匀沉陷区（ｍｌｅｔｅｕｎｉｆｏｒｍｓｕｂｓｉｄ１ｃｏ－　　ｐ

，。充分采动条件下，下沉盆地内ｅｎｃｅｒｅｉｏｎＣＵＳＲ）　ｇ

部连续盆底的区域定义为完全均匀沉陷区，无附加坡度；

（）相对均匀沉陷区（ｌａｔｉｖｅｕｎｉｆｏｒｍｓｕｂｓｉｄ２ｒｅ－　　，。下沉盆地盆底的边缘以及塌ｅｎｃｅｒｅｉｏｎＲＵＳＲ）　ｇ陷边界附近相对平缓的区域定义为相对均匀沉陷区，；附加坡度为０°°～１

（非均匀沉陷区（３）ｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｒｅｄｉ－　　，。下沉盆地除（））和（之外的区域。ｉｏｎＤＳＲ）１２ｇ

综合以上分析，西部煤矿区生态环境修复的策略是：首先进行采煤损毁的诊断，明确界定自修复的区域以及进行非自修复区域损毁程度科学评价，对自修复的区域实行自然修复，对非自修复区域采取人工修复为主、自然修复为辅的修复措施，避免盲目地对整个受损区域进行人工修复，最大限度地减少修复成本，获取最大的效益，即实现成本效益型修复。以神东补连塔煤矿某工作面为例，该工作面长３０．５０ｍ，０走向长３以下沉１开采沉陷２ｍ，５９０ｍｍ为边界线，　预计表明，高强度开采形成的下沉盆地的总面积约为

４　２

其完全均匀沉陷、相对均匀沉陷以ｍ，９．６６×１０１８

４，及非均匀沉陷区的面积分别为３９４．５０×１０．７５×４４４　２

以及６自修复区域面积占整个损毁０ｍ，１０．４１×１０

说明，修复投资的重点为非自修复面积的６．１５％，８

区，可减少大量修复资金。

对于同一开采单元，采矿计划、工作面设计以及接续工作虽然不会改变所有采矿活动结束后地表沉陷与变形的最终布局，但对沉陷盆地的形成时间以及

３２］

。相比于传统小工作面动态过程确有重要的影响［

１７５６

煤　　炭　　学　　报

（）：报，０５，２３１３８－４１．２０

１４年第３９卷２０

开采工艺，超大工作面易使地表达到充分采动，减少了重复扰动的次数，采空区上方地表仅承受动态变形，使地表一次性出现大面积的均匀沉陷自修复区域，缩短了采煤扰动的时长，因此，加大工作面尺寸是增强煤矿区自修复能力的有效措施。

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ＨｕＺｈｅｎｉ．Ｒｅｖｉｅｗａｎｄｒｏｓｅｃｔｏｆｌａｎｄｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎａｎｄｅｃｏｌｏｉ－　　　　　　　　ｑｐｐｇｃｌｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏＲｅｖｉｅｗ，ａ　　　　ｇｙ　（）：２００９，２７１７２５－２９．

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ＢｉａｎＺｈｅｎｆｕ．ＲｅｖｉｅｗｏｆｌａｎｄｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎｍｉｎｅａｒｅａｉｎＣｈｉｎａａｎｄ　　　　　　　　　ｇ［］，（）：ａｂｒｏａｄＪ．ＣｈｉｎａＬａｎｄＳｃｉｅｎｃｅ２０００，１４１６－１１．　　

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，，［］，１０ＴｏｄｄＪＢｒａｄＧｕｔｔａＲｉｃｈａｒｄＨｅｒｄｅｔａｌ．Ｉｄｅｎｔｉｆｉｎｅｔｔ　　　Ｐ　ｙｇｙｙ　　

ｅｆｃｏｓｔｉｍａｃｔｅｄＷｅｓｔｆｅｃｔｉｖｅｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｉｅｓｉｎｍｉｎｉｎ－　　　　　ｐｇｇ　［ＶｉｒｉｎｉａｗａｔｅｒｓｈｅｄｓＡ］．２５ｔｈＡｎｎｕａｌＭｅｅｔｉｎｓｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉ－　　　　　　ｇｇｃｏｆｏｆＭｉｎｉｎａｎｄＲｅｃｌａｍａｔｉｏｎａｎｄ１０ｔｈＭｅｅｔｉｎｎＳｏｃｉｅｔａ　　　　　　ｇｙｇ　　　ＩＡＬＲ［Ｃ］．２００８：８４９－８６７．

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，，ｈｅＬｉＱｕａｎｓｈｅｎＨｅＡｎｍｉｎＣａｏＺｈｉｕｏ．Ｓｅｌｆａｌｉｎｏｆｓｕｒｆａｃｅ－　　　　ｇｇｇ　ｉｎＳｈｅｎｄｏｎｃｏａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｕｎｄｅｒｍｏｄｅｒｎｃｏａｌｍｉｎｉｎｅｃｏｌｏ　　　　ｇｇｙｇｙｇ　　　　［］，（）：ａｒｅａＪ．ＣｏａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ２０１１１２１２０－１２２．　ｇｇ

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［］［］，１３ｒｏｘｔｏｎ　Ｗ　Ｃ．ＲｅｖｅｅｔａｔｉｏｎｏｆＩｌｌｉｎｏｉｓｃｏａｌｓｔｒｉｅｄｌａｎｄｓＪ．Ｅｃｏｌｏ　Ｃ　　　　　ｇｐｐｇｙ

（）：１９２８９１５５－１７５．

［［］ｃｌａｍａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｍｉｎｅｄｌａｎｄｓＭ］．ｅ１４ｌａｓｓＷ　ＴＪＬ．Ｐｏｗｅｌｌ　　　　－Ｒ　Ｐ　　　

１９８８．

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［］李祝华，周树理．塌陷区造地复田综合治理的有效途径１６　孙绍先，

５　结　　论

（）煤矿区的生态环境损伤存在自修复现象，它１

是指采矿驱动力在对地表生态环境造成损毁的过程中，又自动修复部分生态损毁的现象和过程，是开采过程上覆岩层移动变形的自然结果，扩大开采工作面的尺寸可以增加自修复的面积，加快推进速度可以加快自修复进程，对节约修复成本具有重要作用。（）自然修复是自然界普遍存在的现象，它是指２

靠自然力量（营力）修复的一种过程或方法。自然营力如气候的变化、土壤天然种子库和种子的自然传播、土壤和植物的各种自然特性和生物化学及物理作用，是生态系统本身的自我修复或自修复，我们统称为自然修复。

（）自然修复往往需要适宜的自然条件，修复时３间相对长，而人工修复可以按照人们的意愿快速修复，但一般修复成本高。人工修复与自然修复应相辅相成、因地制宜，宜自然修复则自然修复，宜人工修复则人工修复，有主有次，主次结合。同时，自然修复是一种最高境界，即使人工修复，实现生态系统的自我维持能力才是最终目的。

（）西部煤矿区生态环境修复的策略是：首先进４

行自修复区域与非自修复区域的划分和损毁程度的科学评价，采取分区修复的战略：对自修复的区域实行自然修复，对非自修复区域采取人工修复为主、自然修复为辅的修复措施，最大限度地减少修复成本，获取最大的效益，即实现成本效益型修复。参考文献：

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２０８．０

［］，，３ａｒｎｈｉｓｅｌＲＩＤａｒｍｏｄＲＧ，ＤａｎｉｅｌｓＷ　Ｌｅｔａｌ．Ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎｏｆｄｒａｓｔｉ－　Ｂ　　　　　　　ｙ　

［，ｃａｌｌｄｉｓｔｕｒｂｅｄｌａｎｄｓＭ］．ＵＳＡ：ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｏｆＡｒｏｎｏｍＣｒｏ　　　ｙｙｇｙｐ　　，，ＳｃｉｅｎｃｅＳｏｃｉｅｔｏｆＡｍｅｒｉｃａＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅＳｏｃｉｅｔｏｆＡｍｅｒｉｃａ２０００．　　　　　ｙｙ　　

第８期论煤矿区生态环境的自修复、胡振琪等：自然修复和人工修复１７５７

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，［］ｍａｎａｅｍｅｎｔａｎｄｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎＪ．ＧｒａｓｓＭｅｔｈｏｄｓｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎ　　　　－ｇｇ，（）：ｌａｎｄＳｃｉｅｎｃｅ２００７，５３１１－１７．　

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ｌｉｖｅｓｔｏｃｋｒａｚｉｎｅｘｃｌｕｓｉｏｎｉｎｄｅｒａｄｅｄａｒｉｄｅｎｖｉｒｏｎｆｏｌｌｏｗｉｎ　　　　　－ｇｇｇｇ　　，，ｍｅｏＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｔｓｏｆＳｏｕｔｈＴｕｎｉｓｉａ［Ｊ］．Ｆｌｏｒａｒｈｏｌｏ－Ｍ　　　ｐｇｙ，（）：ｏｆＰｌａｎｔｓ２０１０，２０５３１８４－１８９．ＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＥｃｏｌｏ　　ｇｙ　

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，ＹｕＪｉａｎｗｅｉＬｉＧｕｏｚｈａｏ．Ａｔｔａｃｈｉｍｏｒｔａｎｃｅｔｏｎａｔｕｒａｌｒｅｓｔｏｒａ　　　　　　－ｐｔｉｔｈｅａｃｅｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｃｏｎｏｎ，ｔｏｓｅｅｄｕ－　　　　　　　　　　ｐｐｐ　，：［ｓｅｒｖａｔｉｏｎＪ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ２０１１（２７）　ｇｙ　４１３－４１７．

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，ＬｉＸｉａｏｉｎＣｈｅｎＸｉ．Ｔｈｅａｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｏｎｉｔｏｒｅｄｎａｔｕｒａｌａｔ－　　　　　　ｐｇｇｐｐ　ｔｅｎｕａｔｉｏｎｔｏｓｏｉｌａｎｄｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ　　　　　　ｇ［］，：ｓｉｔｅＪ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｏｌｌｕｔｉｏｎ＆Ｃｏｎｔｒｏｌ２０１３，３５（８）７３－　　７８．

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