中国土地复垦与生态重建20年：回顾与展望

中国人多、地少,土地资源短缺。采矿等生产建设活动破坏了大量土地,土地复垦与生态重建已成为焦点。回顾了中国土地复垦与生态重建20年的发展历史及取得的主要成果。在分析土地复垦现状的基础上,提出了中国土地复垦与生态重建学科展的战略及任务:①矿区生态环境损害的机制;②矿山生态环境监测、评估、预警及监管;③矿山土地复垦与生态重建的规划设计技术;④减轻矿山土地与环境损伤的理论与技术;⑤共性和差异性的土地复垦与生态重建技术;⑥土地复垦与生态重建工程质量的检测技术与装备。

闭矿后矿区土地复垦生态安全评价研究

该文运用模糊数学与层次分析法相结合对闭矿后的矿区土地复垦生态安全进行评价。将影响矿区土地复垦生态安全的土壤因素、水文因素、地质因素、风因素、矸石山因素、采空区因素以及其他因素作为影响因素的第一层加以考虑,建立数学模型。根据权重及安全性等级的隶属度得到模糊矩阵,进一步求得矿区土地复垦的生态安全度。作者以某关闭矿区为例,进行了复垦土地安全性评价,结果表明该矿区复垦土地的生态安全性较高。该方法对闭矿后矿区土地复垦生态安全评价具有一定的指导意义。

DEM在矿区土地复垦中的应用研究

土地复垦是保证矿区土地资源可持续利用的重要途径之一。但我国的土地复垦工作开展较晚,新技术和新理论研究较少,将DEM(D igital E levation Model)应用于矿区复垦土地中有助于提高决策水平。基于DEM应用于土地复垦,可以方便地分析复垦区土地资源的状况,为合理制定复垦方案提供技术支持。基于DEM建立起复垦后的具有真实感的三维景观模型,通过三维可视化的形式,反映土地复垦前后的景观变化,对评价规划方案、展示规划效果,提高各方面人士的参与复垦的积极性都有重要意义。

中美草原区露天煤矿土地复垦技术对比案例研究

中国露天煤矿多处于生态环境脆弱区,煤炭开采不可避免导致矿区生态环境的进一步恶化,草原区露天煤矿土地复垦已成为焦点。以美国的北安特洛浦/罗切尔矿区和中国内蒙古某露天煤矿为代表,系统对比两国草原区露天煤矿土地复垦在地貌重塑、土壤重构、植被重建等过程中的主要技术措施。研究发现,中国较美国在露天煤矿土地复垦技术上存在一定差异,美国比较注重近似原始地形的地貌重塑、本土植物的调查与保护、土地复垦后期的监测管护。研究认为,中国在草原区露天煤矿土地复垦过程中应该注重地貌重塑的区域协调性、提倡本土植物的利用和种植、减少抚育管理工作量、强化土地复垦后期监管,以保障矿区土地可持续利用。

中国西部生态脆弱区生态系统服务价值评估研究进展

针对中国生态系统服务功能价值存在系统化、层次化总结不够的问题,对西部生态脆弱区研究中应用生态系统服务价值评估方法的进展、前景与难点进行梳理总结。结果表明:西部生态脆弱区生态系统服务功能价值评估研究多采用参数借用评估模型,原因在于该类评估模型具有数据精度限制和模型简单易用的特点;对生态系统服务功能价值变化主导因素的研究趋于具体化,而县域小尺度的生态系统服务功能价值评估成为研究趋势;就时空差异性和生态系统异质性的表征状况而言,遥感定量测量模型更适用于西部生态脆弱区生态服务功能价值评估。

煤矿区生态复垦中表土管理模式研究

本文通过对煤矿区复垦中的表土重要性的充分认识 ,阐明依法管理复垦表土的必要性。在现有煤矿区土地复垦工艺效果分析基础上 ,根据淹没后土壤质量低下 ,需要复垦时投资进行土壤改良等不良影响 ,提出了生态复垦的表土剥离工艺。

美国怀俄明州煤矿土地复垦监管实践及对中国的启示

研究目的:学习美国矿业第一大州怀俄明州煤矿土地复垦政策体系和监管实践经验,为中国相关领域的政策制定和监管提供参考和借鉴。研究方法:通过相关法律法规和指南的阅读、分析及对管理人员的访问,对比中美复垦监管实践之间的差异。研究结果:解析了该州的相关政策和监管体系,详细介绍了监管框架中开采许可、保证金和年报等制度的目的和内容,以及监管与审批验收的人员、程序和关键步骤,中美复垦监管制度的差异。研究结论:美国怀俄明州的煤矿土地复垦监管体系较为完善,在以下方面值得借鉴:(1)基础信息调查全面、详尽;(2)管理目标明确、验收指标具体,不仅重视行政监管,更强调技术监管;(3)以年报制度要求企业自检,全面监测复垦要素,实现复垦过程监管;(4)监管人员专业技术水平要求较高,验收过程中资料审查与实地督查并重;(5)法律法规与相关指南实时更新,对企业的指导详尽,信息透明度和公众参与度较高。

生态景观型土地整治的研究进展与展望

自20世纪90年代末启动土地整治以来,土地整治侧重于田块调整、农田基础设施建设,在增加耕地面积、提高土地生产力方面取得了很好的成就。但早期的土地整治忽略了生态景观方面的建设。随着土地整治工作的逐步推进,生态与景观方面的战略考虑逐渐受到各方的重视,并从研究阶段逐渐向工程实践阶段发展。总结归纳了土地整治3个阶段的发展历程与生态景观型土地整治发展现状,从生态景观格局与生态效应评价、生态景观规划和生态景观工程设计3个方面对土地整治中生态景观研究进展进行了分析,在此基础上提出了生态景观型土地整治研究与实践的几点建议。

内邱县矿区土地复垦的物元模型研究

针对矿区土地复垦方案设计问题,该文提出了基于物元特性的规划方案设计方法。在分析物元特性:发散、可扩、相关、共轭的基础上构建了矿区土地复垦的物元模型,该物元模型的特征值包括:自然状况、地质构造、复垦工艺、沉陷状况、开采状况、资金、政策措施以及保护意识。首先根据物元特性,对物元三要素:事物、特征、量值进行物元变换,得到多个物元模型,建立复垦方案集,并依据实测特征量值获得复垦初选方案;进一步建立以土地生产值、生产成本、农民人均增加收入、生态系统稳定性、生物多样性、景观多样性为特征值的物元模型,对初选方案建立关联函数,通过评价初选方案的优化程度获得最终方案。以项目区的冯村沉陷地块复垦为例,介绍了采用物元模型和优化程度评价方法进行矿区土地复垦规划的过程,体现该方法的推演性和逻辑性。

采煤沉陷地土地复垦中土壤重构数学模型的研究

通过实践总结归纳推导,建立了用挖深垫浅法对土地复垦中土壤重构的数学模型,此数学模型的建立对今后的土地复垦土壤重构具有指导意义。

矿区土地复垦保证金制度实践现状及研究进展

本文分析和对比了矿区土地复垦保证金制度的国内外实践现状和研究进展,研究结果表明:与国外相比,我国的矿区土地复垦保证金制度存在很多问题,研究还处于"初级"阶段,应从征收标准、测算方法、形式、返还、公众参与等方面,加强对矿区土地复垦保证金制度的理论研究,并在实践上对其进行完善。

我国矿区土地复垦关键政策实施情况调查分析

研究目的:调查土地复垦4项关键政策的实施情况,判断政策失灵与否,并分析其失灵原因,为相关政策修订提供科学支撑。研究方法:问卷调查法,统计分析法和定量分析法。研究结果:(1)三类受访者认为“谁损毁,谁复垦”政策不完善的比例为65.30%,其中第三方不完善比例高达92.02%,同时三类受访者一致赞同应由政府牵头复垦。(2)在编制土地复垦方案方面,三类受访者表示“不完善”(49.74%)略高于“赞成”(47.01%),其中第三方不完善的比例高达89.57%;矿山企业认为方案实施率较高,但政府部门(26.74%)和第三方(3.07%)表示方案落实不力。(3)矿山企业高度赞成采矿临时用地政策,但三类受访者一致认为政策执行率低,其中“0%执行”比例中政府为22.40%、矿山企业为23.92%、第三方高达91.41%,表明该政策执行率较低,需要改革和完善。(4)三类受访者赞成“边开采、边复垦”比例为43.59%、“不完善”为53.68%,其中第三方认为不完善的比例高达77.30%;政府和矿山企业都表示执行率较好,但第三方认为执行率仅为11.65%;政府(52.80%)和矿山企业(74.41%)不了解“边采边复”技术是政策实施不力的原因之一。研究结论:(1)“谁损毁,谁复垦”、编制“土地复垦方案”、“采矿临时用地”和“边开采,边复垦”4项关键政策的总体失灵度分别为51.11%、56.92%、89.23%和50.43%,均高于50%,同时第三方认为失灵度分别为92.03%、96.93%、98.77%和88.35%,表明4项政策都需要完善和革新;(2)4项政策均受到内部和外部多种因素的影响,导致执行率较低,需要从综合角度进行完善。

柠条塔矿区土地复垦研究

为了加强西部土地生态利用与管理,推进黄河流域煤矿区土地合理利用,对柠条塔矿区的土地损毁情况和复垦范围展开研究。从矿区自然环境角度出发,综合考虑矿区土地复垦特征和损毁形式,确定塌陷破坏土地、煤矸石和表土场压占土地以及部分取土场、道路挖损土地三种损毁形式;矿区沉陷损毁土地面积广、损毁类型多样、损毁程度严重,压占损毁土地分布集中、负荷大等特征。确定复垦责任范围总面积为8068.02hm^(2)。划分了土地评价单元,并采用指数法对矿区内沉陷地和裂缝地进行适宜性评价,结合其主要评价因子,确定沉陷地更适宜复垦为林地、草地,复垦措施为土壤重构工程、植被重建工程、监测与管护。

主成分聚类分析在土地利用生态安全评价中的应用

土地资源是人类赖以生存的资本,土地利用生态安全问题也日益被重视。该文采用主成分聚类分析的方法对土地利用生态安全进行评价并分类。先建立土地利用生态安全评价的指标体系,然后用主成分分析剔除存在相关性、信息重叠的指标,再利用主成分分析得到的具有代表性的主成分指标代替原来的评价指标,对土地利用生态安全进行聚类分析,所得结果客观,为土地利用生态安全评价提供参考依据。

采煤塌陷地复垦土壤质量研究进展

土地复垦是补充耕地的重要措施,同时也是改善煤矿区生态环境的主要途径。该文对复垦土壤质量进行了综述,主要对土壤重构的方法;重构土壤的物理、化学性状的变化;重构土壤生物活性等方面进行分析。目前土壤重构的方法分为充填重构和非充填重构,非充填重构包括土地平整、修筑梯田、挖深垫浅、深沟台田等方法;充填重构根据充填材料的不同分为粉煤灰、煤矸石、河湖泥和垃圾充填。重构土壤的理化性状的变化主要集中在土壤容重、含水率、结构和主要养分变化的研究上,在粉煤灰、煤矸石充填的土壤上有重金属污染的可能性。部分研究证明重构土壤的微生物活性比大田土壤差。在充分分析现有研究的基础上提出了目前复垦土壤研究存在的问题和今后研究的重点。

中国东北多煤层老矿区采煤沉陷地损毁特征与复垦规划

多煤层老矿区开采时间长,土地损毁程度严重,沉陷地再利用情况复杂。该文通过实地调查和搜集各煤矿地质地形图、采掘图、储量图和采矿历史等资料,借助矿区沉陷预计软件(MSPS),运用概率积分法对鹤岗矿区沉陷地近期(2014-2020年)和远景(2021年-闭矿)2个阶段进行沉陷预测,并采用ArcGIS软件对数据进行统计分析。根据有关规程中各地类沉陷地损毁程度判定标准对鹤岗采煤沉陷地损毁程度进行划分。基于鹤岗采煤沉陷地损毁特征,提出鹤岗矿区沉陷地时空复垦的规划模式。结果表明:随着煤炭不断开采,多煤层老矿区沉陷范围不断扩大,土地损毁程度加重,地表最大下沉深度达39.4 m;沉陷地在进行再利用过程中存在阶段性变化特征,可根据特定阶段沉陷地损毁特征制定土地用途。沉陷地区域稳定性特征和损毁程度是进行沉陷地时空复垦规划的重要依据。从时间安排看,应以闭矿沉陷地损毁程度为着眼点,全面考虑,确定各区域稳沉时序,鹤岗采煤沉陷划分为优先永久治理区、优先临时治理区、动态治理区和未来治理区;从空间布局看,前3个治理区功能定位依次为接续替代产业用地、短期工业用地和农业用地。

引黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地技术的试验研究

为探寻适合中国东部高潜水位平原矿区的土地复垦新技术,该文选取济宁市北部试验场为研究对象,介绍了引黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地的新技术,包括技术工艺流程、复垦后地貌景观、复垦土壤剖面状况、复垦土壤理化性状以及复垦农田生产力。结果表明：1）短距离引黄河泥沙充填复垦技术在济宁市北部试验场得到了成功应用,土地复垦率为100%,耕地面积恢复率达95%,证明了引黄河泥沙充填复垦技术的可行性;2）黄河泥沙充填复垦土壤剖面的保水保肥性能存在一定的不足,复垦农田的表层（0-20 cm）、中层（〉20-50 cm）和底层（〉50-80 cm）土壤的含水量、全氮、速效钾、有机质含量以及表层（0-20 cm）土壤的有效磷含量均小于对照农田相应层的含量,且复垦农田土壤全氮和有机质较为缺乏,限制了农作物的生长;3）实地测产发现充填复垦农田的产量只有对照农田的一半左右,说明需要对充填复垦工艺进行革新和复垦土壤进行改良。论文在分析引黄充填技术可行性的基础上,提出了未来需要革新的4个方面：复垦土壤剖面重构的革新、水沙快速分离的充填排水工艺革新、动水条件下高效取沙设备的优选与革新以及远距离管道输沙技术参数优选。引黄河泥沙充填复垦技术对滨黄河流域的河南、山东等省很多矿区的采煤沉陷地都具有推广应用价值。

城乡交错带土地利用变化及其生态效应

以泰安市岱岳区为例,运用1990年和2003年的土地利用数据,采用GIS与实地调查相结合,运用Costanza等提出的生态服务价值系数,分析了城乡交错带土地利用变化与生态服务价值的响应。结果表明:研究区1990～2003年间,建设用地、园地、水域呈增加趋势。林地、耕地、未利用土地呈减少趋势。区域生态服务总价值随土地利用类型的变化而变化,生态服务功能在气候调节、气体调节、废物处理、土壤形成与保护和食物生产等方面有所下降,而在娱乐休闲、侵蚀控制和原材料方面生态服务功能增强,说明城市的快速发展在一定程度上影响了城乡交错带的生态环境。

无人机遥感在矿区监测与土地复垦中的应用前景

无人机遥感技术具有成本低、重访周期短、快速高效、质轻灵活、操作简便、获取影像的时空精度高等诸多的特点,成为近几年研究热点,并已在国土资源调查、农林生长监测、生态环境监测和灾害调查评估方面获得广泛应用,显示出其灵活、快速、高时空分辨率的优势。本文分析了目前无人机遥感技术在各领域应用现状,针对矿区这一特殊对象,在剖析我国典型矿区的面积、监测对象、监测指标的基础上,从搭载平台、传感器选择、监测参数设置等方面进行了具体分析,并构建了矿区无人机遥感监测与土地复垦的应用框架体系,认为无人机遥感技术可用于矿区基础信息普查、地质灾害与污染等敏感风险源信息获取与监测,矿区土地复垦与生态重建规划与设计、复垦验收与复垦后效果监测与评价等多个方面,将成为未来矿区监测与土地复垦重要的应用技术手段。

2012年土地科学研究重点进展评述及2013年展望

本文采用文献调研法，基于中文期刊全文数据库（CNKI）、Elsevier全文电子期刊数据库和Wiley—Blackwell全文电子期刊数据库，梳理分析了2012年国内外土地科学研究重点进展，并结合中国经济社会发展态势和国家宏观政策需求，展望2013年中国土地科学研究发展趋势及《中国土地科学》重点关注方向。