中国关闭煤矿区域生态恢复规划进展
来源:(科技导报) 时间: 2021-09-02 点击:1681 点赞:0
在煤炭能源的长期驱动下,中国社会与经济持续发展,但煤炭开采却带来了自然生态系统破坏问题。在煤矿关停后,以煤炭开采和交易为主的经济活动停止,一系列社会问题逐步浮现。

本文综述了关闭煤矿区域生态恢复规划研究的主要特点,包括工作尺度、规划目标以及规划方法类型;总结了前期学者在生态恢复规划方面取得成果;展望了关闭煤矿区域生态恢复规划研究的未来发展方向。

关闭煤矿区域生态恢复规划是国土空间规划的重要组成部分,需要国土空间规划在宏观方向规划目标方面给予充分指导。

中国应充分应用生态学原理,参考国际社会的成功案例,走出一条具有中国特色的关闭煤矿区域的生态恢复之路。

中国关闭煤矿区域生态恢复规划进展

生态文明建设、国土空间规划及国土空间生态修复规划关系

关闭煤矿区域生态恢复规划的含义与必要性

国土空间生态恢复本质是通过少量人工辅助,发挥大自然自我恢复的能力,完成受损生态关系的恢复与重建,并且在此过程当中收获生态系统服务

关闭煤矿区域生态恢复规划是站在动态发展的视角,基于大量基础资料、科学论证及专家决策,对关闭煤矿区域受损的自然环境要素、物种组成、景观单元、生态关系的恢复制定合理的规划

应在国土空间规划体系的指引下,执行生态文明建设方针,完成对煤矿区域受损生态系统的恢复。

应针对中国已关闭和可能关闭的煤矿区域,通过调查、预测和分析现存的以及未来可能产生的一系列生态问题,预估生态恢复工程的规模和布局,并在时间、空间及保障措施上进行合理布局与安排

中国关闭煤矿区域生态恢复规划进展

关闭煤矿区域生态恢复规划研究尺度

关闭煤矿区域生态恢复应遵循生态学物物相关的基本原理,从“带”和“面”这类更为宏观的尺度上开展工作,促进流域和全国尺度上关闭煤矿区域之间及与其他区域的互补互惠。

  • 矿区尺度

在中国,关闭煤矿分散于不同地理环境和气候带之中,各地受损情况与生态环境问题具有较大的差异,制定较大尺度的生态恢复规划颇有难度。

在较小矿区尺度进行生态恢复规划研究中,涉及的生态环境问题同质性较高复杂性较低;通常关闭煤矿区域的生态恢复规划研究一般仅集中在同一地区。

各个矿区单独制定生态恢复规划、进行相应生态恢复工程的实践案例非常丰富,侧重点包括生态调控、土地复垦、景观重建和综合性全面规划。

  • 流域尺度

国土空间总体规划指导下的关闭煤矿区域生态恢复应考虑流域范围内的生态环境问题,并能对流域的生态环境起调控作用

在对上游区域生态环境治理的同时,尽可能惠及下游区域;同时下游区域的生态系统服务也可反哺上游区域。

流域尺度上的生态恢复工程需要总体规划和专项规划进行指导,《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021—2035年)》对黄河流域提出生态保护与恢复的要求,并将黄河流域列为重点生态区。

黄河流域汇集大量煤炭资源,需要科学制定生态恢复规划,落实生态保护与恢复,并针对不同分级和类别的国土空间规划指导。

  • 国家尺度

目前,较大流域尺度和国家尺度的国土空间生态恢复规划仍然需要在目标和方法上推进,全国范围内的关闭煤矿生态恢复规划尚未成功绘制清晰蓝图

应确定煤矿区的生态恢复方法具体规划流程;完善国土空间层面有关法规政策体系技术标准体系,以确定关闭煤矿区和将要关闭的煤矿区生态恢复实施保障和方法;基于国家总体规划发展要求,省、市总体规划给予煤矿片区的定位,因地制宜地确定生态恢复后的发展定位,确定几种不同发展定位类型的基本规划、实施、监督体系。

煤矿区域生态恢复规划目标

关闭煤矿区域的生态恢复规划目标包括农业复垦工业遗产开发地下空间开发与利用公共空间营造

中国关闭煤矿区域生态恢复规划进展

4类生态恢复规划目标及对应案例 来源:网络

关闭煤矿再利用必须以生态恢复为前提,以生态演替理论为指导,充分认识和利用生态演替过程规律,在最大程度上发挥自然恢复力量

根据中国植被区划分区和产煤基地分布情况,得到以自然植被区系为最终可达到的生态恢复目标;另外,依据国土空间规划对关闭煤矿区域的不同定位,制定各关闭煤矿区域相应的具体生态恢复规划目标

国土空间规划由“五级三类四体系”构成。

关闭煤矿区的生态恢复规划首先应逐级满足国家级、市级、县级、乡镇级的国土空间规划要求,统筹考虑各级开发规划要求;并从时间和空间上对煤矿区做出生态修复、保护和开发的具体实施性专门安排;在此基础上,确定编制审批体系实施监督体系法规政策体系技术标准体系等4个子体系。

  • 土地复垦

土地复垦是中国煤矿区域生态恢复的常用技术,目标是使因煤炭开采受损的土地重新达到可以耕作进行农业生产的状态。

长期以来,土地复垦方面一直缺少能够起指导作用的规划设计研究成果,而工程实践较多

目前,中国土地复垦率已经超过25%,复垦的土地既可以恢复传统农业,也可用作现代化设施农业的基石、发展观光农业等旅游项目。

此外,土地复垦也可结合当地自然灾害或者环境问题进行一并处理。

  • 工业遗产旅游开发

中国关闭煤矿的工业遗产在建筑形式、历史呈现、精神财富和文化特征方面均具有独特性,通过科学合理的开发路径便可实现其旅游价值

目前的研究和项目均未在以生态恢复规划作为良好自然本底的基础上进行,同时也未契合国土空间总体规划;更未与特定分级与类别的国土空间规划产生互动联系,构成协同改进的模式;尤其是跨省域的工业遗产旅游开发,并非单一省市可以完成。

因此,关闭煤矿区域的工业遗产开发需要国土空间总体规划生态恢复规划的双重指导。

  • 地下空间开发与利用

中国关于关闭矿井再利用和开发的研究起步较晚,大部分研究主要针对国外的先进技术和案例。

在国家战略的顶层设计中,相关研究对关闭煤矿区域地下空间利用与开发提出了明确方向,需要国土空间规划做出方向性指导,通过生态恢复规划提供满足关闭煤矿区域地下空间利用与开发的自然本底蓝图,同时必须制定相应的原则、策略和保障措施

  • 公共空间营造

关闭煤矿区域自然生境的破坏以及经济系统的崩溃导致社会服务功能急剧下降。

国内很多煤矿在关闭之后进行矿山公园建设艺术园区建设也是关闭煤矿区域进行生态恢复规划的目标之一。

关闭煤矿生态恢复规划目标应该与当地的生态文明建设目标相匹配,使群落结构停留在适合当地生态文明发展的阶段,而当地生态文明发展目标必须由国土空间规划来确定,生态恢复规划也需要按照国土空间规划指导进行制定。

煤矿区域生态恢复规划研究方法

目前,中国生态恢复规划的方法论还暂未得到有效发展,始终停留在简单借鉴和利用其他学科方法的阶段。

  • 生态恢复理论

生态恢复的工作方法需要以生态恢复理论为基础,再进行整体统筹、系统修复,最后完成生态恢复;整个过程顺应生态演替进程、尽可能让自然做功

生态恢复规划必须尊重和依赖生态恢复理论;建立在科学地融合社会、经济和自然的基础之上,将关闭煤矿区域从时间、空间、数量、构成、秩序5个层面融入自然山水格局;另外在方法和技术上均需要提升。

  • 生态区划

生态区划方法主要是根据生态环境性质结构与功能的变化规律,划定不同生态功能分区界限,既强调生态系统整体性的规律,又注重人类与生态系统的互动特征

在生态恢复规划的研究工作中,生态区划可用来表达各专项研究的成果,《全国生态功能区划》中提出了中国生态功能区类型,也为生态恢复目标提供了依据,指导着煤矿区域生态恢复规划的制定。

  • 区域空间规划

区域空间规划的涵盖内容较多,但在指导区域生态环境恢复相关工作时具有很强的局限性,欠缺精准度

区域空间规划中所强调的整个空间系统的协调可以作为生态恢复规划的工作前提,对于关闭煤矿区域这类受损严重的“社会-经济-自然复合生态系统”的恢复规划工作具有较强指导意义。

  • 煤矿区域生态恢复规划工作方法

煤矿区域生态恢复工作方法可分为:经验分析法目标规划法景观规划法生态工程规划法

在实际规划过程中,往往需要多种方法协同使用,或者根据既定修复目标,综合应用多种方法。

全国范围内关闭煤矿区域急需能够统筹全局的生态恢复规划,以保得到合理有效的生态恢复,继续为中国的生态文明发展提供可持续的生态系统服务和自然本底。

结论

面对国内现存以及未来持续增多的关闭煤矿,生态恢复的压力与日俱增,需要制定全国范围内关闭煤矿生态恢复规划。

  • 探索具有中国特色的生态恢复规划方法并补充国土空间规划架构体系

关闭煤矿的生态恢复规划方法建立在多学科交叉的基础之上,应是多种方法的有机融合

关闭煤矿区域的自然生态环境的损毁情况具有特殊性,需要特别注意地表塌陷与损毁情况、相应的地表和地下水文情况土壤肥力持水能力发生发育情况等,这些均需要纳入其生态恢复规划中。

另外,中国关闭煤矿区域的生态恢复方法依托自身的生态环境特点和国土空间规划要求,必须以适应中国关闭煤矿区域的生态恢复为出发点,为生态文明建设服务。

国土空间规划架构是一个需要迅速搭建的全新架构,既不能照搬国外经验,也不能复制既有传统。

此外,国土空间规划的全局统筹性需要协调各种专项规划;摆脱以前的空间性规划体系混乱的状况,探索构建属于中国的规划理论体系

  • 促进多学科交叉与融合、培养跨学科人才

生态恢复规划的制定需要考虑多学科所关注的不同问题:

生态学方面需要考虑当地的气候、地形、生物组成及演替可能性等要素;

水土保持学方面需要考虑水土流失等自然与工程要素;

土壤学方面则需要思考土壤质地、团粒结构、土壤发育等条件;

矿业与地质工程学方面需要思考煤炭开采过程与地质结构变化的耦合过程,及其造成地表损坏的可能性等问题;

城乡规划学方面则需要思考如何权衡土地的使用,恢复时序与空间格局;

此外,还有很多学科也应当在关闭煤矿区域生态恢复规划的制定中发挥应有的作用,真正做到学科的交叉与融合

学科的交叉与融合需要通过不同学科的有效沟通与交流来完成,更需要通过跨学科的人才作为不同学科之间的桥梁,协助生态恢复规划最终高效成功制定,进而服务于已经或即将关闭以及即将筹建的煤矿区域。

同样,多种学科交叉人才协同制定的生态恢复规划将既能在宏观层面上把控生态恢复的时间序列和空间格局,又能进行微观层面上技术的组合与集成。

  • 加强先进技术的应用

大数据、人工智能、移动网络以及云计算等先进技术在生态恢复规划之中具有非常广阔的应用前景,可以广泛收集数据、精准分析、快速传输与计算;精确分析现状预测未来的情况,这些优势辅以地理信息系统必将成为生态恢复规划更可靠的基础数据。

另外,煤炭开采与生态恢复技术应该相互结合,实现采煤与生态恢复的高度同步:在煤炭开采的过程当中,依托生态恢复技术改良当地的生态敏感程度;健全生态系统的反馈机制,使当地的自然生态环境更加具有韧性,生态系统更加稳定,抗干扰能力更强。

  • 建立健全煤矿区域长期观测与生态普查机制

关闭煤矿区域生态环境可能由于持续沉陷或其他因素发生较大变化,也可能达到较为稳定的状态而维持一种动态平衡,需要对关闭煤矿区域和当地的生态因子进行长期定点观测,以便对当地生态环境进行精确的预测与判定。

另外,一些无法通过自动观测获取的基本生态环境信息需要定期定点借助人工生态普查的方法采集,为生态恢复规划服务。

总之,需要建立健全长期观测与生态普查机制,为精准制定生态恢复规划提供依据。

本文作者:周宏轩,陶贵鑫,徐辰,王昭清,汪秋菊

作者简介:周宏轩,中国矿业大学建筑与设计学院,副教授,研究方向为矿区生态恢复规划、生态城市规划与设计;汪秋菊(通信作者),北京联合大学旅游学院,教授,研究方向为工业遗产旅游、旅游经济。

论文全文发表于《科技导报》2021年第13期


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