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一、生态修复相关概念
生态修复可追溯到19世纪30年代,而它作为生态学的一个分支被系统研究,是自1980年Cairns主编的《受损生态系统的恢复过程》一书出版以来才开始的。在生态修复的研究和实践中,涉及的相关概念有生态恢复、生态修复、生态重建、生态改建、生态改良等。这些概念虽然在含义上有所区别,但是都具有“恢复和发展”的内涵,即已受到干扰或者损害的系统恢复后使其可持续发展,再次为人们所利用。
20多年来,国内外学者从不同的角度对这些概念有不同的理解和认识,尚无统一的看法。目前,学术上沿用的比较多的概念是“生态恢复”、“生态重建”和“生态修复”,“生态恢复”的称谓主要应用在欧美国家,在我国也有应用;而“生态修复”一词主要应用在日本和我国。
本文来自《矿山生态修复理论与实践》
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生态是指生物圈(动物、植物和微生物等)及其周围环境系统的总称。生态系统是一个复杂的系统,由大量的物种或要素构成,它们直接或间接地连接在一起,形成一个复杂的生态网络。其复杂是指生态系统结构和功能的多样性、自组织性及有序性。
(二)恢复、重建与修复
恢复通常是指在群落和生态系统层次上,对生态系统结构原貌或其原有生态功能再现;重建则是指在已经不可能或不需要再现生态系统原始结构的情况下,重新构建的一个不完全等同于过去的甚至是全新的生态系统;修复一般是指在现有生态系统的基础上,通过对外部环境胁迫减压等措施,修复部分受损的生态系统结构及其功能。
(三)生态恢复
生态恢复,是指停止人为干扰,解除生态系统所承受的超负荷压力,依靠生态本身的自动适应、自组织和自调控能力,按生态系统自身规律演替,通过其休养生息的漫长过程,使生态系统向适应与所处的自然环境状态演化,恢复原有生态的功能和演变规律,完全可以依靠大自然本身的推进过程。
可见,生态恢复强调的是生态环境的自我恢复。
(四)生态重建
生态重建,是对被破坏的生态系统进行调查、规划、设计、建设的生态工程,即按照既定的标准,通过人工治理措施,重建一个健康、友好、适宜、协调、可利用的生态系统。可见,生态重建强调的是人工干预。
(五)生态修复
本书认为,生态修复较为准确的定义为:根据生态环境系统破坏方式与程度,在环境承载力容许的前提下,选择适宜的生态自我恢复或生态重建工程,科学、经济、快速对被破坏生态系统恢复与重建的过程。生态修复的提出,旨在强调协调人与自然的关系,生态修复要以自然演化、自然修复为主,并与人工修复相结合,充分尊重自然规律,发挥自然恢复潜力,如封山育林、育砂育草、补水保湿等。通过人工干预,加速自然演替过程,遏制生态系统的进一步退化,加速恢复地表植被覆盖,微生物群落的形成,恢复健康、安全的生态系统。
关于生态修复,国际上已有相应的科学理论支撑体系,对生态系统退化机理及其修复途径已有所研究,并被日本、美国及欧洲等国家和地区所应用,取得了良好的效果。
二、矿山生态修复的概念
矿山生态修复一般是指对矿业活动受损生态系统的修复,这个生态系统有露采场、塌陷区、渣土堆场、尾矿库等,破坏的生态环境为土地、土壤、林草、地表水与地下水、矿区大气、动物栖息地、微生物群落等。矿山生态修复不仅是对闭坑矿山废弃地的生态环境进行修复,还包括对正在开采矿山中不再受矿业活动影响区块的生态环境的修复,如闭坑的矿段(采区)、结束开采的露采边坡段、闭库的尾矿库、堆场等,即所谓的“边开采、边修复”。
通过矿山生态修复,将因矿山开采活动而受损的生态系统恢复到接近于采矿前的自然生态环境,或重建成符合人们某种特定用途的生态环境,或恢复成与周围环境(景观)相协调的其他生态环境。
矿山生态修复实践表明,位于降雨量充沛、气候温暖的南方小型井采和露采矿山,可以选择生态自然修复(部分小型露采场5~10年即可自然复绿),此外,大型矿山尤其是北方干旱地区的矿山,生态修复过程中的人工干预是一个必然的选择。
要根据矿山修复后生态环境标准要求,采取岩土工程、农田水利工程等技术措施,重塑矿山损毁区地表地形,并通过物理、化学、生物的方法来恢复或重建废弃地的生态系统。矿山生态修复是一项系统工程,不仅涉及矿山的地质地貌、水文、植被、土壤等要素,而且还需要岩土力学、环境学、生态学、生物学、土壤学、植物生理学、园艺学等多个学科的共同参与研究,充分体现了多学科交叉综合的特点。
从理论来说,矿山生态修复也是生态学理论的实践和检验者。因此,矿山生态修复是在矿山生态系统的退化、自然恢复的过程与机理等理论研究的基础上,建立起相应的技术体系,用以指导和恢复因采矿活动所引起的退化生态系统,最终服务于矿山的生态环境保护、土地资源利用和生物多样性的保护等理论与实践活动(周连碧等,2010)。
从空间角度来说,矿山生态系统涉及岩石圈、生物圈、水圈、大气圈,因而矿山生态修复也需要从土壤、地下水、地表水、动植物、微生物、植物等方面,综合采用物理、化学、生物等修理方法,注重解决地形重塑、土壤重构、污染防治、植被恢复等问题,从而使矿山生态环境得到修复。
从时间角度来说,生态修复需要一定的时间才能使受损的生态系统逐步恢复。在自然条件下,矿山废弃地生态环境经过自然演替恢复生境大约需要100年以上。尤其是金属矿开采后的废弃地(如尾矿库),其表面形成极端的生态环境,自然条件下植物几乎无法生存。因此,通过人工干预恢复矿山废弃地的生态环境显得尤为必要。人工干预修复可以按照人们的意愿快速修复,但一般修复成本高。
人工修复与自然修复应相辅相成、因地制宜,宜自然修复则自然修复,宜人工修复则人工修复,有主有次、主次结合。同时,自然修复是一种最高境界,即使人工修复实现生态系统的自我维持能力,才是最终目的。
由地质出版社出版发行的《矿山生态修复理论与实践》于2019年8月第1次印刷,不到4个月,已售罄。为了满足行业需求,地质出版社再印刷1000册,目前已经上市,由于需求量较大,建议大家可先下单预定(现在还有满减活动哦),节后将陆续发货。
1、图 书 简 介
本书介绍了矿山生态修复基础理论,进行了矿山生态破坏类型和生态修复模式划分,阐述了生态环境要素及调查方法,拟定了各修复模式的质量控制标准,构建了不同生态修复模式下的技术方法体系,并通过大量矿山生态修复工程案例,进一步诠释了矿山生态修复理论与技术方法的具体应用。
本书可为矿山生态修复设计编制,修复工程施工、监理与验收、修复场地管护与监测,以及绿色矿山建设方案编制提供技术依据,亦可为从事自然资源与生态环境保护的行业管理人员、专业教学、科研人员系统了解矿山生态修复理论与技术方法提供帮助。此外,本书论及的基本理论与案例也可为其他场地生态修复工程所借鉴。
2、前言
矿业开发伴随着人类文明、社会进步、科技发展的全过程,是国家的基础产业。我国矿产资源丰富,全国已发现矿产168种,其中有30余种矿产资源在世界上具有优势地位,如钨矿、锡矿、锑矿、稀土矿等大约12种储量位居世界第一。但矿山又是一个具有特殊社会环境以及自然环境要素的场地,具有人类工程活动强烈、对自然环境破坏性大、破坏类型多、地域分布广、持续时间长、修复难度大等特点。据不完全统计,2010年全国矿山有11.25万座,矿业活动以地貌景观破坏、土地挖损、地表塌陷、土地压占、大气与水土污染、土壤层破坏、生境碎片化等方式,累计造成的生态环境破坏和损毁土地面积达38680km 2 ,且破坏面积以每年330~400km 2 的速度递增。矿山生态环境破坏已经成为区域经济绿色发展的重要制约因素。党的十八大提出了“五位一体”的重大战略布局,首次将经济、政治、文化、社会和生态五大建设并列,将生态文明建设摆上了中国特色社会主义总体布局的战略地位。党的十九大又将建设生态文明提升为中华民族永续发展的“千年大计”,并首次提出“社会主义生态文明观”,实施统筹“山水林田湖草”系统治理、设立“国有自然资源资产管理和自然生态监管机构”等举措,从政策法规、体制机制、价值理念等方面为生态文明建设提供了支撑,为实现资源与环境协调发展,奠定了坚实基础。
矿山生态修复是指对因矿业活动受损生态系统的修复,这个受损生态系统包括露天采场、塌陷区、矸石或渣土堆场、尾矿库、选矿场等矿业活动场地,破坏的生态环境要素为土地与土壤、森林与湿地、地表水与地下水、大气、动物栖息地、微生物群落等。矿山生态修复不仅是对关闭或废弃矿山生态环境的修复,也包括对在生产矿山中不再受矿业活动影响区块生态环境的修复,如闭坑的矿段(采区)、露 采矿山中结束开采的平台,闭库的尾矿库、堆场等,即所谓的“边开采、边修复”。
本书旨在满足全国开展的矿山生态环境修复,以及绿色矿山建设需要,契合自然资源部、生态环境部履行山水林田湖草系统管理职能需求,将生态破坏最为典型的采矿权范围,以及矿业活动影响区作为研究对象,以生态修复为目的,介绍了矿山生态修复基础理论,进行了矿山生态破坏类型和生态修复模式划分,阐述了生态环境要素及调查方法,拟定了各修复模式的质量控制标准,构建了不同生态修复模式下的技术方法体系,并通过大量相关案例进一步诠释理论与技术方法的实际应用,为矿山生态环境的源头保护、开发过程生态环境监管和末端修复提供了理论与技术依据。
本书围绕矿山生态修复这一主题,实现了多学科的集成与融合;在理论研究与技术方法阐述时,贯彻了专业技术通俗化、复杂问题简单化原则;所提供的案例大多为笔者主持或参与设计,以及主持审查、验收的项目,此类项目大多为已验收或正在进行中的修复工程,且部分修复工程已取得了良好的生态效益与经济效益,故案例具有可“复制”、可推广的示范性特点。此外,本书所论及的矿山生态修复理论、技术方法与案例的基本原理,同样也可供其他场地的生态修复工程所借鉴。
基于矿山生态修复涉及学科众多、研究领域宽泛,且诸多新理论与新技术方法不断涌现,加之编者专业水平所限,本书定有很多不妥甚至错缪之处,敬请读者斧正。
郭厚军、朱洪、费玲玲、杨强参加了部分编纂工作。
本书为安徽省地质测绘技术院承担的安徽省国土资源科技项目“矿山生态修复理论与方法研究”成果的应用与拓展。
藉本书出版之际,向对本书编纂出版予以支持的领导及同仁表示感谢!向编纂本书时,学习、参考、引用的书刊等文献资料的作者表示感谢!
3、目录
第一章 矿山生态修复概述
第一节 矿山生态修复
一、生态修复相关概念
二、矿山生态修复的概念
第二节 国内外矿山生态修复研究进展
一、国外矿山生态修复研究进展
二、我国矿山生态修复研究进展
第二章 矿山生态环境破坏类型与修复模式
第一节 矿山生态环境破坏类型
一、矿山生态环境破坏分类
二、矿山生态环境破坏特征
第二节 矿山生态修复模式
一、矿山生态修复模式划分
二、矿山生态修复单元
第三章 矿山生态环境要素调查
第一节 地质矿产调查
一、地质调查
二、矿产调查
第二节 开采设计调查
一、矿山布局调查
二、开采规模调查
三、开采方式调查
四、选冶方式调查
第三节 开采技术条件调查
一、微地貌及水文调查
二、水文地质条件调查
三、工程地质条件调查
四、环境地质条件及矿山地质灾害调查
第四节 土地调查
一、土地分类调查
二、损毁土地调查
第五节 土壤调查
一、土壤分类调查
二、土壤分布调查
三、土壤污染调查
第六节 生物调查
一、植物调查
二、动物调查
三、微生物调查
第七节 矿山“三废”调查
一、废气调查
二、废水调查
三、固体废物调查
第四章 矿山林草地生态修复工程设计
第一节 矿山林草地生态修复工程质量标准
一、未污染生态的林草地修复工程质量标准
二、受污染生态的林草地修复工程质量标准
第二节 矿山露采边坡林草地生态修复工程设计
一、露采边坡分类
二、边坡生态修复基本原则
三、边坡生态修复技术方法及适用条件
四、边坡生态修复分项工程技术要求
五、边坡喷播修复工程
六、边坡栽植修复工程
七、维护管理技术
第三节 矿山其他修复单元林草地修复工程设计
一、矿山露采场底盘区林草地生态修复
二、工业广场林草地生态修复
三、矸石山林草地生态修复
四、尾矿库林草地生态修复
第四节 矿山林草地生态修复灌溉工程设计要点
一、喷灌工程
二、微灌工程
三、养护水塘、高位水池
第五节 矿山林草地生态修复实例
一、某水泥用石灰石矿生态修复工程设计
二、某煤矿矸石山生态修复工程设计
三、珠海斗门加油站高陡边坡“V”型槽修复设计要点
第五章 矿山耕地生态修复工程设计
第一节 矿山耕地生态修复工程标准
第二节 矿山耕地生态修复土地平整设计
一、耕地生态修复土地平整工程规划内容与要求
二、不同耕地修复区土地平整规划设计
第三节 矿山耕地生态修复灌溉与排水工程设计
一、灌溉工程规划设计
二、截排水工程设计
第四节 矿山耕地生态修复田间道和生产路设计
一、田间道路工程建设基本要求
二、田间道设计
三、生产路设计
第五节 矿山耕地生态修复实例
一、修复区概况
二、开采技术条件及生态环境问题
三、矿山耕地生态修复工程设计
第六章 矿山湿地生态修复工程设计
第一节 矿山湿地生态修复工程标准
第二节 矿山湿地生态修复工程设计
一、矿山湿地生态修复的原则
二、采煤塌陷积水区湿地生态修复工程设计
三、露采场积水区湿地生态修复工程设计
四、尾矿库“湿滩区”湿地生态修复工程设计
五、湿地水生植物选择与作用
第三节 采煤塌陷区湿地生态修复案例
一、徐州潘安湖矿山湿地公园概念规划
二、淮北中湖矿山湿地公园工程设计
第七章 矿山建设用地生态修复工程设计
第一节 矿山建设用地生态修复原则与标准
一、矿山建设用地修复原则与设计要求
二、矿山建设用地修复工程标准
第二节 矿山建设用地生态修复工程设计
一、露采底盘区建设用地生态修复工程设计
二、塌陷回填区建设用地生态修复工程设计
三、采动区抗变形建筑物设计
第三节 安徽省淮北市采煤塌陷区建设用地生态修复案例
一、淮北市采煤塌陷区生态修复建设用地技术要点
二、采空塌陷区修复为超高层建筑群建设用地
第八章 矿山公园生态修复工程设计
第一节 矿山公园生态修复原则与标准
一、矿山公园生态修复原则
二、矿山公园生态修复标准
第二节 矿山公园生态修复案例
一、加拿大布查德花园
二、罗马尼亚盐矿主题公园
三、唐山开滦国家矿山公园
第九章 矿山生态修复园林景观工程设计
第一节 矿山生态修复园林景观设计的原则与方法
一、园林景观设计的基本原则
二、园林景观设计要素
三、矿山生态修复园林景观设计的方法
第二节 矿山生态修复园林绿化工程
一、园林绿化工程设计
二、不同生态修复单元的园林绿化工程设计
三、整地
四、苗木质量要求
五、种植要求
第三节 矿山生态修复园林景观设计案例
一、矿坑花园概况
二、场地自然条件
三、空间分析
四、设计原则
五、分区与景点设计
第十章 矿山生态修复环境要素质量评价
第一节 矿山生态修复环境要素质量评价标准
一、功能区环境要素指标的相关标准
二、生态环境要素用途相关标准
第二节 矿山土壤微生物质量评价
一、土壤微生物质量评价体系
二、土壤微生物质量评价方法
第三节 矿山生态环境要素质量评价案例
一、矿山生态修复环境执行标准
二、环境质量现状调查分析与评价
第十一章 矿山生态环境主要素的深度修复
第一节 贫瘠土壤改良
一、贫瘠土壤的改良
二、重构土壤改良途径与措施
三、土壤重构中改良剂的使用
四、人造土壤
第二节 矿山污染土壤物理修复
一、物理分离修复技术
二、蒸汽浸提修复技术
三、固化/稳定化修复技术
四、玻璃化修复技术
五、热力学修复技术
六、热解吸修复技术
七、冰冻修复技术
八、隔离包埋技术
第三节 矿山污染土壤化学修复
一、化学淋洗修复技术
二、溶剂浸提修复技术
三、化学氧化修复技术
四、化学还原与还原脱氯修复技术
五、原位化学反应处理墙
六、电化学修复技术
第四节 矿山污染土壤植物修复
一、植物修复的基本作用方式
二、植物修复的优势、特点及局限性
三、污染物在植物体内的转运与积累
四、重金属的植物修复
五、有机污染物的植物修复
第五节 污染物土壤的隔离与防渗
一、隔离与防渗垫层
二、表面覆盖
三、淋滤废水的处置
第六节 矿山污染土壤微生物修复
一、微生物修复基本原理概述
二、原位微生物修复
三、异位微生物修复
第七节 矿山污染土壤动物修复
第八节 矿山污染废水处理
一、矿山酸性废水处理
二、矿山含重金属污染废水的处理
三、高总溶解性固体矿山污染废水的处理
四、含悬浮物矿山污染废水的处理
第九节 矿山大气污染防治
一、矿山大气污染控制措施
二、已污染大气净化措施
第十节 矿区地下水污染控制修复
一、地下水污染控制修复的主要技术原理
二、地下水污染控制修复工作程序
三、场地地下水污染状况与污染源调查与勘查
四、地下水污染控制修复目标确定
五、地下水污染控制修复技术筛选及方案制定
六、地下水污染控制修复工程运行、维护及监测
七、地下水污染控制修复终止
第十一节 矿山生态环境深度修复案例
一、安徽铜陵某尾矿排放场含重金属尾砂隔离生态修复工程
二、安徽铜陵重金属污染土壤植物修复
三、某金属井采矿山水污染防治案例
四、某铜矿选冶厂技改项目大气污染评价及防治措施
参考文献
4、版 本 信 息
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