大型露天煤矿土地损毁生态风险评价及空间防范措施

【摘要】我国煤炭资源丰富，采矿区分布广泛，采矿所引起的生态环境破坏严重，煤矿区生态风险因此受到学者及决策者广泛关注。由于煤矿区生态风险不同于一般区域生态风险，其风险识别方法不可简单套用，因此需针对采矿活动对矿区生态系统的扰动及破坏方式进行相应调整。由于受矿藏不可移动性和矿业生产活动特点的影响，从矿藏勘探到矿石采掘、冶炼加工等整个矿产开发过程，都会对矿区生态系统产生直接和间接的危害或影响，作用过程极为复杂。在分析煤炭开采对矿区生态环境影响的基础上，对矿区生态风险的识别过程进行归纳，通过风险源、风险受体、生态终点识别及暴露—响应过程分析，构建出黄土高原区典型露天矿生态风险因果链。从矿区采矿工艺的生产流程与矿区土地类型两个方面对矿区生态风险源进行识别和分类，包括基于风险发生学特征的分类方法和基于土地干扰类型分类方法。合理选择和表征区域生态风险源和风险受体，科学探讨和量化多风险源和多风险受体的交互作用，是矿区生态风险评价的核心和关键。在安太堡露天矿开采过程中，从采掘到构筑复垦地，主要工艺流程对矿区土地生态系统产生不同形式的扰动与破坏，根据其对自然生态系统的扰动形式和强度差异，可划定为剥离、开采、运输、排弃以及复垦五类基本生态风险源。矿区生态风险的受体按照生态系统组分，林地、草地、耕地、裸地、农村居民点与采矿用地六个类型，每个类型均由多个斑块单元构成。露天矿区的生态风险不仅具有时间上的延续效应，也有空间上的累积性。矿区开采扰动不仅受到损毁土地和生态系统单元自有特性的影响，而且与它们之间的空间距离与邻接斑块性质密切相关。为此，借助遥感信息模型与GIS空间分析模型，评价土地生态系统的生态敏感性及土地损毁累积作用。通过多年复垦，植被类型较丰富的已复垦排土场产生了较好的阻隔效应，分布在研究区的西部与南部，构成了研究区与平鲁区的生态屏障带。受人类活动扰动十分强烈的区域，生物多样性被破坏的极为严重，属于生态敏感低值区，主要为露天矿坑、运输道路和工业用地；生态敏感中值区主要为受生态胁迫程度较高的区域，易受到干扰而造成功能损失，主要表现在已复垦的排土场地和剥离区；对于矿区未复垦排土场，土壤侵蚀严重，生态环境较脆弱，很容易受到人类活动干扰而使发生生态系统功能退化，所以为生态高值敏感区，部分区域属于极高敏感区。风险综合评价是矿区风险评价的最后阶段，此阶段要结合受体、风险源的评价结果，评价矿区空间单元的综合生态风险值的大小，为矿区生态风险管理提供理论依据。根据研究区各像元的综合生态风险值绘制矿区综合生态风险值分布图，通过GIS实现矿区生态风险评价结果的可视化。估算潜在风险发生的区域进行恢复治理的成本，从地质灾害风险成本、矸石自燃风险成本、土地退化风险成本三个方面表示风险代价的货币量；矿区生态风险发生后对风险进行恢复治理需要的费用是结合实际情况与理论预算得到的，矿区生态风险代价为12077.28万元。在露天矿开采过程中，要求做到“采、剥、运、排、覆”一体化，在地貌重塑、土壤重构、植被重建等环节中采取科学措施来实现矿区整体的生态风险防范，从生态重建的基础层面预防生态风险的发生及生境的再度恶化。
【作者】孙琦；
【导师】白中科；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地质工程，2014，硕士
【副题名】以平朔安太堡露天矿为例
【关键词】安太堡；露天矿区；生态风险；风险估算；风险防范；

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