煤矿复垦生物多样性保护与恢复研究进展

煤矿复垦生物多样性保护与恢复研究进展

孙鹏

陕西省土地工程建设集团有限责任公司陕西省西安市710000

摘要：近几年来我国煤矿事业获得迅猛发展，但随着煤矿开采的范围、规模逐渐扩大，使大量土地资源获得损毁，同时还造成植物、景观结构等受到严重的破坏，阻碍我国生态环境的持续发展。因此本文将对煤矿复垦生物多样性保护与恢复研究进展进行分析，希望促进该领域相关研究更加深入。

关键词：煤矿；土地复垦；生物多样性；保护与恢复；研究进展

0前言

采煤的主要方式就是煤矿开采，近几年来我国煤矿产量持续上升至煤炭整体产量的15%，据相关统计数据可以看出，我国煤矿每开采万吨，就会使土地损毁面积达到0.22hm2，其中直接开挖损坏的土地面积为0.12hm2，外排土场损坏的土地面积为0.10hm2，年均熏坏与占用的土地资源面积更是高达1万hm2，同时我国煤矿土地复垦率仅占据20%-30%[1]。进行煤矿开采的过程中，每个阶段都会占用并损毁大量的土地资源，同时对动物、植物、微生物也会产生危害，如果再持续以这样的方式进行下去，会严重阻碍我国的可持续发展。因此对煤矿土地复垦生物多样性保护与恢复进行研究，具备十分重要的意义，也成为当下社会各界关注的热点问题。

1煤矿复垦生物多样性保护研究进展

1.1煤矿生物多样性调查、监测与评价

通过对国内外的相关研究进行梳理与分析可以看出，煤矿生态影响评价方面数量很少，同时评价范围仅仅局限在矿区尺度方面，会采用单一因子的评价方式，没有对物种生境、生存健康等方面进行综合的影响分析与评价。因此在未来的研究过程中，应将煤矿矿区地物特征与光谱特征互相结合，对煤矿复垦过程中不同层次生物多样性变化情况遥感数据信息提取模型进行生物研究。可以采用野外调查、3S技术等相关方法，构建不同尺度、不同层次的生物多样性保护评价指标体系与模型。

1.2煤矿生物多样性受损评估与预测

目前对于煤矿生物多样性的受损评估与预测的研究方面，主要的对象为植被，研究范围也局限在受损面积、区域与时空特点等方面，同时过于注重分析，忽视了诊断与评估的重要性。同时从目前研究进展来看，并没有形成十分统一的诊断指标与相关标准，缺乏受损机制方面的研究，从而降低研究效果，无法制定合理、科学的治理与保护策略[2]，在未来应对煤矿生物多样性受损预测进行更加深入的研究。

2煤矿复垦生物多样性恢复研究进展

2.1土壤环境再造

土壤环境再造还可以被称为土壤重构，工作的关键点就是加强土壤生物活性，使矿区复垦土壤熟化速度更快，同时可以使适合植被生长的土壤结构获得重构，优化并改善土壤的环境质量。在进行土壤环境再造的过程中，包含准备、实施、维护三个过程，其中还含有表土剥离存放、剖面重构、土壤培肥改良与水土保持等。

通过对土地资源的损坏原因与形式进行分析，可以将煤矿土壤环境再造划分为煤矿开采沉陷地、煤矿扰动区域、矿区固体污染废弃物堆放地三种类型。国外很早就已经开始对煤矿复垦土壤环境再造进行研究，同时将采矿工艺与再造措施互相结合，构成了十分良好的模式。近几年来的研究进展中，对于特殊用地类型方面，我国的相关学者也研究出具备很强区域特点的土壤环境再造技术与再造模式。通过将模式要求与土壤环境再造技术互相结合，使复垦土壤的土壤地质背景、物理性质等方面获得了更加细致的研究与分析。

国外学者研究过程中，发现土壤氮素[3]、磷素与有机质会对植被群落动态演替土壤因子产生一定影响，通过对矿区植被生长恢复主要限制土壤属性因子进行分析与研究，发现限制植被生长恢复的主要因素为土壤的肥力与PH值。还有些国外学者使用造纸厂污泥、污水污泥等物质制作成改良剂，使受损土壤获得修复，通过实验结果可以看出造纸厂污泥、污水污泥等部分可以土壤改良生成类似的效果，但使用粉煤灰作为添加物时，其无法植被与土壤提供有效的PH值与足够营养，从而无法获得良好的改良效果。还有相关人员对具备复垦年限较长的土壤性质进行了研究，对煤矿区域的复垦土壤与植被演替规律与交互作用产生的影响进行了分析。对不同土壤厚度对煤矿开采损毁土地植物演替产生影响进行研究的过程中，通过实验可以看出，基于覆土厚度达到一定程度基础上，复垦年限与复垦土壤pH值会对植被多样性恢复与植被演替产生影响。通过对废弃矿区进行调查，发现矿区土壤中含有极高的重金属含量，水中则具备很低的PH值，因此需要立即对土壤污染进行治理，国外还从法律角度提出了严格的土壤污染治理要求与规定。

对于我国的研究方面，研究起步较晚，尤其对于复垦土壤物理性质、化学形式与生物性质方面，但近几年来发展速度十分迅猛。通过对我国西北黄土高原地区的平朔煤矿不同复垦年限与植被进行分析，将复垦土壤的化学、生物、物理性质进行研究，得出随着复垦年限的持续增加，可以使土壤的发育水平获得大幅提升。将土壤多重分形理论法作为基础，对山西平朔矿区的安太堡煤矿排土使用的几种土壤重构方案进行研究，同时分析了2mm以内的土壤粒径分布情况，可以看出，黄土重构剖面0-90cm范围中土壤多重分形参数发生了十分明显的变化。通过将室内环境分析与野外调查结果互相结合，基于黑岱沟矿区排土场不同复垦方式基础上，对土壤的性质进行了分析；结合典型草原区域胜利东二号煤矿排土场边坡案例，使用标准的径流场，开展了定位观测，持续观测了不同治理措施植被生长情况、植被枯萎过程中的次降雨产流等方面，可以看出将工程错误与生物措施互相结合获得的效果，可以超过单纯性的生物错误保护效果。

从国内外的煤矿复垦生物多样性保护研究进展来看，并没有形成系统性的土壤重构理论与相关的保护方法、体系，大部分研究依然停留在不同复垦方式基础上，同时对复垦土壤进行理化性质的差异性分析。因此在未来的研究进程中，应针对煤矿的不同用地类型，如排土场、煤矿石山等，结合长期的野外定位实验，基于不同重构方案基础上，对煤矿复垦土壤过程定量化与互馈机制进行深入研究，才能使煤矿不同用地类型土壤重构技术水平获得提升，使模式更加完善。

2.2煤矿复垦景观结构与生态功能

目前对于这方面的研究进展主要包含基于遥感技术，对土地利用与土地覆被角度进行分析，从而获取矿区景观异质性与动态的变化情况。煤矿目前的组合格局为不同时空尺度复垦土地景观，即斑块、廊道、基质，同时响应时空耦合异质性与生态效应，因此在未来应将其作为基础，对复垦土地的景观结构与生态功能整体获得优化、改善进行更加深入的研究。

3结语

通过对煤矿复垦生物多样性保护与恢复研究进展进行分析可以看出，目前在研究中还存在多方面的不足与问题，因此在未来的相关研究中应包含以下2点：第一，对保护性开采技术的优化进行研究。通过研究保护性开采技术，可以加强资源的综合利用效果，使采矿与生态环境获得一体化的修复，加强粉尘、烟尘净化等方面的控制。第二，积极采用新技术手段，使煤矿生物多样性受损评估与预测研究更加深入。基于长期性的野外定位观测条件下，对不同类型生物完成模拟实验与相关分析，全面观测其受损生理变化过程，还可以基于微观机理方面研究受损过程与程度。另外还应对其他领域的相关理论与技术进行研究，使其更加高效地应用在露天煤矿生物多样性预测中。

参考文献：

[1]张世文,黄元仿,王军.如何在露天煤矿复垦中实现生态文明[J].青海国土经略,2016(03):38-39.

[2]原野,赵中秋,白中科,牛姝烨,王杨扬,李学燕.露天煤矿复垦生物多样性恢复技术体系与方法:以平朔矿排土场为例[J].中国矿业,2017,26(08):93-98.