大会报告__卞正富晋陕蒙接壤区煤矿生态恢复可持续性

晋陕蒙接壤区煤矿生态恢复可持续性的对策卞正富，中国矿业大学，[e-mail]2013年8月29日，鄂尔多斯2013年中国矿区土地复垦与生态修复论坛1提纲1本区特征与研究现状2主要研究内容及目标3研究计划与初步成果4结束语21本区生态环境的特征本区生态环境特征国内外的研究现状31.1本区生态环境特征煤炭开发重心转移010203040506070123454.981.552.9123.640.0%9.134.6310.836.667.1%山西陕西内蒙古全国合计三省区占比0610120610120610120610120610122006，2010，2012三年度蒙晋陕与全国煤炭产量变化（亿吨，%）去年蒙晋陕煤炭产量分列全国前一二三位；三省区产量占全国总量由06年的40%上升为67%；1.8倍3.0倍3.7倍1.6倍43省区去年产量分别是06年的3.7,3.0和1.8倍。高强度：超大尺寸，Mmax=7m，Wmax=450m，快速推进脆弱性：浅埋藏、薄基岩、风积沙、干旱缺水、植被稀神东补连塔煤矿22304综采工作面日推进10-20m，工作面推进长6000m工作面宽450m7m研究对象特征1.1本区生态环境特征5国内：东部煤矿区土地复垦取得显著进展，西部矿区开采引起的生态问题日益得到重视，矿井水资源调配利用、土壤丛枝菌根改良、生态恢复植被筛选等取得进展。国际：澳大利亚、美国等发达国家特别重视矿区生态恢复的理论研究与技术开发，其研究重点在于生态系统的健康状态，包括恢复力、稳定性和自我维持能力。1.2国内外的研究现状6煤炭开采生态损伤覆岩破坏与地表移动规律？自然恢复人工修复生态恢复（修复）恢复后是否具有自我维持能力？长期的跟踪研究1.2国内外的研究现状采动影响下沉盆地拉伸变形区风积沙区开采沉陷与植被状况7风积沙区人工修复效果国内外研究的不足：2主要研究内容及目标两个关键问题四项研究内容项目研究目标82.1两个个关键问题（覆岩破裂与地表沉陷规律）（开采沉陷与土地损伤关系）91.脆弱区采矿生态损伤机理2.土地损伤与生态演变预测2.1涉及关键科学问题之一：脆弱区采矿生态损伤机理岩体强度与破裂过程分带高度与渗透特征只有掌握开采对覆岩与地表的扰动强度、范围和持续时间等规律，才能确定生态系统受损伤的程度及其可恢复性。10（覆岩破裂与地表沉陷规律）2.1涉及关键科学问题之一：脆弱区采矿生态损伤机理地表变形与土壤含水率分布不同损伤区域地下水位与土壤水垂向分布建立开采沉陷指标与生态损伤指标之间的定量关系和空间相关关系，为提出保护性采矿与生态恢复措施提供依据。11（开采沉陷与生态损伤关系）2.1涉及关键科学问题之二：土地损伤与生态演变预测在分析生态恢复关键影响因子的基础上，评定土地损伤的等级，预测在不同的生态恢复对策下生态系统演变的趋势。人工修复自然恢复人工修复+自然恢复12超大工作面开采沉陷规律覆岩破裂机理及规律地表沉陷机理及规律生态损伤与开采沉陷关系土地损伤与生态损伤规律生态损伤与开采沉陷关系土地损伤与生态演变趋势土地损伤与生态损伤的等级评价土地退化与生态演变趋势的预测土地损伤防治与生态恢复受开采影响土地与生态保护方法开采影响区生态恢复原理与方法2.2四项研究内容13一个规律：覆岩破裂与地表沉陷规律一个关系：开采沉陷与生态损伤关系一个模型：土地损伤与生态演变预测两种方法：生态保护方法与恢复方法2.3主要研究目标14总体目标：揭示脆弱区采矿生态损伤的机理，提出基于生态保护与适度人工干预的生态恢复措施，保持生态系统恢复后的自我维持能力。3研究思路初步成果具体研究思路初步研究成果15163.1总体研究思路超大工作面开采岩层破断与运动地表移动与变形动植物生境变化土地利用变化生态系统演变随时间推移开采及其影响传递4.土地与生态系统恢复过程3.土地退化与生态系统演变过程2.生境要素与土地利用变化过程1.开采覆岩破断与地表沉陷过程损伤过程恢复过程开采沉陷监测预分析水位变化监测与分析植被覆盖监测与分析3.2初步研究成果17大柳塔矿井52304、22201工作面地表变形监测站布置图地表开采沉陷与裂缝监测3.2初步研究成果—开采沉陷监测与分析点位放样与埋设3.2初步研究成果—开采沉陷监测与分析开采沉陷的D-INSAR监测每11天地表沉陷变化3.2初步研究成果—开采沉陷监测与分析观测线下沉值（mm）倾斜(mm/m)曲率(mm/m2)水平移动(mm)水平变形(mm/m)走向线437534.20.9475111.26倾向线52.8-1.47109431.49开采沉陷监测结果3.2初步研究成果—开采沉陷监测与分析地裂缝发育规律根据形成机理根据发育时段3.2初步研究成果—开采沉陷监测与分析12208工作面塌陷型地裂缝52304工作面滑动型地裂缝22201工作面地裂缝雷达测深3.2初步研究成果—开采沉陷监测与分析水位变化监测与分析3.3初步研究成果—水位变化监测与分析24补连塔矿井年份2007年2010年2011年红碱淖湖面积（平方公里）41.0136.8434.34距离补连塔矿井25公里处有一红碱淖湖，通过分析湖泊2007年、2011年水域面积，间接表明区域煤炭采动引起的水资源流失导致湖泊面积相比2007年减少了近7平方公里，减少幅度占该湖泊面积的20%。表2－2各水井地下水位绝对标高变化单位：m3.3初步研究成果—水位变化监测与分析建矿以来神东矿区范围植被（夏季）情况（NDVI值越大，植被覆盖越好）3.4初步研究成果—植被变化监测与分析NDVI与温度、降水等气象指标的时序对应关系3.4初步研究成果—植被变化监测与分析大柳塔矿井植被覆盖变化过程分析3.4初步研究成果—植被变化监测与分析2006、2007、2012年榆家梁采区植被覆盖（NDVI）3.4初步研究成果—植被变化监测与分析地裂缝与植被覆盖等级图叠加效果12303工作面12305工作面200512304工作面ⅡⅣ2004200312302工作面12303工作面20052002ⅠⅡⅤⅥⅧXXIⅨ20042004IIIIII开切眼05停采线巷道、工作面交叉工作面上方工作面相邻3.4初步研究成果—植被变化监测与分析说明：地裂缝对周边植被的影响确实存在，主要原因是地裂缝促使周围水分蒸发加剧；造成植物根系损伤。地裂缝对周边植被的影响主要集中在距离地裂缝4米以内，地裂缝宽度大，土壤水分蒸发强烈，会使地裂缝的影响力度加大.3.4初步研究成果—植被变化监测与分析32结束语晋陕蒙接壤区煤炭高强度开采是满足我国能源需求的现实选择，加强该区生态恢复研究已迫在眉睫。关键需要抓住：1）需要关注原动力和关键环境因子，而不只是关注采矿与生态变化的表象；2）生态优良与否不只是植被覆盖的高低，还涉及生物多样性等多方面；3）要时刻关注生态系统演变的趋势，而不是暂时的变化。对策采矿与生态退化规律相结合，建立关联生态保护与生态恢复相结合，保护优先人工修复与自然恢复相结合，两者并举近期恢复与长远演替相结合，长远为重33结束语谢谢，敬请指导！34