露天煤矿区低碳土地利用途径研究

在我国生态文明建设战略背景下,遵循"山水林田湖草"这一生命共同体理念,探寻适合矿区的低碳土地利用方式显得尤为重要。露天矿开采产生了大量扰动剧烈的损毁土地,破坏地表原有植被造成碳储量部分丧失或全部丧失。本文结合国内外有关低碳土地利用的研究背景与实践,从矿区低碳土地利用的原则、目标、途径三方面,寻求矿区"减排增汇"的方法,并在现有"5R"原则上依据矿区特殊性进行优化。通过地貌重塑、土壤重构、植被重建等土地复垦工程的实施,将矿区生态系统内"碳源"型用地逐渐向"碳汇"型用地转变。从土地利用空间布局、方式进行重新规划与重组,使结构合理、功能高效、时空安排有序。在煤炭开采、土地复垦工程实施过程中,通过采取相关措施减少能源消耗、降低碳排放强度、提高土地复垦率、提升矿区碳汇功能。     

“双碳”目标下矿山生态修复减排增汇措施研究

“双碳”目标下，我国矿山生态修复市场将迎来爆发式增长，其一方面能使矿区生态系统的功能得到恢复，另一方面还可以有效提高矿区生态系统的碳汇水平。在分析矿山生态修复领域减排增汇实施现状的基础上，从地灾治理、土壤改良、植被重构、矿区固废、能源资源化利用等方面对矿山生态修复领域减排增汇措施进行了深入分析，并研究了碳汇能力巩固技术；阐述了开展矿区自身能源循环利用、引进并发展新能源助力减排增汇等措施；简要介绍了技术固碳和生态固碳的减排增汇效果。     

中国煤矿区低碳型土地复垦现状与展望※

煤炭是中国的重要能源,减排已成为矿区复垦的重要目标,也是建设绿色矿山的重要保障。本文在对中国多个煤矿区调查的基础上,从“减排”和“增汇”两个方面,剖析当前中国土地复垦政策对矿区低碳土地利用的要求,以及土地复垦施工工艺、土地复垦管护等不同土地复垦环节中碳源、碳汇的相互关系,进而挖掘煤矿区低碳土地利用模式,提出《联合国气候变化框架公约》约束下,适用于中国煤炭生产方式的低碳型土地复垦工艺,为促进中国低碳型煤矿区建设提供依据,保障中国减排目标的实现。     

我国煤矿区低碳型土地复垦现状与展望

煤炭是中国的重要能源,减排已成为矿区复垦的重要目标,也是建设绿色矿山的重要保障。本文在对中国多个煤矿区调查的基础上,从"减排"和"增汇"两个方面,剖析当前中国土地复垦政策对矿区低碳土地利用的要求,以及土地复垦施工工艺、土地复垦管护等不同土地复垦环节中碳源、碳汇的相互关系,进而挖掘煤矿区低碳土地利用模式,提出《联合国气候变化框架公约》约束下,适用于中国煤炭生产方式的低碳型土地复垦工艺,为促进中国低碳型煤矿区建设提供依据,保障中国减排目标的实现。     

碳中和背景下矿区生态修复减排增汇实现对策

我国是矿产资源消耗大国,在保障工业化进程和城市化进程的推动过程中,能源消耗所产生的温室气体已造成严重的生态问题。我国于2021年对国际作出承诺,将于2060年实现碳中和,以高质量发展改变高耗能的粗放发展模式。我国能源消耗的主要来源是煤炭资源,在全球“碳中和”背景下,实现矿区碳中和已成为我国为实现我国社会主义新时代生态文明建设整体布局的一项重要途径。本文在分析了矿区开采引发的生态系统碳排放问题基础上,揭示了我国目前在矿区生态修复中存在的不足,并针对性的提出“树立固碳增汇意识,深化固碳机理研究”、“节约集约用地,降低碳排放当量”、“ 优化复垦技术,提升碳固存能力” 以及“创新矿区土地综合利用模式”等矿区碳中和的实现对策,为新时代碳中和背景下矿区生态修复工作指明方向,以期为我国实现“碳达峰、碳中和”提供必要借鉴。      

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。     

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.     

矿区土地复垦碳减排效果测度模型与实证分析

矿区土地复垦是改善矿区受损生态环境和恢复破坏土地利用的重要技术途径,但它对土壤碳库和植被碳库的作用及其大小目前研究还不充分。本文以淮北矿区为例,在综合现有农地、林地、湿地、草地、建设用地等碳源碳汇模型的基础上,建立了矿区土地复垦碳减排效果测度模型并评估了淮北矿区土地复垦碳减排效果。结果表明:耕地(复垦前)—耕地(复垦后)的复垦模式的碳汇能力有所提高,废弃地—耕地、林地的碳减排效果最显著,积水区向其它用地类型转化的碳减排效应并不明显甚至会变成碳源,煤矸石充填复垦可有效减少CO2的潜在排放。测算结果表明,淮北矿区已复垦的1.05×104hm2损毁土地,年CO2吸收量可增加1.68×108kg,碳减排效益明显。由此证明,矿区土地复垦是矿山碳减排的一条重要途径。     

碳中和目标下矿区土地复垦与生态修复的机遇与挑战

绿色发展和2060年实现碳中和已成为我国的国家发展战略，矿区土地复垦与生态修复是煤炭工业绿色发展的必由之路。分析矿区土地复垦与生态修复的属性，发现其除了具有恢复绿色和生态功能外，还具有双重增汇作用，不仅抑制了受损土地产生碳排放，而且因植被和生态的恢复增加了碳汇，因此，矿区生态修复是绿色增汇技术，符合国家发展战略，将迎来全新的发展机遇。碳中和政策对矿区生态修复的激励主要体现在引导科学修复、立定先行标准、开展科技攻关、落实企业主体责任、建立工程示范、加强财政支持和建立市场机制7大方面。碳中和导向下的矿区生态修复将迎来5大技术挑战：(1)科学测算评估矿区生态修复带来的增汇效果，重点从监测目标、测算参数、参数获取和测算方法 4个方面进行研究；(2)将碳中和理念融入矿区生态修复规划设计、探索增汇的规划布局、修复措施以及优选增汇修复方案，发挥矿区生态修复规划设计对增汇的龙头作用；(3)地形重塑设计既要考虑原有的水土保持措施带来的植被恢复增汇效果，也要增加碳汇功能的专项设计和对比分析；(4)科学分析和评估不同土壤重构技术的增汇效应，推广增汇型土壤重构技术，同步开展增汇型重构材料及土壤剖面研究；(5)...     

矿区损毁土地低碳型复垦模式优化与调控研究

矿区土地利用过程是碳源增加过程,如何采取有效的矿区复垦模式增加矿区碳汇能力成为矿区可持续发展亟待解决的问题。尝试利用马尔科夫（Markov）过程优化用地结构方式提高矿区碳汇能力。研究得出矿区碳汇能力流失的主要原因是当前我国矿区土地复垦顶层设计目标模糊、矿区损毁土地复垦方案针对性弱。按照鼓励、限制、禁止开发的区域划分要求,在各类不同区域,以效益最大化和不降低矿区的碳汇水平为目标,根据地类特点,进行增减浮动的土地利用结构调整来提高矿区土地汇碳能力。     

基于遥感影像的平朔矿区碳汇变化及预测研究

土地利用变化直接体现人类活动对生态系统的影响,是全球气候和碳循环变化的重要原因。煤炭开采造成矿区农用地非农化,导致生态环境恶化,改变碳汇量/价值。本文以平朔矿区为研究对象,选取1987年建矿以来的七期遥感影像作为基础数据,从土地利用变化角度定量研究了矿区不同发展阶段碳汇量/价值变化,并基于2013年、2018年两期数据,应用马尔科夫模型预测了未来10年矿区土地利用及碳汇量/价值的变化趋势。结果显示:①平朔矿区自开采以来的32年间土地利用结构发生显著变化,大量耕地和草地被转化成采矿用地和建设用地等,与开矿初期相比耕地,和草地面积分别减少了39.16%和58.32%,采矿用地、建设用地、裸地面积则分别增加了3.19倍、1.29倍、5.57倍;②1987～2013年碳汇量呈下降趋势,由132.38万t下降为120.85万t,碳汇价值由67 248.83万元下降为61 390.50万元,2013年以后至2018年分别增加到124.03万t和63 009.33万元;③未来10年平朔矿区土地利用结构基本稳定,耕地、建设用地及裸地面积略有减少,林地、采矿用地面积略有增加;预计2023年和2028年矿区碳汇量分别比2018年增加0.50万t和0.70万t,碳汇价值分别增加254.79万元和355.84万元,矿区生态环境逐渐改善。     

煤矿区土地利用变化对生态系统植被碳储量的影响——以徐州垞城矿为例

以徐州垞城矿为例,通过RS和GIS技术,采用改进的CASA模型对煤矿区1987年、1998年、2005年、2008年的植被碳储量进行了测算研究,结果表明：矿区碳储量的年平均值的变化量与采矿生产能力呈高度负相关,相关系数为-0.902,随着矿区生产能力从45万t/a提高到100万t/a,植被碳量的年平均碳密度值从181.24 g/m 2下降到111.43 g/m 2,矿区总碳储量从443.53 Pg下降到272.68 Pg;不同土地覆盖类型植被碳密度分析得出,耕地的碳密度降低了43.91 g/m 2,林地碳密度降低了53.52 g/m 2,水域用地碳密度降低了81.44 g/m 2;分析矿区采矿活动导致的土地利用变化对矿区碳储量的影响表明,在1987-2008年间矿区碳总量降低了170.85 Pg,其中耕地碳总量降低了203.90 Pg,是矿区碳总量降低的主要原因,是因为采矿活动导致矿区耕地面积的减少和耕地碳密度降低所导致的,林地碳总量增加了25.39 Pg,是因为采矿活动导致耕地转变为林地,林地面积增大所引起的。     

基于遥感的矿区土地荒漠化动态及驱动机制

为探讨人类活动和自然因素在榆神府矿区土地荒漠化发展变化中的相对作用,采用1989,2002,2011年3期TM遥感数据,分析了土地荒漠化现状及动态变化,结合主成分分析法确定了人类活动和气候因素在矿区土地荒漠化发展变化中的相对作用。结果表明:1通过建立NDVI(构归一化植被指数)和Albedo(地表反射率)的空间关系,结合典型区分析,可将榆神矿区荒漠化程度分为5种类型;2矿区土地荒漠化空间分带性显著,以毛乌素沙地和黄土高原接壤带为界,矿区西部荒漠化程度较重而东部荒漠化程度较轻;3研究期矿区土地荒漠化面积不断减少,1989—2002年间减少了39.7%,2002—2011年间减少了27.7%,荒漠化程度呈逆转趋势;4荒漠化变化在空间上差异较大,矿区西部荒漠化明显逆转,东部荒漠化程度呈现逆转—发展的趋势;5人类活动、气候因素决定了本区荒漠化演化方向,其贡献率分别为62.16%,14.18%。研究结果表明,推行保水采煤技术、禁牧及植树造林等是抑制本区荒漠化发展的有效途径。     

基于能源消费的矿业城市二氧化碳排放多维度比较研究

实现矿业城市的绿色低碳发展是我国发展低碳经济所必须面临的问题,本文将我国75个典型矿业城市从生命周期和资源类型两个维度进行分类,利用2015年矿业城市能源二氧化碳排放数据、人口数据和经济数据(GDP)来对比不同矿业城市二氧化碳排放的差异,并运用数理统计方法来探索不同类型矿业城市二氧化碳排放与经济发展水平之间的关系。研究结果表明,二氧化碳排放高值城市和低值城市在空间上较为集中,且二者差距较大;成熟型的煤炭型城市二氧化碳排放普遍较高,成熟型的有色金属型城市或非金属矿型城市二氧化碳排放普遍较低;不同类型矿业城市分能源类型二氧化碳排放占比情况异中有同,并且在不同程度上满足二氧化碳排放与经济发展之间的正相关性。要实现矿业城市的低碳发展,应紧抓高碳排的矿业城市,稳定住低碳排矿业城市,加快矿业城市的经济转型,提高矿产资源开采、生产和利用效率。     

中德典型露天煤矿排土场土地复垦技术对比研究

本文以中国的平朔矿区和德国的维佐夫矿区为代表,系统对比研究了两国在露天煤矿排土场地貌重塑、土壤重构和植被重建等复垦过程中的主要技术措施。研究发现,中国较德国在露天煤矿采复理念、技术措施等方面存在一定差距,德国采用了"分层剥离、交错回填"采复一体化工艺,注重矿区复垦规划中区域空间协调性,从低碳发展理念引导复垦工程,开展了复垦前后生物多样性调查与保护工作,重视复垦后期的土地管护与资源可持续利用。研究认为,中国在露天煤矿排土场复垦中应该注意规划设计的区域协调性、加大生物多样性保护力度、促进复垦技术措施的可持续发展、强化复垦的后期管护,保障矿区经济、社会、生态健康持续发展。     

基于碳足迹的煤炭矿区碳排放源构成分析

运用碳足迹的分析方法和基于生命周期的过程分析法,沿着煤电产业链对煤炭矿区碳排放源构成进行了分析,指出了煤矿直接碳排放源和间接碳排放源,确定了煤炭矿区碳排放计算边界。以盘江集团为例,对煤炭矿区的原煤生产单位、原煤加工单位、煤泥煤矸石电厂以及煤层气公司的碳排放源的构成进行了分析,找出原煤生产各阶段的碳排放源,揭示了碳排放的本质过程,进而为从源头上制定科学合理的碳减排计划奠定基础。     

采煤沉陷土地水文地质分类及其特征研究

正确评价采煤沉陷区的水文地质特征是实现采煤沉陷土地持续利用的关键。依据沉陷土地地表与潜水位的接触关系,将与地下采区相对应沉陷土地利用单元分为高位沉陷区、低位沉陷区和中位沉陷区,并研究其水文地质特征,为沉陷土地持续利用提供理论和技术支持。     

基于RS的赵楼矿区土地利用变化特征分析

矿区土地利用动态监测是我国自然资源调查监测的重要内容，也是矿区制定后期开采计划和进行土地复垦工作的重要依据。为了摸清矿区土地损毁状况及时空演变的特征，对土地利用动态平衡的调控和生态环境保护提供辅助手段，本文以山东省赵楼矿区为研究区域，利用2009年、2013年和2017年3期Lansand卫星影像，采用遥感(RS)技术手段，对赵楼矿区8年来土地利用变化特征进行了动态监测分析，通过各期土地利用分布图，土地利用转移矩阵，研究了赵楼矿区各种土地利用类型变化的情况。结果表明：农用地是矿区主要土地利用类型，在研究期内以转出为主，平均以1.41%/a的速度递减，水域、工矿用地和非工矿建设用地则以转入为主，累计转入面积分别达到148.59 hm2、167.58 hm2和886.14 hm2。可见矿区在开采进程中缺少有效的土地复垦和整治措施，致使建设用地（工矿用地）和水域（塌陷积水区）持续侵占农用地，对矿区生态环境产生极大影响。     

矿区土地生态质量评价及动态变化

以徐州市贾汪矿区为研究案例,从景观生态学角度构建指标体系和评价模型,运用遥感、GIS技术,综合评价了2001年和2010年徐州市贾汪煤矿区土地景观生态质量,并分析其变化趋势。研究结果表明：研究区土地生态质量总体呈变好的趋势。2010年的土地生态质量达到好和较好的面积比2001年增加了1 549.42 hm 2;从总体变化看,变好和略微变化的地区约占32.51%,变差和略微变差的地区约占20.69%,变好地区比变差地区增加了4 036.11 hm 2。随着土地复垦工程的实施,采煤塌陷区经复垦后土地生态质量得到显著改善,大部分复垦区生态状况良好。由于城镇的快速发展,煤炭开采的继续,复垦地区二次塌陷等原因,使得部分地区生态环境质量仍在下降。为此,从矿区高效复垦与生态重建、景观生态修复角度,提出了改善矿区生态环境的策略。