露天矿区生态地质层修复中地形重塑层的构建技术及应用

露天地区矿山开采容易形成不规则采坑、高陡边坡和渣山、原始土壤破损、采坑积水等一系列地貌形态的改变,造成与周边环境的不协调。不仅影响地表生态环境,还会对地下浅层水渗流场、冻土层等带来不同程度的影响和破坏,且存在滑坡、垮塌等地质隐患和灾害。针对这些问题,从地质角度提出通过构建地形重塑层实现开采后矿山地形地貌重塑的思路与方法,应用形成的地形重塑层修复关键技术,在青海木里高原高寒露天矿区生态环境治理与修复中取得显著效果。首先定义地形重塑层,即是对地貌起伏形态、采坑和渣山边坡等的稳定性和安全性起控制作用的复杂成形曲面。地形重塑层是一个复杂不规则且动态变化的重构层,是生态地质层修复的一种情况。提出地形重塑层的构建思路与方法:(1)通过空-天-地一体的地质勘查与监测手段,对矿山开采后的采坑、采坑边坡和渣山等情况进行系统的勘查、监测和评估。(2)根据治理对象的不同,对修复的目标地质体进行分类,本次依据边坡坡体岩性变化和岩层倾向与坡向的关系,将岩质边坡分为4类13型。(3)通过理论计算结合现场勘查测量,确定不同修复地质体的地形重塑层形态与产状。(4)通过覆土复绿,实现采坑、渣山依形就势的综合治理和矿山地形地貌的修复。以青海木里矿区为例,系统论述了地形重塑层构建与修复技术:对采坑坑底的修复,考虑挖损采坑深度和地形现状,设计合理的坑底样式,防止出现二次滑坡或坍塌等地质灾害;对边坡治理与修复,通过理论计算和野外现场观测,确定木里矿区边坡稳定的合理坡角应小于26°,治理时根据不同岩质边坡类型,采用清坡处理、修筑台阶状边坡等方法,保证采坑边坡稳定和后期植被复绿;对于特殊的渣山边坡治理,需要通过构建坚硬的地形重塑层,形成类似鸡蛋壳一样的渣山外壳,以起到稳定地形地貌、防止水土流失和涵养水源的作用。利用遥感影像数据对比治理效果,治理前矿区地形杂乱,边坡坡角大且不稳定,植被退化,经地形地貌重塑治理后,矿区边坡的坡角基本都处于26°以下,植被长势良好,治理效果显著。提出的地形重塑层构建方法和修复技术为高原高寒矿区生态治理和矿山地形地貌的修复提供了新的治理思路与方法。

以多层生态战略破解先发者主导优势:以EDA为例

在集成电路产业超过半个世纪的发展历程中,电子设计自动化软件(EDA)应运而生并随着技术进步和产业分工不断演化和发展,成为今天贯穿集成电路全流程的基础支撑工具。尽管表现出极端重要性,但电子设计自动化软件的总体市场规模较小。从当前市场结构来看,美国企业处于先发优势和寡头垄断地位,我国在这一领域发展相对滞后且在美国打压背景下发展严重受限,这也成为我国集成电路产业被“卡脖子”的关键领域。在后发者突破先发者主导优势获取发展机会的过程中,电子设计自动化软件领域要尤其重视产业生态的参与和重构,通过在创新生态、产品生态、产业生态和国际竞争生态中实施多层生态战略,逐步构筑起后发企业的生态位优势,驱动电子设计自动化软件的高质量发展。基于赶超和发展的目标,未来在支持电子设计自动化软件发展过程中,应当在顶层设计、系统设计、产权保护等方面发挥国家力量,同时补足在人才和基础创新中的短板,主动融入全球产业生态。

生态地质层理论在煤层保护和生态修复中的应用--以高原高寒矿区生态治理实践为例

高原高寒冻土区生态治理是世界性难题,在生态治理的同时进行煤炭资源保护更少先例可言。按照系统工程思路,以生态环境保护为宗旨,并兼顾残存煤炭资源的保护,在青海省木里地区生态治理过程中取得成果认识如下:研究了木里矿区自然气候特征控制下的生态易破坏且难于修复性;总结了土壤层状结构控制下的水土流失和植被水分补给特征;认为生态地质层缺失和破坏是致使生态破坏的关键症结。为此,借鉴前人成果,研发了煤层顶板及其上覆岩层生态地质层修复技术,建立了生态地质层损伤判识方法,分析了生态地质层修复与再造对煤炭保护及生态修复的意义。

冻土层重构技术在木里矿区生态环境治理修复中的应用

木里矿区露天煤矿山的开挖对天然冻土层造成破坏,形成的采坑、渣山及积水等直接影响了多年冻土层的特性,对矿区周边水源涵养及生态功能造成不利影响。在矿山环境修复治理中冻土层的修复是面临的主要问题之一。木里矿区修复治理作为我国在高原高寒生态功能脆弱区实施的首例大型矿山修复治理工程,在分析冻土层原始形态和破坏情况的基础上,通过系统分析、探测监测及试验等方法,构建了冻土层回填、活动场再造和冻土层保护三大结构层。冻土层重构技术在聚乎更四号矿井现场应用,取得了良好的冻土层修复和植被复绿效果。

高原高寒矿区生态地质层修复中冻土层构建与应用

冻土层在高寒地区的生态平衡中起着重要作用,但冻土层的修复与保护在高原高寒矿区生态环境治理中经常被忽略,鲜有研究。以木里矿区聚乎更区生态环境综合整治实践为例,通过对原始冻土层的平面分布、垂向分布、地层结构、地温变化等特征的分析,针对破坏的土壤层、地表层、冻土层、煤层顶板岩层等不同研究对象的生态地质层剖面,按照模拟季节性冻土、多年冻土差异变化特征及其生态地质功能的思路,在利用构建人造冻土层和回填层二元结构冻土生态地质层剖面模型的基础上,提出了以冻土概况调查、剖面模型建立、搭接融合、确定回填时间、设计表层保水、布设截排水沟、地貌重塑为流程的人工构建冻土层的修复技术,以实现人造冻土层在物质结构、地下含隔水层结构及水力联系、水源涵养等方面的功能基本达到原始冻土层的水平,同时提供更多对冻土保存有利的条件。采用探坑、钻孔岩心取样和孔内长期地温监测等不同方法手段在以往矿区渣山区和新回填修复采坑内对比实验,证实了原渣山压覆区域多年冻土顶界在稳定抬升,采坑内新回填区已经开始形成新的冻土层;通过对比渣山区自然恢复冻土层和采坑内人工修复冻层形成的时间和厚度,表明人造冻土层构建更有助于该区冻土快速恢复。

摩天楼的生态缓冲层设计研究

高层建筑是城市化的产物,绿色生态是建筑设计的主流方向,生态摩天楼是21世纪的必然选择。研究将生态学理念引入建筑学科,借鉴生态摩天楼的设计构思与生态手法,以介于建筑、环境和人类之间的生物缓冲空间为研究对象,对其进行层级划分,并梳理出不同层级下的生物缓冲空间的特点,试图从中找到一些具有通用可行性的设计方法,以期为环境友好型的高层建筑和超高层建筑提供创作思路。

生态冠层和向上发展 上海城市第五立面发展策略探索

在城市更新和“双碳”发展的双重背景下,第五立面不仅关乎城市风貌和环境品质,更是一种宝贵的空间资源,在挖掘空间立体复合使用、拓展公共活动场所、提高城市绿量、建设韧性生态城市等方面具有重要意义。文章通过上海城市第五立面调研和问题分析,借鉴国外重要城市的发展经验,尝试探索上海城市第五立面的未来发展方向,提出“生态冠层”和“向上发展”的基本策略及多样化的实现路径。

数据驱动能力、创新生态系统“占位”与企业高质量创新——以小米为例

运用纵向单案例研究法,以小米为研究对象,基于创新生态系统占位视角,探究核心企业数据驱动能力对创新质量的提升过程与机理,试图构建创新生态系统占位视角下数据驱动能力对创新质量影响机理的理论框架。研究发现:企业数据驱动能力是动态发展的,数据驱动能力通过适配的创新生态系统占位提升创新质量。在数据驱动能力偏弱时,应适配创新生态体系“核心生态层”占位,有利于核心企业创新质量提升前的原始积淀;在数据驱动能力偏强时,应适配“核心生态层+底层生态层”的创新生态系统占位,有益于核心企业创新质量进一步提升。最终搭建出创新生态系统占位视角下数据驱动能力对核心企业创新质量影响路径的理论框架,并明确提出应根据数据驱动能力选择创新生态系统占位,积极推动核心企业创新质量提升。

高原高寒矿区生态地质层修复中的土壤层构建与成分变化差异

木里矿区地处高原高寒地区,经多年开采后生态破坏严重,土壤资源极度贫乏,能否将采矿渣土改良成适宜植被生长复绿的人造“土壤层”成为了生态修复过程中的科学难题。基于此,开展了适宜祁连山腹地高寒草甸生长的重构土壤材料和改良最佳配方的研究与试验。选用木里矿区渣土为土壤层构建矿基材料,以当地羊板粪、商品有机肥、牧草专用肥等为土壤改良材料,分土壤层构建和人造土壤肥力提升两大部分在矿区现场室内设置不同配比开展盆栽种草及出苗对比实验研究,重点分析了土壤层构建出的人造土壤与原始草甸土的差异。研究结果表明:①通过将羊板粪和矿区内经过人工破碎筛选后的细纯渣土进行深度拌合,可以有效构建具备植被立地条件和基本生长条件的人造土壤;②利用主成分分析法,分析了不同材料和配比在加入人造土壤后,土壤肥力提升的综合效果,得出渣土+羊板粪+商品有机肥+牧草专用肥(组合3)的土壤层构建方案最优,牧草长势好,与原始草甸土壤成分最相近;③现场大面积土壤层构建时,根据最佳的配比方案,制定了羊板粪用量为450 m^(3)/hm^(2)左右、商品有机肥用量为22500~30000 m^(3)/hm^(2)、牧草专用肥为225 kg/hm^(2)的土壤层构建和肥力改良方案,复绿成效显著,在高原高寒木里煤矿区生态修复过程中,推广应用了土壤层构建方法,有效解决了当地无土的难题,矿区的生态环境得到有效治理,节省高额的治理费用,也为同类矿区大面积生态地质层修复提供参考和借鉴。

生态地质层理论及其在矿山环境治理修复中的应用

矿山开采活动不仅对地表植被、土壤层和地形地貌产生破坏,还会对所能影响到的地下岩层等地质体产生扰动和破坏,引起区域地表和地下生态环境系统的变化。因此,有必要从地质学角度开展矿山生态环境治理修复的理论与技术研究。基于对煤炭矿山开采造成的主要生态环境问题研究,提出了如何从地质角度开展矿山生态环境治理的思路,分析了煤炭开采对生态环境的影响机理,论述了生态地质层理论。采用“将今复古”的治理原则,通过对破坏地层层序结构的研究和模拟再造,形成了生态地质层的构建原理和修复关键技术,并列举了青海木里矿区“急、难、险”生态治理修复工程推广应用的实例。研究认为:①矿山开采造成生态环境破坏的根本原因是开采对原始地层系统产生扰动和破坏,引起地层位移、变形、破裂、垮落,导致应力重新分布,引发地下水、气系统变化、运移和重新聚集,造成地表上部或浅层的岩石发生变化,影响到地表土壤、生态环境的改变,乃至水圈、大气圈的变化。②生态地质层是指对区域生态环境具有控制属性作用的地层或地层组合层段,矿山勘查开采对生态环境破坏的实质是生态地质层的破坏。③矿山生态环境治理的关键是构建和修复生态地质层,通过研究区域原始地层剖面和产状、岩石结构构造,采用人工干预和相似材料物理模拟的方式,构建出具有与原始地层相似属性作用的类岩性层段。根据治理修复对象的不同,生态地质层可划分为土壤层、地形重塑层、煤层顶板岩层、含水层等,高原高寒地区还包括冻土层。④生态地质层构建材料的选用是生态修复的关键。提出无土地区可利用矿山开采形成的废弃渣土,变固废为生态地质层构建修复的主要材料的技术与方法。在青海木里矿区生态治理修复中解决了高原高寒地区大范围生态治理修复时客土无法实现、渣土占地与环境不相融合和污染等问题。生态地质层理论的提出与构建原理解决了因地层变形、破裂、沉陷、地表水断流、土壤层、地形地貌及冻土层等地质环境扰动与破坏引发的矿山生态环境治理与修复难题,为在复杂条件下矿山生态环境治理探索出了一条地质学治理的新路径。

不同结构生态浅层渗滤系统净化路面径流的效果与机理

根据上海市土壤层的特点,设计了不同结构的生态浅层渗滤中试系统,测定其对路面径流的长期净化效果及净化机制。研究结果表明:不同结构的人工模拟渗滤系统对径流污染物均具有较好的净化效果,并表现出良好的耐冲击负荷能力。COD的去除率大多都在60%～80%;NH3—N出水浓度多数在1.3mg/L以下,去除率基本在50%～70%;NO2-—N去除率大多都在80%～90%,出水浓度基本在0.1mg/L以下;下设有原状土垫层的渗滤系统对NO3-—N去除效果明显好于无原状土垫层的渗滤系统。除部分重金属、COD和NO2-—N外,经渗滤后的径流出水浓度大大低于上海地区浅层地下水的背景值。硝化和反硝化作用是系统去除氮的主要途径;土壤的吸附与沉淀作用是渗滤系统去除有机物和重金属的重要途径。

有机肥对水稻土根层生态的效应

采用有机肥与化肥配施,在田间小区试验和盆栽试验的基础上,研究了有机肥促进根层络合态Fe和Mn的形成,补偿根际养分亏缺,并对根的皮下机械组织木质化程度降低,中柱导管(根尖木质部的输导组织)的增大有明显的作用。从而增强根对养分的吸收,为保持地上部和地下部分养分平衡及生物量的协调增长具有重要的生态意义。

叠层生态滤床技术在生活污水处理中的应用研究

针对农村生活污水的特点,设计叠层生态滤床,并将其应用于浙西山区农村生活污水的处理。运行结果表明,系统出水的COD、氨氮、总氮、总磷质量浓度分别为18.20、0.492、0.77、0.129 mg/L,去除率分别达到43.30%、56.42%、42.11%、19.88%,出水的COD、氨氮、总氮、总磷均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。叠层生态滤床处理农村生活污水的吨水投资成本较低,后期运行基本不产生费用,而且在后期管理上不需要配备专门的技术人员,适用于不同经济发展程度农村的生活污水处理,具有良好的推广价值。

生态型多层养鳖装置的试验研究

介绍了生态型多层养鳖装置的结构原理。成鳖养殖试验表明 ,养鳖水经过红萍的生物净化后可以循环使用 ,水体中 NH+ 4 - N含量保持在 10 mg/ L 以下 ,成功实现高密度、超浅水。

“红富士”不同树形冠层微生态对果实品质的影响

以"红富士"苹果为试材,研究了不同树形冠层微生态环境变化规律及其与果实品质的关系。结果表明:不同树形冠层微生态环境存在差别,高干开心形冠层光照强度、昼温、昼夜温差显著高于小冠疏层形和纺锤形,而空气相对湿度最低。由于不同树形冠层微生态环境对果实生长发育影响不同,高干开心形果实较其它两种树形单果重显著增加,着色较好,可溶性固形物含量较高,收获时单果重较小,冠疏层形增加了31.96%,而较纺锤形增加了31.28%。

马铺山药1号特征特性及其浅层生态栽培技术

山药浅层生态栽培技术采用不深耕翻土铺设U型槽、覆盖保墒、不引蔓搭架的粗放栽培管理方式,不仅可减少灌水量,促进肥料吸收利用,减少肥料和农药施用量,而且适用范围广,可在农田、荒山荒坡、幼龄果园及稀疏林下应用。介绍山药新品种马铺山药1号的特征特性,并总结其浅层生态栽培技术,包括整地做畦、铺放U型与填充基质、种薯选择和处理、播栽与覆草、田间管理、病虫害防治及适时采收等内容。

论浅层生态哲学的话语体系

浅层生态学是西方文明在面对工业化发展进程中自身带来的负面效应——自然灾害这一事实所形成的应激性反映。浅层生态学的环境概念与深层生态学的生态概念的区别在于前者不脱离人类这一中心范畴。浅层生态哲学为人们设想到的出路有两条:集体的出路与个人的出路。这两条道路都是在人类这一中心范畴的麾下形成的——集体为众、个人为寡,无论多寡,都是一种人类特有的"自我"概念的变异与延伸。人们笃信,拯救地球的使命只能由人类的话语体系来完成。

南沙群岛海域理化参数垂向分布特征及跃层生态系的提法

自１９８５～１９９９年中国科学院南沙综合科学考察队在南沙群岛进行了１２个航次的综合科学考察．根据调查的结果，通过分析南沙群岛海域理化参数垂向分布特征，得出次表层海水理化参数具有极值现象、跃变现象和波动现象的特点，讨论了这些独特特征反映的独特生境，提出了南沙群岛海域垂直方向上存在跃层生态系的观点．

华兹华斯生态学研究与生态批评的深层与浅层

深层生态学（Deep Ecology）与浅层生态学（Shallow Ecology）是生态学研究的一对范畴。它们各自具有自己的特点，在生态学发展中起到一定的作用。然而，它们各自带有极端化的倾向，用这样的标准进行文学研究，很难解读作家或作品中的生态学意义。本文通过对英国浪漫主义诗人华兹华斯诗歌生态学意义的研究，试图说明深层生态学批评和浅层生态学批评这对范畴存在的问题。研究内容包括华氏诗歌中的客观事物共同生命属性问题、客观事物之间的相互联系问题以及自然情感与人类情感的关系问题。

东山湾网箱养殖区多层生态床构建对底层游泳动物的聚集效果

利用牡蛎壳、PVC管和网片在福建东山湾养殖区海域构建2种类型的多层生态床开展养殖海域生态修复试验。根据2015—2016年开展的3次调查资料,设置养殖鱼排多层生态床区和对照区,并对其底层游泳动物的种类组成、数量分布、优势种和多样性等情况进行了比较分析研究。调查共采集游泳动物17种,修复A区、修复B区的种类数量均比对照区明显增加;第1次和第2次跟踪调查,修复A区的生物量分别比对照区高0.88倍和1.34倍,修复B区的生物量分别比对照区高1.46倍和0.28倍。修复A区和修复B区的优势种分别比本底调查增加3种、1种,出现了晶莹蟳(Charybdis lucifera)、善泳蟳(C.natator)、青石斑鱼(Epinephelus awoara)和褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)等经济种类,两个修复区的第一优势种日本蟳(C.japonica)的生物量均高于对照区。两次跟踪调查中,修复A区的生物多样性水平均高于对照区。总体上,多层生态床对修复海洋渔业资源具有一定作用。