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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

TOP 10 |《煤炭科学技术》“矿区生态修复与环境保护” 专业2022—2023年最受关注论文

来源:煤炭科学技术

为协助读者矿区生态修复的研究热点和前沿问题,促进学术交流与合作,我们根据论文的下载、引用等指标,整理了《煤炭科学技术》2022—2023年“矿区生态修复与环境保护” 专业最受关注论文综合排名Top10。

行业视野

环境保护

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  • 作者(Author): 郭广礼, 李怀展, 查剑锋, 刘文锴, 胡青峰, 王方田, 陈超, 张沛沛, 张会娟, 张秋霞

    摘要:耕地是粮食安全的基础,煤炭是能源安全的保障。我国煤炭和耕地资源分布重合的煤粮复合区面积约占耕地总面积的42.7%,煤炭开采与耕地保护之间的矛盾十分突出。如何实现煤矿开采与耕地保护协同发展是我国煤粮复合区亟待解决的瓶颈难题。从平原煤粮复合区采动耕地损毁机理、采动耕地破坏程度评价、开采沉陷控制技术等3个方面分析了煤矿开采和耕地保护协同发展的研究现状与存在问题。在此基础上结合耕地保护面积大、变形耐忍度高等特点,提出了一种面向煤矿开采和耕地保护协同发展的源头控制与修复治理有机结合的绿色开采区域性岩层及地表变形控制技术途径,建立了相应的地表变形预测及控制设计方法,并指出了平原煤粮复合区煤矿开采和耕地保护协同发展的重点研究方向:平原煤粮复合区耕地采损驱动机制、采煤沉陷耕地防护阈值体系、面向耕地保护的煤矿绿色开采区域沉陷协调控制理论与方法,以期推动煤粮主产复合区煤矿绿色开采与耕地保护协同发展。
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    煤炭科学技术
    2023年第01期
    184
    354
  • 作者(Author): 胡振琪, 理源源, 李根生, 韩佳政, 刘曙光

    摘要:绿色发展和2060年实现碳中和已成为我国的国家发展战略,矿区土地复垦与生态修复是煤炭工业绿色发展的必由之路。分析矿区土地复垦与生态修复的属性,发现其除了具有恢复绿色和生态功能外,还具有双重增汇作用,不仅抑制了受损土地产生碳排放,而且因植被和生态的恢复增加了碳汇,因此,矿区生态修复是绿色增汇技术,符合国家发展战略,将迎来全新的发展机遇。碳中和政策对矿区生态修复的激励主要体现在引导科学修复、立定先行标准、开展科技攻关、落实企业主体责任、建立工程示范、加强财政支持和建立市场机制7大方面。碳中和导向下的矿区生态修复将迎来5大技术挑战:(1)科学测算评估矿区生态修复带来的增汇效果,重点从监测目标、测算参数、参数获取和测算方法 4个方面进行研究;(2)将碳中和理念融入矿区生态修复规划设计、探索增汇的规划布局、修复措施以及优选增汇修复方案,发挥矿区生态修复规划设计对增汇的龙头作用;(3)地形重塑设计既要考虑原有的水土保持措施带来的植被恢复增汇效果,也要增加碳汇功能的专项设计和对比分析;(4)科学分析和评估不同土壤重构技术的增汇效应,推广增汇型土壤重构技术,同步开展增汇型重构材料及土壤剖面研究;(5)研发兼顾生态效益和增汇效果的植物种群选择和植被恢复技术。
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    煤炭科学技术
    2023年第01期
    261
    367
  • 作者(Author): 李全生, 李淋

    摘要:东部草原区是我国重要的煤能源基地,煤炭开发为东北区能源保供和我国经济发展做出了巨大贡献。东部草原区气候酷寒干旱、土壤瘠薄、植被抗扰动能力低,而煤炭大规模开发导致了当地草原退化和水位下降等问题,因此开展了东部草原区露天煤矿减损开采与生态系统修复研究,提出了露天煤矿源头减损-过程控制-末端治理的生态修复理念,研发了开采节地减损、物料跨时空调配储用和“生态窗口期”协同修复等技术,并在胜利露天矿和宝日希勒露天矿进行技术应用和示范。结果表明:胜利露天矿原排土工作帮坡角提高了2.9°,可开展生态修复时间提前0.9 a,采场占地面积缩小75.2 hm2;仅在宝日希勒露天矿南帮实施冻结期靠帮开采-快速回填技术多回收煤炭资源69.55万t,占年生产能力的2%,在满足露天矿生产能力的前提下少征地2.4 hm2/a。研究成果为相似露天矿开展减损开采与生态修复工作提供了技术支撑,具有广泛的应用和推广价值。
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    煤炭科学技术
    2023年第01期
    226
    370
  • 作者(Author): 毕银丽, 罗睿, 柯增鸣, 薛超

    摘要:煤炭开采形成了露天排土场和井工沉陷地,改变了原始地貌和生态。露天排土场边坡不稳易水土流失造成滑坡剪切植被根系,井工沉陷致使地裂缝发育拉伤植物根系,因而矿山生态修复的关键之一是增强植物对剪切或拉伤的抗逆性。微生物复垦具有改善土壤理化性状、促进植物根系发育和抗逆境等功能,接菌对根土复合体抗剪切和拉伤的作用对于揭示其矿山生态修复机理具有重要的生态意义。人工修复种植植物,植物根系与土壤形成根土复合体,可大大增加土体的抗剪强度,增强浅层土体的稳定性,有效降低矿区露天排土场边坡水土流失和沉陷地裂缝拉伤根系,但微生物复垦对根土复合体性能的影响目前还缺乏深入研究。丛枝菌根真菌(AMF)和深色有隔内生真菌(DSE)两种微生物在根际普遍存在,其与根系形成的菌根共生体与根际土壤粘结在一起成为根菌土复合体,在其抗剪切作用机理和影响因素目前研究较少,本文针对矿区接种微生物对根土复合体抗剪性能的影响因素、作用机理及其在煤矿区生态修复潜力进行综述。同时结合试验数据分析得出,联合接种AMF和DSE植物地下生物量、土壤粘聚力、根土复合土体的抗剪强度均显著高于单一接种处理,微生物复垦技术不仅提高人工修复植被成活率和抗逆境作用,还可增强抗剪切或抗拉伤等力学特性,对于矿区生态修复具有重要的潜在利用价值和功能。
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    煤炭科学技术
    2023年第01期
    169
    223
  • 作者(Author): 陈浮, 朱燕峰, 马静, 董文雪, 尤云楠, 杨永均

    摘要:黄土高原矿区生态环境脆弱,科学认识黄土高原矿区生态修复固碳增汇机制、潜力对碳中和愿景目标至关重要。为此,需探究黄土高原矿区生态修复中碳汇形成的关键过程,修复的适应性和恢复力及增汇潜力,揭示矿区复垦土壤碳库稳定性机制,最终阐明矿区生态修复中固碳增汇的关键技术。结果表明:(1)黄土高原矿区生态修复碳汇形成的关键过程包含植物光合碳分配、土壤碳固持、微生物固碳和土壤呼吸等;(2)黄土高原矿区生态修复适应性总体呈东南高、西北低,适应性较差区主要分布于陕北与内蒙古和宁夏中部与内蒙古交界处。典型矿区生态恢复力指数为混交林(43.2%~100.0%)>阔叶林(49.2%~83.2%)>针叶林(47.9%~76.5%)>草地(39.1%~70.7%)>灌木草地(43.0%~69.0%)。修复年垦与土壤碳汇潜力呈正相关关系,修复10~15年时最高,混交林生态恢复耗时最长,但固碳潜力最大;(3)复垦土壤碳库稳定性机制与凋落物分解、黏土矿物交互作用、团聚体物理保护和微生物调控有关;(4)地貌重构-土壤重建-先锋植物/微生物-外源材料相耦合修复技术是黄土高原矿区生态修复固碳增汇的最优路径,有利于碳汇的长期稳定和提升。
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    煤炭科学技术
    2023年第01期
    313
    331
  • 作者(Author): 肖武, 任河, 赵艳玲, 王启元, 胡振琪

    摘要:复垦后煤矸石山的复燃问题是矿区土地复垦与生态环境保护中的巨大挑战。超前和及时的自燃监测和预警对治理至关重要,同时也一直是研究和治理中的难题。研究基于无人机遥感技术,提出了一种在复垦后利用植被紫花苜蓿评估煤矸石山自燃风险的方法,并对该方法在自燃监测和预警中的可行性进行评估。以中国山西省某复垦后自燃煤矸石山为例,利用无人机搭载可见光、热红外相机获取了某复垦后煤矸石山的无人机影像,并基于无人机影像提取的图像特征估算了紫花苜蓿地上生物量、株高和植被水分信息;在此基础上提出了自燃风险评估方法,在已发生自燃的研究区A1开展预警可行性探究;同时,利用上述方法对一未知(潜在)自燃研究区A2的自燃风险进行评估。研究结果表明:(1)无人机是煤矸石山植被监测的有效工具,基于无人机遥感图像特征能够实现紫花苜蓿长势参数的精准估算。基于随机森林的紫花苜蓿生物量和植被水分估算模型在验证集上的R2分别为0.92和0.78,RMSE分别90.58 g/cm2和4.29%;基于作物高度模型的株高预测结果的R2为0.92,RMSE为7.58 cm。(2)三种紫花苜蓿长势参数均表现出了对自燃的解释能力,在空间分布上与25 cm深度土壤温度ST25cm均表现出一定的负相关性(R2= -0.43~ -0.51),且地上生物量的解释能力最优(R2= -0.51)。(3)基于紫花苜蓿生物量能够在一定程度上掌握地下自燃过程的影响范围、强度和变化方向,从而可能对煤矸石山的潜在自燃风险实现监测和预警。研究意为矿区复垦后煤矸石山的复燃防治工作提供新思路和方法支撑。
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    煤炭科学技术
    2023年第02期
    210
    359
  • 作者(Author): 陈媚楠, 丁忠义, 侯湖平, 倪庆琳, 王雪晴

    摘要:资源型城市经过长期的煤炭资源开采,导致煤矿区资源开发与生态保护之间不平衡、不协调的矛盾突出;在生态文明建设背景下,厘清生态修复需求空间异质性、合理安排生态修复工作优先次序,成为开展高效协调的生态保护与修复的基础性工作。从生态系统和人类福祉协同发展的综合视角切入,选取徐州市贾汪区为研究对象,以2000、2010、2019年3期历史遥感影像以及历史矿井信息和社会经济统计数据为数据源,采用当量赋值法核算区域生态系统服务价值并作系数修正,综合地形位指数、矿区扰动指数和景观脆弱度指数构建景观生态风险评价体系,分析研究区生态系统服务价值和生态风险指数的时空格局,并引入夏普比率进一步探讨生态修复需求空间异质性。结果表明:① 2000—2019年贾汪区生态系统服务价值总量先增加后减少,生态风险指数值先下降后上升,增长速率较为平缓,均表现为小幅度;生态服务价值和生态风险等级的空间分布均呈现出总体连片,局部圈层向外推移的态势,城镇化与采煤塌陷地治理是空间格局差异化的主要影响因素。②在数量层面,单位面积生态系统服务价值和生态风险指数具有较强的负向等级相关性,但没有明显的函数关系;在空间层面,2000—2019年贾汪区单位生态系统服务价值与生态风险指数的全局Moran’s I指数均为负值,存在负向空间关联性。生态风险与生态系统服务具有明显的错位特征。③贾汪区生态修复需求异质性指数R值呈现一定程度上的梯度空间变化趋势,整体生态修复需求降低趋向,但局部区域仍存在R指标过高或过低的现象;随着偏离度等级增加,生态修复需求高值区范围逐渐缩小并向低值区转化,需要进行重点生态建设的区域更加趋向集中化。研究结论能够为资源枯竭型城市的系统性、整体性生态修复决策安排提供参考。
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    煤炭科学技术
    2022年第12期
    117
    257
  • 作者(Author): 王根锁, 刘宏磊, 武 强, 赵 頔, 段 丞, 王汉元, 章爱卫

    摘要:矿山环境正效应开发与利用是推动生态文明建设、延长矿业产业链、推进国家能源结构转型发展、实现“碳达峰”“碳中和”战略目标的重要途径。为系统化研究废弃矿山正效应资源化开发利用,从能源结构转型、碳中和视角出发,分析了矿产资源采掘及其环境负效应的碳源和碳排放,剖析了矿山环境正效应的内涵及其资源属性特征,阐述了生态资源、可回收资源、可再生资源、空间资源、旅游文化科普资源以及原位科学实验资源等正效应资源的开发利用对于削减废弃矿区碳源、增加生态碳汇及推动碳减排的潜在优势。结合内蒙古自治区“十四五”生态文明建设和碳达峰碳中和目标,讨论了开发利用正效应实现碳减排和修复自然碳汇,促进能源结构转型,助力资源型城市碳减排,助力原位科学试验和绿色低碳科技转化以及普及低碳生活能源消费知识等方面的重要作用。结合废弃矿山正效应资源化开发利用中的多元约束条件,从市场化运作和有效的竞争导向、正效应产品和产业政策引导、数字化智能化开发利用以及精准化碳核算等角度提出废弃矿山环境正效应开发利用与管理的对策建议,以期对我国建设北方生态安全屏障、推进废弃矿山资源化再利用以及实现能源行业减排增汇、绿色低碳发展和能源安全战略的有机统一提供科学依据,助力实现国家碳中和战略目标。
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    煤炭科学技术
    2022年第06期
    182
    416

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