矿区森林生态（共7篇）
矿区森林生态 篇1
森林生态系统是地球生态系统的重要组成部分我国采矿业的发展给矿区森林生态系统带来严重破坏。截止到2004年, 我国矿区直接占用和破坏的林地面积已达53.2万hm2;导致森林和林地退化的面积约372.1~531.6万hm2。采矿带来的生态环境问题包括:露天开采直接破坏地表土层和植被;矿山开采过程中废弃物堆置导致对土地过量占用和对堆置场原有生态系统的破坏; 矿石废渣等固体废物中含毒性放射性或重金属成分通过地表水体径流、大气飘尘等媒介,对周围的土地、水域和大气造成污染等[1]。
矿区森林具有涵养水源、调节矿区小气候及水土保持功能等生态功能[2]。采矿活动导致的矿区森林生态破坏未能及时修复,对矿区生物生产力、景观质量均有影响;尤其裸露的矿区地表存在水土流失、土地荒漠化、尘埃飘散带来的污染扩散等隐患。
通过生物技术修复矿区植被是控制和治理水土流失、复垦利用土地的必要而有效的途径。矿区森林生态生 物修复 (forest environmental bioremediationtechnology)依据生态恢复学对退化森林自我恢复能力进行强化、遵循森林演替规律并借助人工技术加速退化森林的恢复、应用微生物技术促进土壤的改良和植物的生长, 是当前矿区生态环境修复技术的研究热点。本文针对这一研究热点,对矿区森林生态生物技术修复工程进行系统分析,为矿区生态系统修复提供借鉴思路。
1 矿区森林生态恢复生物技术工程的理论基础
1.1林业生态系统工程学
林业生态系统工程,是指应用系统工程的基本原理和方法,以森林生态系统为对象,研究在一定自然环境和社会经济环境条件下,系统的目标、组成要素、层次结构、空间位置、时间顺序、数量比例、运行过程,进行仿真模拟,分析评价,提出结构优化,功能综合,优质、高产、高效的人工生态系统方案[3]。
森林资源和生态恢复是一项漫长的系统工程[4],矿区森林生态环境的恢复,有必要将矿区森林生态系统至于复杂系统背景下进行复杂生态系统仿真与分析, 借鉴和应用系统科学和复杂性研究理论及方法,指导矿区森林生态系统分析、仿真、预测研究,推动矿区生态恢复学向更加规范化、集成化、高效化方向发展。而利用系统工程学对矿区森林生态恢复过程进行系统分析与仿真, 着重点在矿区森林生态系统退化、及自组织演化过程的分析,找出参与森林生态恢复生物因子,分析人工技术作用于生物因素加快生态恢复速率,提高恢复质量的可能因素。
1.2 恢复生态学
恢复生态学(Rstoration ecology)是综合研究环境生态恢复的科学原理和技术方法的一门新兴学科。其目标就是为受损生态系统提供恢复重建的科学依据和方法支撑,实现受损生态系统的有效恢复和健康发展[5]。研究过程中重点在生态系统退化的原因、退化生态系统恢复与重建的技术和方法及其生态学过程和机理的研究。在矿区植被生态的恢复中,主要应用演替理论和干扰—稳定性理论对矿区生态生物恢复过程涉及的技术层面进行剖析。
1.3 近自然林业的森林培育及森林经理理念
近自然林业是一种模仿自然、接近自然的森林经营模式,同时还是一种兼容林业生产和森林生态保护的经营模式[6]。在森林培育学科中近自然林业要求尽量利用和促进森林的天然更新,从幼林开始就选择目的树种,整个经营过程中只对选定的目的树进行单株抚育,其余乔灌草任其自然竞争天然淘汰等造林技术[7]。
以近自然林业为指导的矿区森林生态系统重建,在森林培育过程中选择适生乡土树种,培育壮苗后进行造林; 在造林过程中模拟自然森林乔灌草合理配置。
2 矿区生物技术修复的技术发展
矿区森林生态生物技术修复工程首先对破坏退化的矿区森林生态系统停止人为干扰,在遵循生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化规律基础上,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展的生态恢复工程[2]。
生物技术修复包括植物修复(根系修复)、微生物修复等类型。与物理修复、化学修复等其他修复技术对比,生物技术具有安全性、非破坏性和经济性等优点[8]。美国新泽西州Rutgers大学Raskin教授定义“利用植物吸收、聚集、降解、固定环境中的污染物质从而减少或减轻污染物质生物毒性的技术称为植物修复技术”[9],Salt等[10]认为植物修复是利用金属积累植物清除土壤水体中的重金属元素和放射性核素的环境治理技术, 并将金属污染的植物修复方式归结于3种 : 植物吸收 (phytoextraction)、根滤作 用(rhizofitration)、植物稳定作用 (phytostabilization), 在矿区生态修复中, 董士魁认为植被恢复是工矿区废弃地生态恢复的关键,理由是所有的自然生态系统的恢复总是以植被恢复为前提[8]。
而在植物生长过程中,微生物又是决定植物根系生态环境的重要生物因素。微生物修复技术是利用微生物的生命代谢活动减少土壤中有毒有害物的浓度或使其完全无害化, 从而使受污染的土壤能够部分或完全地恢复到原始状态[8],目前国内外在微生物生物技术修复污染退化土壤的研究很多。Fulekar在《Bioremediation technology》一书中 ,阐述了以微生物为主要工具的生物修复技术在污染修复和环境保护上的应用[11];实践应用中,微生物生物技术广泛应用于原油污染土壤污染物的降解[12]:早在1989年,美国阿拉斯加海域受到大面积石油污染以后才首次大规模应用微生物进行污染环境的修复[13];在矿区森林生态恢复中, 微生物技术除了应用于污染物质的消除外,更重要的是:土壤微生物是土壤的重要组成部分,是反映土壤性质和土壤熟化程度的重要标志,且与土壤中的物质转化、植被的生长和繁育密切相关[14]。
在国内,江西德兴铜矿应用生物技术对矿区生态环境进行修复有很好的成效。早在1980年代, 德兴铜矿与科研部门合作, 成功在纯尾砂上种植了水蜡烛和无叶节节草等植物,使尾砂无覆土植被恢复成为可能;2001年根据自然植被类型及演替规律,杨修等人在德兴铜矿设置试验地, 研究出纯尾砂立地下植被恢复的3种模式:植被演替模式、土壤生物改良模式和客土复垦[15],经过多年发展,矿区492 hm2 可复垦废弃地,80%以上都进行了生态恢复, 德兴铜矿在2014年正式晋升为国家级绿色矿山单位 [16]。国外微生物生物技术被广泛应用于原油污染土壤污染物的降解[12],成功案例早在1989年的美国阿拉斯加海域大面积石油污染事件中, 首次大规模应用微生物进行污染环境的修复[13]。
结合植物修复、微生物修复两者技术的微生物—植物联合修复破损生态技术则是利用微生物的接种优势,对退化生境,包括土壤、植被等方面进行综合治理与改良的一项生物技术措施。微生物—植物联合修复技术已然成为国内外矿区生态恢复技术的主要研究方向。目前植物—微生物联合修复技术在重金属污染土壤的修复上、石油污染土壤、富营养化水体治理[17,18]等生态修复上有所尝试,在矿区森林生态修复的研究则刚刚起步。矿区森林生态恢复的目的一是污染土壤的修复、二是地面植被的恢复。植物—微生物联合修复技术应用于土壤生态修复,可以通过植物与专性菌根的联合修复、污染土壤植物与菌根的联合修复两种形式实现[19];应用与植被恢复则可以通过适地树种与共生菌种联合修复等形式实现。最典型案例是当前微生物肥料工业化应用推广力度的加大,其中包括固氮菌、磷细菌、钾细菌肥料及复合菌肥技术等的推广应用[19]。该技术在生态恢复工程中向植物根系、土壤中接种合适的微生物,此类微生物能跟植物共生成适应污染及退化立地的根际环境,利用植物根际微生物的生命活动,一方面增加污染离地的微生物活性的, 重新建立和恢复土壤微生物生态环境,另一方面利用根际微生物活性,加速退化土壤的基质改良,提高土壤肥力,从而提高植被的成活率。
基于前述, 矿区森林生态环境生物技术修复,由单一的植被复垦向充分利用生态环境中的植物和微生物资源,进行植物—微生物联合修复的技术方向发展。在矿区森林生态生物技术修复工程中可应用得生物技术有:选择合适的树种,在矿区土壤接种降解污染、促进植物生长的专性菌种,采取效率高的营林技术等。生物技术的应用将是解决我国矿区森林生态问题经济有效的手段。
3 系统分析
3.1 技术流程分析
生态环境修复是一个复杂的过程,它需要掌握破坏生态结构和功能或阻止其恢复的自然或人为因素,调查修复区生态系统的结构和功能的变化,以及对生态系统有影响的物理、化学和生物过程[20]。
森林生态恢复所追求的目标不是重现原始环境,而是按照森林演替规律耦合恢复目标、模式、成本、效率、效益,重建一个高水平,可持续发展的森林生态系统。生态恢复工程的核心问题是系统集成与整合,即在一定系统恢复目标下通过生物集成管理体系对分立的基本原理、模式、信息、技术进行系统复合和集成化工程实施,以实现恢复成本、效益和尺度的优化和效率的适化;其中,生态集成管理体系是保障生态恢复目标实现的机制性条件[21]。分析本工程系统的目标、时间顺序、运行过程,总结出工程流程图(图1),由图1可知集成管理过程重点包括目标确定、系统分析及预测、方案制定、科学研究及恢复效果监测与评价等5个方面。
3.2 系统预测
矿区森林生态系统是一种受干扰破损退化的森林生态系统,生境破碎,水土流失严重,环境污染,地表景观改变,尤其矿区废弃地是一种极端裸地。无人为干扰情况下,部分受损程度轻的植被短时间内会自我修复;破损严重的植被则需要较长时间才能修复;而废弃裸地、受污染的区域则需经历土壤自净,植物群落由先锋植被到顶级群落漫长的演替年代。矿区的生态生物技术修复, 涉及到生态恢复中的生物因素,包括植被、微生物、及土壤动物。系统分析重点分析前两项因素的时空变化。从森林生态系统的时空变化的角度,以森林演替规律及营林为理论基础,以生态环境剖面图表现有无生物技术应用条件下矿区森林生态系统变化过程(图2、图3)。
由图2、图3对比可知,正确应用生物技术进行矿区生态恢复可以短期内恢复地面植被和微生物种群, 可缩短矿区植被覆盖、土壤微生物时间80 a以上。
备注: 上图2、3为亚热带地区矿区森林恢复过程剖面图示;矿区地表上绿色图示表示植被,地表下黑点表示微生物。
3.3 生物因子分析
矿区的生态生物技术修复工程,尽可能利用系统中一切生物因素, 利用各因素间作用机理及相互关系,研究出合适的技术模式。因此对系统中生物因子及关系进行梳理很有必要。涉及到生态恢复中的生物因素包括植被、微生物、及土壤动物。应用层次分析法建立生物因素的层次结构表。
位于生态系统食物链上端的地面动物群落,由植物群落的发展决定,本文不做分析。
3.4 生物技术分析
工矿废弃地生态恢复的生物措施有植被修复、微生物技术的应用及土壤动物的应用[22]。植被恢复是工矿区废弃地生态恢复的关键,根据具体环境条件与需求选择适宜的树种在人工辅助措施下,实现植被的自然恢复演替;微生物群落的恢复不仅要恢复该地区原有的群落,还要接种其他微生物,以除去或减少污染,改良土壤环境,废弃地的植物营养非常贫乏,接种能提供营养的微生物对废弃地的生态恢复具有很大的促进作用;土壤动物在改良土壤结构、增加土壤肥力和促进营养物质的循环等方面有着重要的作用。
由表2可知, 矿区生态恢复中生物技术的应用,在以成熟的理论体系和科研成果为基础条件上,可形成微生物—植物联合修复的包括苗木、微生物肥、微生物基质、微生物接种轻基质容器袋育苗等完成的产业链。
4 结果与讨论
1)生物技术在石油污染地、重金属污染地的生态修复得到广泛应用;矿区森林生态恢复是矿区生态恢复最重要环节;在矿区森林生态恢复过程中生物技术可应用到植被恢复、土壤微生物恢复两大方面。
2)基于林业系统工程学、恢复生态学对矿区森林恢复生物技术工程进行分析,可知集成管理过程重点包括目标确定、系统分析及预测、方案制定、科学研究及恢复效果监测与评价。
3)在成熟的理论体系和科学研究成果上,生物技术在矿区森林恢复应用中可形成包括生物肥料、优抗逆性种苗等相关产业。
矿区森林生态 篇2
矿区废弃地是指因采矿活动所破坏和占用的, 未经治理而无法使用的土地[1]。从景观生态学上讲, 矿区废弃地是人为剧烈干扰下的一种特殊景观类型, 是人类为获得矿产资源而对土地进行剧烈改造的区域。矿区废弃地是一种极端的裸地, 地表植物稀少, 水土流失严重, 造成矿区水体、土壤和大气的严重污染, 引发一系列经济、生态和社会等方面的问题。矿区废弃地治理已成为制约矿区经济发展的关键因素, 而矿区废弃地的森林植被恢复是促进采矿业与林业持续、协调发展的主要手段和保护矿区社会稳定的重要措施, 同时也是保护环境, 改善生态环境的必要条件。矿区废弃地的生态恢复与重建是修复已退化的生态环境, 维持人类生存环境的稳定和经济可持续发展的重要课题。
森林作为陆地上最大、最复杂的生态系统, 不仅具有强大的生态服务功能, 还有可计量的生态效益价值。对森林在矿区废弃地发挥的具体生态效益进行价值计量, 不但能改变人们对森林生态功能的认识, 重视森林生态效益价值, 而且还能帮助政府制定有效的森林经营管理措施, 对资源进行合理配置, 提高矿区废弃地森林植被的恢复, 协调矿区经济发展与生态环境保护的关系, 为实现区域可持续发展提供基础科学数据和借鉴依据。由此可见, 计量矿区废弃地植被恢复中的森林生态效益价值, 对矿区废弃地森林可持续经营和矿区后期的经济发展具有重要意义。当前, 在矿区废弃地的植被恢复中, 基于生态功能与经济视角探讨森林生态效益价值的计量问题, 具有重大的实践价值和战略意义。
2 矿区废弃地生态系统脆弱性分析
生态系统是指在一定空间内生物和非生物的成分通过物质循环和能量流动而相互作用、相互依存形成的一个生态学功能单位[2]。矿产资源的开发是人类社会经济系统与自然环境系统相互作用最强烈的活动之一, 长期的矿产资源开采对当地生态系统造成了重大影响, 导致其功能和结构遭到严重破坏, 矿区废弃地成为人类深度扰动、脆弱而高度退化的生态系统。
矿产资源的开采活动极大地改变了矿区生态环境系统, 主要表现为:一是景观型破坏, 包括因为采矿活动破坏地表植被, 露天开采遗留的矿坑, 地下开采导致的地面沉降、塌陷, 以及采矿过程中产生的固体废弃物。这不仅造成大量土地资源的浪费, 还威胁周边居民的正常生活和安全, 同时也对当地的地下水与地表水循环系统造成了严重破坏。二是环境质量型破坏, 主要是指采矿过程中所形成的大量废弃物对矿区大气、水、土壤的严重破坏。三是生物型破坏, 主要是指采矿活动对当地生物群落的严重破坏甚至是摧毁。矿区生态系统遭到破坏后, 会导致水土流失, 诱发地质灾害, 矿区环境污染加剧 (固体废弃物、废水、废气) , 土壤污染 (重金属污染) , 植被破坏和微生物破坏等一系列问题[3], 这对矿区的环境、社会经济发展和居民生活都带来不可估量的损失和严重影响。自然状态下的生态系统具有一定的自我调节能力, 而矿区生态系统是通过人为和自然共同作用所形成的, 这就极大地改变了自然生态系统的结构和功能。矿区废弃地作为人地相互作用最为剧烈的生态系统, 严重破坏了自然生态系统的自我调节机能[4]。此外, 矿区环境基础设施薄弱, 缺乏生态恢复和重建方面的专业技术人才, 导致矿区废弃地生态环境治理和修复的能力低, 因此矿区废弃地生态系统脆弱性状况急需得到重视和解决。
当前, 矿区废弃地生态系统的脆弱性修复和治理的主体是林业生态建设, 这是由林业的基础地位和战略地位决定的, 也是森林植被具有的生态功能所决定的。森林生态功能是指生态系统与生态系统过程所形成和所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用[5]。森林生态功能主要包括水源涵养功能、气候调节功能、水土保持功能、环境净化功能和生物多样性保护功能等。森林水源涵养功能使森林在矿区废弃地生态系统中具有最大涵养水源的能力, 从而实现矿区土壤改良;森林的气候调节功能, 相对于矿区废弃地无林空旷地而言, 森林无疑起到了增加空气湿度、降低矿区气温的作用, 调节了当地小气候;森林水土保持功能对降低矿区废弃地地质灾害、防治荒漠化、保护土地资源方面起到不可替代的作用;森林依靠系统的特殊结构和功能, 将矿区废弃地有毒有害气体进行降解和净化, 从而达到净化环境的目的;森林的生物多样性保护功能为矿区废弃地生物型破坏提供了很好的解决途径, 因此矿区废弃地脆弱的生态系统与森林生态功能之间有着密切的联系 (图1) 。结合矿区废弃地生态系统脆弱性分析和森林具有的生态功能可见两者之间的关系。森林具有强大的生态服务功能, 对矿区废弃地生态系统的修复和生态环境治理具有重大作用和意义。森林是实现矿区经济可持续发展的重要物质基础和生态屏障, 它不仅能为矿区提供种类繁多的林产品, 还向当地提供良好的环境服务, 同时对维持生物圈稳定, 维护矿区气候稳定与生态平衡起着举足轻重的作用, 具有可计量的森林生态效益价值。
3 森林生态效益价值研究的现状
3.1 森林生态效益价值研究的理论基础
目前, 关于森林生态效益的内涵和定义还没有统一的界定。在借鉴以往学者对森林生态效益定义的基础上, 笔者结合自己的理解总结出生态效益是指森林资源本身所具有的生态功能被社会利用并产生效果的总和。中西方学者在森林生态效益价值计量研究理论基础问题的认识上存在着差异, 但归纳起来大致为:西方是以福利经济学、环境经济学为基础, 吸收西方经济学理论来研究生态功能价值;而我国是以马克思的劳动价值论、级差地租论、最佳效能理论和节约理论来研究森林生态功能价值。第一, 以马克思主义的政治经济学原理为基础。具体地说, 马克思主义的劳动价值论、级差地租理论和节约理论是研究森林生态效益计量模型的理论依据[6]。第二, 以最佳效能理论为基础。当一种资源或生产成果有若干效能或效能组合时, 应利用它对社会的影响或对国民经济建设作用最大的效能或效能组合。第三, 以边际效用理论为基础。在市场经济条件下, 探求环境供求状况和森林环境要素对使用者所获得的效用量之间的关系。森林生态效益的大小是森林生态效益要素对使用者所获得实际效用数量与效用单位价格的乘积。该法在理论上很完美, 但在实际操作上缺乏准确性[7,8]。第四, 以能值分析法理论为基础。基于人类社会和自然界的一切资源和能量都来自于太阳能, 以能值为量纲做定量分析研究, 可计量一系列反映生态与经济效益的能值综合指标体系。森林的能值分析计算, 就是对森林生态系统的能流、物流、价值流进行能值综合评估, 把三者转化成货币值 (宏观经济价值) , 客观体现森林生态效益。上述四种理论基础存在着明显的差异性, 这也是目前关于森林生态效益价值计量采用的具体方法以及计量结果存在差异性的主要原因。
3.2 森林生态效益价值计量的基本方法
第一, 按照森林生态功能价值评价所采用的理论基础分类[9], 可分为:①价值法。以森林具有的生态功能而引起的土地级差收入和社会劳动节约量作为森林生态功能价值计量值。②效益法。以森林诸功能造成的社会劳动成本的节约作为公益林生态效益价值计量值。③效能法。以采取技术等其他手段获得与森林效益价值作用相似的收益结果时, 所花费的成本和代价作为计算森林效益功能价值计量的依据。第二, 按照森林生态效益价值评价的对象分类[10], 可分为:①效果评价法。以级差地租和成本节约理论为基础, 注重对森林综合效益的利用程度进行评估。②消耗评价法。以劳动价值理论为基础, 以森林中凝结的劳动价值量为依据评价森林生态效益的大小。第三, 按照森林生态效益价值评价的角度分类, 可分为:①客观评价法。指根据因森林存在而发生环境变化所造成的客观物质影响进行经济评价。②主观评价法。根据人们的意愿或根据对人们行为的观察研究, 对可能造成的森林价值损害或收益进行的计量。第四, 按照森林生态功能价值评价以市场信息是否完全性分类[11], 可分为:①市场价值法。指在完全市场信息的情况下, 通过市场价格来计量森林生态效益价值。②替代市场法。指在不存在直接市场信息的情况下, 通过寻找替代物的市场价格来衡量森林生态效益价值。③假象市场法。指在不存在直接或间接替代市场信息的情况下, 通过意愿调查方法直接对森林生态效益价值做出估价。除此之外, 目前采用较多的森林生态效益价值计量的基本方法是能值分析法。森林能值分析可通过对森林生态系统主要能量和能值的计算并转换成能值货币值, 从而定量评估森林的生态效益价值。
4 森林生态效益计量指标的筛选
目前对森林生态效益的界定主要有:涵养水源效益、水土保持效益、防风固沙效益、改善小气候效益、净化大气效益、森林游憩效益、野生生物保护效益、提高土地自然生产力效益、吸收二氧化碳效益、消除噪音效益等。但是通过对矿区废弃地的实际情况以及其生态系统脆弱性进行分析后, 对矿区废弃地植被恢复中森林生态效益价值的计量, 笔者主要采用专家判断法和主成分分析法对矿区废弃地植被恢复中森林生态效益的具体计量指标进行分析和筛选, 保证研究具有可行性和客观性。
通过笔者对30位相关领域的专家咨询、访谈和发放问卷, 回收有效问卷30份, 回收率为100%。该问卷旨在根据专家认为在矿区废弃地中森林生态效益价值重要性进行排序, 然后筛选出专家认为较重要的前5个森林生态效益主因子, 通过应用SPSS软件对30份有效数据进行了分析和总结。
基于SPSS软件生成的原始变量相关矩阵表 (表1) 可见, 涵养水源和防风固沙, 水土保持和提高土地自然生产力, 改善小气候和净化大气, 森林游憩和野生动物保护, 吸收二氧化碳和净化大气之间有较高相关性, 可能存在信息重叠。因此, 在矿区废弃地中森林植被的生态效益价值计量中要避免重复计算问题, 有必要筛选出能准确反映矿区废弃地中森林生态效益价值的重要指标进行计量。
基于SPSS软件生成的总方差分解表 (表2) , 前5个成分的特征值均大于1, 表明采用主成分分析的主因子有5个, 其方差总和达到了83.214, 说明大部分的原始信息能够被新提取的5个主成分解释, 提取的5个因子是合理的。
基于SPSS生成的因子得分系数矩阵 (表3) , 根据因子得分系数和原始变量的标准化值, 可计算每个观测量的各因子的得分数, 并可据此对观测量进行进一步的分析。因此, 得到因子 (主成分) 的表达式可写成:第一主成分:F1=0.348X1-0.325X2+0.332X3+0.214X4+0.671X5-0.656X6-0.349X7+0.203X8+0.005X9+0.134X10;第二主成分:F2=0.276X1-0.421X2-0.347X3-0.074X4+0.253X5-0.307X6-0.300X7-0.176X8+0.280X9+0.219X10;第三主成分:F3=0.264X1-0.044X2+0.319X3-0.392X4+0.061X5-0.324X6-0.369X7-0.031X8-0.055X9-0.213X10;第四主成分:F4=-0.239X1+0.295X2+0.003X3+0.097X4+0.408X5+0.221X6+0.100X7-0.384X8+0.175X9-0.119X10;第五主成分:F5=-0.402X1+0.199X2+0.003X3+0.144X4-0.219X5-0.313X6+0.680X7+0.314X8-0.228X9+0.263X10。其中X1、X2、X3……X10为原变量, 即森林的10个生态效益。
结合综合因子 (主成分) 的表达式可见, 综合因子F1、F2、F3、F4、F5对表达式中的变量X1、X2、X5、X6、X7要求较高。相对于森林其他效益, 森林的涵养水源效益、净化大气效益、生物多样性保护效益、保持水土效益、游憩效益价值在矿区废弃地植被恢复和生态重建中的贡献率更大。同时, 为了避免在森林生态效益信息和计算中存在重复性, 因此在针对矿区废弃地植被恢复森林生态效益价值计量中, 应侧重对森林的涵养水源效益、净化大气效益、生物多样性保护效益、保持水土效益、游憩效益等方面的价值计量。
5 结论
通过以上研究分析可见, 森林生态效益价值是森林结构和功能满足人类生存与发展需要, 并已进入人类生产生活领域之内为人类所实际利用, 还与人类对其利用程度和森林生态效益在具体区域发挥作用的程度息息相关。因此, 本论文采用主成分分析法对矿区废弃地植被恢复中森林生态效益具体计量指标进行了筛选。通过研究, 筛选出森林的涵养水源效益、净化大气效益、生物多样性保护效益、保持水土效益、游憩效益价值这5个具体指标作为矿区废弃地植被恢复中森林生态效益计量的重要指标, 为今后矿区废弃地森林生态效益价值计量方法研究提供科学依据。目前, 对森林生态效益价值评价的研究已取得了很大的进展, 但具体的计量方法缺乏可操作性, 仍然存在不少问题, 有待做进一步深入研究。如何准确、科学、客观地评价特定的矿区废弃地植被恢复中森林生态效益具体计量方法及其结果, 以及森林生态效益价值给矿区废弃地社会经济带来的影响, 这是今后我们需要重点研究的课题。
参考文献
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矿区森林生态 篇3
目前矿区管理采取的是一种分散化的、按生态要素实行分部门的管理模式[8], 如环境管理[3,9,10], 不同的资源类型隶属于不同的管理部门, 因此造成了管理的职能脱节, 并割裂了矿区作为区域生态系统原有的完整性特征[11,12]。考虑到矿区生态系统的开放性和复杂性, 实施的管理应基于其固有的生态系统特性, 制定合理的区域适应性管理对策。生态系统管理是在对生态系统组成、结构和功能过程加以充分理解的基础上恢复或维持生态系统整体性和可持续性[13,14], 要求从生态系统整体出发制定区域管理决策, 实现资源开发与生态保护相协调[15]。因此, 针对矿区矿产资源开采导致的生态破坏和环境污染等问题, 采用区域管理的新理念———生态系统管理[16,17,18], 是一种较好的选择与有益的尝试。
生态系统管理, 作为生态学、环境学和资源科学的交叉领域和新的科学生长点, 不但具有丰富的科学内涵, 而且具有迫切的社会需求和广阔的应用前景[17];它是在探索人类与自然和谐发展过程中逐渐形成和发展的一种新的管理思想[16]。1988年Agee&Johnson的《公园和野生地生态系统管理》, 它标志着生态系统管理学的诞生。20世纪90年代以来, 美国的森林、渔业、野生动物、国家公园和土地等多个管理部门开始采用生态系统管理的方法对资源和环境进行管理[19,20,21], 我国学者也提出了一批适用于农田、草场、林地等生态系统管理的实用技术和方法[22,23,24], 但由于管理对象的内容和结构层次复杂, 并且各具特点而始终未形成广为接受的方法体系[25]。目前, 针对矿区生态系统管理的研究还较少。因此, 开展矿区的生态系统管理研究, 应是区域尺度生态系统管理研究的重点领域之一[26], 具有较为重要的理论和实践意义。鉴于目前生态系统管理理论和方法尚不成熟的现状, 本文试图构建具有可操作性的矿区生态系统管理的研究框架, 并以云南兰坪矿区进行实证研究, 以期为县域尺度上的矿区生态系统管理研究提供借鉴与参考。
1 矿区生态系统管理的内涵和研究框架
1.1 矿区生态系统管理的内涵
目前, 有关生态系统管理的具体内容和理论方法尚有很多争论, 还在探索阶段[17,28]。生态系统管理是一个广泛的概念, 有着明显的尺度特征, 不同的时空尺度和研究领域其具体内容不同, 形成了多样化的定义[17,18,29,30,31,32]。表1是美国一些部门对生态系统管理的定义[24]。一般认为, 生态系统管理作为一种自然资源管理方法, 致力于保持和恢复生态系统的可持续性, 使之以一种与生态系统可持续能力相协调的方式使当代和后代人连续不断地受益[31]。但与一般传统的自然资源管理不同的是:生态系统管理强调整个生态系统, 而不是单个资源或物种[18]。虽然有关生态系统管理理念没有统一界定, 但一些特点是明确的, 如重视资源开发与环境保护的协调发展、重视多学科的综合研究、重视多部门的协作[33]。
基于以上分析, 矿区生态系统管理可理解为:以区域矿区生态系统为整体, 以复合生态系统及可持续发展等理论为指导, 以保持矿区生态系统结构和功能的完整性和可持续性、促进社会经济与生态环境的和谐与可持续发展为目标, 以科学技术和可持续管理为手段, 对矿区矿产资源的开发及土地利用行为进行引导、调整和控制的综合性活动。
1.2 矿区生态系统管理研究框架的构建
20世纪90年代以来, 针对不同的生态系统系统类型, 相关机构和学者努力建立定义明确并具有实际操作意义的生态系统管理方法体系[34], 即生态系统管理的研究框架 (表2) 。由于矿区自然生态和社会经济系统的复杂性, 在实施矿区生态系统管理时会涉及到众多部门和团体, 也需对多个目标进行综合分析和决策, 并体现出生态、文化、社会和经济目标的综合。借鉴表2, 根据可操作性原则, 本文提出了适合矿区的生态系统管理的四个主要步骤, 即“矿区基础条件分析—问题诊断—管理目标确定—适应性管理策略”。
主要是: (1) 矿区基础条件分析。确定管理尺度及生态系统边界 (尽可能与行政区划一致原则) , 分析矿区地形地貌、土地利用状况、植被覆盖情况、水文过程特征、矿产资源与水环境等基本结构和基础条件, 以及生态系统所能提供的各种生态功能。 (2) 存在问题诊断。结合矿区生态系统功能分析其生态服务 (包括调节服务、供给服务、支撑服务、文化服务) 提供情况, 结合社会经济系统分析矿区生态胁迫情况, 并结合直接驱动力 (包括计划变化、栖息地改变、物种入侵、过度利用、污染等) 和间接驱动力 (包括人口变化、经济行为、技术条件、社会政治、文化因素等) 分析存在的问题及其根源。 (3) 管理目标确定。其目标实质上是在矿产资源开发利用过程中寻求人口、资源、经济、社会的协调, 实现“生态—经济—社会”可持续发展。 (4) 适应性管理策略。采用科学技术方法和可持续管理手段, 对矿区土地利用和生态环境的直接优化调控 (如土地利用规划、土地整治、生态建设、生态环境保护、小流域治理、土地利用动态监测及其评价等) 和间接优化调控 (法规政策、产业扶持、生态补偿、农业补贴、主体功能分区、生态功能分区、产业布局、自然保护区建设等) , 实现矿区生态管理的目标。
2 实证研究
2.1 研究区域概况
兰坪矿区位于云南省西北部的兰坪县, 地理范围为26°06'—27°04'N、98°38'—98°58'E, 矿区矿产资源十分丰富, 被誉为“铅锌之都”、“云南有色金属之乡”, 具有全国最大、亚洲第二大的铅锌基地, 是“三江成矿带”上的重点矿区[27]。兰坪地处高山峡谷区域, 优质土地资源缺乏。随着矿业开发规模的增大, 矿产开发与冶炼工业逐渐成为了兰坪主要支柱产业。
注:*表示目前没有得到政府重视, 需在今后加强实施的管理措施;**表示需持续加强的管理措施;***已得到实施或正在进行的管理措施。
2.2 实证研究结果
根据上文提出的矿区生态系统管理研究步骤, 结合相关文献查阅, 兰坪矿区生态系统管理实证研究的前三个步骤研究结果见表3。根据表3的管理目标, 并针对每个管理目标的主要原因及相关生态系统功能的实现, 提出共17个适应性管理策略, 结果见表4。
2.3 讨论
表3的结果说明, 矿区基础条件分析应特别关注生态系统服务功能。生态系统服务是自然生态系统为人类提供的各种资源、产品和服务的总和。由于位于滇西北生物多样性保育的核心地带, 以及在区域水源涵养和土壤保护中的重要作用, 兰坪矿区具有很强的生态系统保护价值;同时, 巨大的矿产储量又使兰坪矿区承担着极为重要的社会生产功能。兰坪在生态系统服务功能定位上存在的这种复杂性和矛盾性将直接影响到生态系统管理目标和策略的制定。
问题诊断应包括直接和间接驱动力。直接和间接驱动力的分析是具体适应性管理措施构建的基础, 使其更具有针对性。表3说明, 兰坪矿区生态环境出现严重问题的直接驱动力是矿产资源的过度开发利用与污染物的排放[37]。早在明清时期, 兰坪就开始矿产开采和冶炼, 开采历史悠久, 开采规模发展迅速, 目前年产铅锌金属22万t。矿区“三废”排放量大, 并呈逐年上升趋势。兰坪矿区生态系统不可持续发展的间接驱动力是人口增长和经济行为[37]。据统计, 20世纪80年代以来, 兰坪人口增长率为1.49%[40], 高于全国平均人口增长率1.05%[41]。目前, 兰坪经济已形成以金属矿产采掘业为主导、有色金属冶炼业和特色农产品种养殖业为优势产业的快速发展的格局[40]。从表4可见, 一些针对直接驱动力的管理策略已得到政府相关部门的实施, 并取得了一定的效果。如兰坪县境内的重要河流———氵比江, 由于《氵比江流域水污染防治规划》通过了云南省政府批准, 经过“十一五”期间的治理, 氵比江水质从2000年的劣五类水提升到了2011年的四类水[42]。此外, 间接驱动力也得到一定的改善。据统计, “十一五”期间兰坪县人口自然增长率控制在7‰, 而兰坪经济增长也逐步由原来的“矿业一枝独秀”向“电矿两轮驱动”转变[42]。
管理目标的确定应基于社会的抉择。确定生态系统的管理目标是建立管理体系的关键[36]。社会的抉择将决定哪些生态系统功能需要保护、管理及利用。抉择的基础是由需求、价值和利益来判定的[19]。表3的结果显示, 兰坪矿区生态系统管理目标的确定, 最终是基于社会的抉择。兰坪矿区生态系统管理的目标就是“保护生态环境, 合理利用矿产资源, 维护生态系统的主要服务功能”, 从而实现矿区自然生态系统、经济和社会的可持续发展。
制定出适应性的管理策略一直是生态系统管理研究领域的核心[12]。为了减少生态系统管理决策当中的不确定性, 积极的适应性管理可能是一种特别有价值的手段[37]。鉴于矿区这种社会生态耦合系统具有高度的不确定性, 应用积极的适应性管理是正确的措施[37]。表4结果说明, 针对“保护生态环境, 合理利用矿产资源”的大多数具体管理策略得到了政府部门的重视和实施, 但针对“维护生态系统的主要服务功能”管理目标的相关管理措施没有得到足够重视。发现现有管理体系与措施的不足之处, 这正是生态系统管理与传统管理相比较的优势所在[18]。
3 结论
矿区植物景观的生态设计 篇4
国家社会经济的建设和发展需要物质基础, 矿产资源就是重要的物质基础之一, 工业化进程的快速推进, 促使我国对矿产的需求量不断上涨。矿产资源的急速开发, 为植物生态系统带来了巨大的破坏。
矿区的开发, 对土地资源有着重要的影响。首先开发矿产资源, 本身就需要占用大量的土地, 因此对土地也有着大量的破坏。其次, 开发矿产资源之后的土地由于受尾矿坝、倾卸固体废石和地面塌陷等问题影响而使土地丧失了原有的使用价值, 并且在矿产开发过程中, 大量的粉尘与有毒物质沉积于地表, 改变了地质的结构, 使植物景观等生态建设遭到严重破坏, 甚至水土流失等恶性灾害, 导致生态建设难以恢复[1]。由此可见, 矿区的植物景观生态问题甚至已经成为影响社会经济发展的重要阻碍。
生态环境的破坏不仅制约着经济的发展, 更为矿区的居民生活造成严重影响, 更容易因此而引发严重的地质灾害, 因此, 做好矿区植物景观生态建设, 是一项亟待解决的重要民生问题。
2矿区植物景观的生态设计理念
矿区不同于其他的一般地区, 前文阐述过矿区的地质特点, 因此矿区的植物景观设计也应根据矿区的实际条件来进行。矿产资源开发一般分为化工矿山、有色金属矿山、煤矸石山和煤粉灰堆场等, 植物的生态建设要以绿化造林为主, 目的主要是为了消除矿区的污染, 以此来执行服务于环境的生态建设。在矿区进行生态建设的每一步都需要专门的技术保障, 具有高投入的特点, 并且对植物的维护力度也要加强, 因为矿区的植物景观生态建设有着极高的回报率[2]。以山西省为例, 曾经在矿区种植了大量的乔木和灌木, 并撒播草本植物, 平均成活率达到了90%, 到了后期, 整个矿区的植被覆盖率超过半数, 并逐渐开始有了动物的出现, 一座废弃的矿山变成了一座活山, 使矿区的生态环境得到有效改善。
3矿区植物景观的生态设计规划
首先, 植物景观的生态设计要充分利用原有的地形地貌, 同时考虑到生态建设的功能。要以改善环境和重塑自然景观为主, 并同时做好原有植被的保护, 将植物品种的生态功能最大化发挥。
其次, 在对矿区进行植物景观综合治理的规划中, 要结合矿区的实际气候特点来进行, 做到因地制宜地构筑乔木、灌木和草本植物等生态系统, 以恢复土地的结构, 促进矿区及周边地区的生态良性发展, 减少水土流失。
最后, 在设计时需要考虑到矿区各景观区域之间的关系, 并利用信息化的管理手段实现矿区植物景观的信息化建设和有序化管理。
矿区植物景观生态建设中最主要的就是植物的选择。矿产开发地区一般以山区居多, 春季常见大风和沙尘天气, 因此应考虑选择配置一定比例的常绿树种, 有利于防风和防尘, 并且常绿的植物景观更能增强视觉冲击力。常绿植物与其他植物的比例以4:6为宜。其次要选择适合在当地过冬的树种和展叶期较早的树种。最后一点就是尽可能根据矿区的地理位置选择本土的植物, 也可以少量搭配经过改良的外来树种, 以丰富植物景观的视觉效果。矿区的地理环境和周边环境较差, 并且空气污染严重、土质贫瘠呈弱碱性, 因此要选择耐碱、抗性强的植物品种。在进行矿区整体的植物景观设计时, 也可以利用植物的群落关系, 使之能够相互创造更为适应的生存环境, 此时就需要运用生态学的原理来进行植物的选择。
4结语
综上所述, 社会的工业化进程, 为生态环境带来了严重的威胁。人类的发展, 不能仅仅依靠经济的建设, 更要注重对大自然的保护。矿区对于生态环境的破坏更为严重, 因此, 做好矿区的植物景观生态建设工作更为重要。本文在此基础上, 分析了矿区生态的现状, 并提出合理的矿区植物景观生态设计理念, 以期能够为进一步做好矿区的植物景观建设提供一些参考。
摘要：随着我国经济的不断建设, 工业化水平逐渐提高, 对于矿产资源的开发力度也逐渐加大, 造成了我国矿区的植物景观等生态环境遭到了严重破坏, 加快矿区植物景观的生态文明建设, 已经成为了当下亟待解决的一个重要问题。只有加强矿区的植物景观生态建设, 才能更好地实现工业化与生态文明的共同进步, 实现人类文明与自然文明的和谐和统一。矿区植物景观的生态建设, 不仅能够维持稳定的生态平衡, 更能够使矿区具有具体的利用方式和体现一定水平的生产力。基于此, 本文将对矿区植物景观的生态设计做初步探讨。
关键词：矿区,植物景观,生态设计
参考文献
[1] 黄锵杰.煤炭矿区生态承载力评价指标及评价方法的探讨[J].资源与人居环境, 2012 (4)
中国矿区环境生态系统研究 篇5
1.1 人为干扰的概念
人为干扰是区别于自然干扰的另一种主要干扰方式, 是指由于人类生产、生活和其它社会活动形成的干扰体对自然环境和生态系统施加的各种影响。人为干扰无论从伤害强度、作用范围、持续时间还是发生频率、潜在危害、诱发性等方面, 都常常高于自然干扰。
1.2 人为干扰的方式
对于中国矿区环境生态系统, 人为干扰的主要方式是污染。主要包括:水资源的破坏和污染、废气污染、固体废物污染、噪声污染等污染。
煤矿开采矿区废水的排放使许多水域被污染, 水质下降甚至丧失饮用水的价值, 洗煤污水的污染程度较矿井水为重;煤矸石在露天堆放过程中, 经雨水淋溶后部分物质形成地表径流进入土壤、地表水体或地下水体时, 造成土壤、地表水或地下水的污染;煤矿开采过程中噪声污染主要是由于各种机械设备工作时所产生的, 不仅直接影响的身体健康, 还会影响周围居民的工作、生活和学习。
2 矿区受损生态系统的特征
根据目前的研究成果, 矿区受损生态系统的主要特征可以概括为:
1) 生态系统受损伤的各种变化都始于结构的改变
矿区水土资源受到污染破坏、物种资源急剧衰减、矿区植被面积下降、植物光和作用的转换效率低, 能量流动效率降低、物质循环受阻等, 修复矿区生态需要借助于生态系统的外部力量才能促进矿区生态功能的转变, 矿区生态治理和维持成本加大。
2) 生态系统过程受阻和功能衰退是受损生态系统的主要特征
矿区产业结构的演变通过对生态系统的破坏力和生态修复能力而影响矿区生态系统功能的发挥。开发初期, 矿区生态恶化程度较低, 生态系统维持成本较低, 矿区生态自我修复的能力较强, 对矿区生态长期影响较小;矿区形成期, 矿区污染和生态环境破坏力加大, 矿区生态的自我修复能力急剧下降, 治理成本上升, 但是矿区生态治理在可以接受的范围之内, 需要加大矿区治理的力度或实行清洁化生产, 以消除开采过程生态系统的破坏力。如果失去矿山生态治理的时期, 矿区进入衰退期, 整个矿区的恶化程度急剧上升, 矿区生态修复的周期长、成本高、修复能力脆弱, 对矿区持续发展的长期影响大, 严重阻碍矿区社会的持续发展能力。
3) 关键组分和过程的状态决定着生态系统的回复进程
一个具有自我维持能力的生态系统才是真正健康的生命系统, 生态系统的关键物种 (如建群种、优势种、关键的传粉动物、顶级食肉动物等) 和关键生态过程, 在受损伤的的生态系统中还是否存在, 对于受损伤的生态系统的恢复进程至关重要。在矿区生态修复的过程中, 要注重生物种类、数量、生物量的增加, 更要注重物种间的竞争和协同关系, 才能更充分地利用系统自身的潜能, 促进矿区生态系统的恢复进程。
3 探索人为干扰下的生态演替规律
矿区生态系统是人类生态系统经过漫长的发展时期才产生的, 在人为干扰下矿区生态系统先后存在3种不同的类型:
1) 原始型矿区生态系统
人类社会早期矿区生态系统, 社会生产力水平低, 矿业开发利用程度很低, 对自然生态系统的压力不大, 生态与矿业开发的矛盾没有显现。
2) 掠夺型矿区生态系统
19世纪开始社会生产力有了飞速提高, 对矿产的需求量不断扩大。人们仅仅为了追求经济发展而进行掠夺式的开发, 环境污染严重, 矿区环境生态系统严重破坏。
3) 协调型矿区生态系统
这种矿区生态系统类型以生态与经济协调和可持续发展的理论作指导, 必将成为普通存在的先进矿区生态系统类型。矿产资源的综合利用率高, 矿区灾害很少发生, 矿区生态系统处于健康状态。
4 矿区生态系统修复和重建技术
矿区生态修复的综合技术主要包括监测、预测及风险评估技术, 管理技术, 规划设计技术, 工程修复技术, 化学与生物修复技术。
4.1 监测、预测及风险评估技术
主要是对矿区生态环境损害进行动态监测与预测, 揭示损害的程度、范围、机理和规律及风险, 为矿区生态环境治理技术的选择和有关法规与技术标准的制定提供依据。
4.2 管理技术
主要是对受损矿山生态环境进行科学的管理、宏观过程管理以及矿山整个生命周期的环境修复管理。
4.3 规划设计技术
矿区生态环境规划设计技术包括传统规划法和计算机辅助规划法。在详尽调查、监测的基础上, 运用先进的规划技术和手段对矿区生态进行详细的规划。
4.4 工程修复技术
包括回复生态系统的各种工程措施。应根据不同的破坏特征、不同的自然条件采取不同的技术措施, 主要包括生态破坏的工程修复技术和环境污染的工程 (物理) 修复技术。
4.5 化学与生物修复技术
指提高和改善重建系统生产力和环境安全的各种化学和生物措施, 其中生物工程 (含植物修复) 、生态工程、化学修复和土壤改良技术等是十分重要的。
4.6 采煤沉陷区生态修复技术
采煤沉陷是我国两大面广的矿区生态问题, 其主要的修复技术主要包括疏排法、挖深垫浅法、充填复垦法、直接利用法、修整法、生态工程复垦法等方法。将土地复垦技术和生态工程技术结合起来, 综合运用生物学、生态学、经济学、环境科学、农业科学、系统工程学的理论, 运用生态系统的物种共生和物质循环再生等原理, 结合系统工程方法对破坏土地所涉及的多层次利用的工艺技术。
5 结论
本文主要阐述了在人为干扰下生态系统的变化, 特别是对中国矿区生态系统的研究, 提出矿区生态修复和重建技术, 在开发矿产能源的同时, 走经济与生态环境的可持续发展之路。
参考文献
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煤炭矿区生态补偿政策文献综述 篇6
一、生态补偿政策理论依据的文献综述
国内外生态补偿或生态修复论文主要是从马克思主义经济学再生产理论、环境经济学、可持续发展经济学、公共经济学、市场经济学等角度研究的。国内的研究偏向于政治经济学和发展经济学等角度;国外的研究偏向于市场经济学维度,认为马克思主义经济学的再生产学说中基本规律的程度不同、方式不同地被广泛应用于各主要发达市场经济国家的生态环境经济补偿制度的普遍实践之中,因此也应当成为我国煤炭产业生态环境经济补偿机制中创新实践的基本依据。
王辉等(2011)、魏晓平(2002)等均运用社会公平、生态公平思想分析生态补偿的内涵和补偿的内容;魏晓平(2002)重点阐述了矿产资源代际公平配置理念,认为真实储蓄是从净储蓄中减去资源损耗和环境退化的价值。党晋华(2007)等按照环境经济学理论,认为生态补偿是一种经济的内在化工具,建议促进煤炭生产外部成本内部化为依据,实施矿山生态环境恢复治理保证金制度。朱学义(2007)提出在煤炭矿区建立环境成本会计,让煤炭企业承担起应尽的责任,还能为绿色GDP提供直接依据。根据市场价值理论和生态功能价值理论对湿地生态补偿损失进行了初步的资金配置,并进行了计算。运用公共环境理论探讨了尼日利亚过去治理的作用和最近政府环境管制政策计划。
二、政策制定方法的文献综述
从总体上来看,国内对矿产资源生态补偿政策以及可持续发展的研究是偏重于描述性的“问题———对策”研究、破坏严重的产煤区案例分析,缺乏规范性理论方面或者创新理论方面的研究;缺乏模型或指标实证方面研究,特别是在尚未面临“矿竭城衰”威胁的资源型城市以及它的可持续发展长效机制的研究上,理论构建和机制探讨远远滞后于实践需要。
(一)创新理论,提出补偿对策。
这部分学者认为传统经济学理论、生态经济学、资源经济学等理论具有广泛适用性,可以为中国的生态补偿实践提供指导,确保中国社会经济的可持续发展,促进生态文明的实现。生态补偿要坚持两个基本的原则:一是谁利用资源谁补偿,谁从中受益或者谁损害谁付费原则。二是生态环境保护要和经济发展并举原则。生态资源开发补偿的主体是与生态环境损害有关联的各经济主体,参与生态活动的各种利益相关者。如王辉、汪应宏、卞正富(2011)结合煤炭资源开采的生态环境问题,基于生态公平、社会公平的思想分析了生态补偿的内涵和补偿的内容构成。在开采沉陷预计和动态规划理论技术的支持下,提出基于补偿成本最小化的动态补偿思想,分析动态补偿的机理和准则。
(二)分析现存问题提出对策的方法。
这部分学者均认为市场补偿占生态补偿制度的比例并不大,市场机制在生态环境资源保护领域并没有充分展现该有的作用,这部分学者通过分析我国生态市场补偿制度的现状,提出完善生态市场补偿制度的对策和建议。另外,中国建立生态补偿法律机制非常必要,我国还存在着缺乏生态补偿专门立法和相关法律规定中补偿主体不明确、补偿方式较单一、补偿管理不够规范以及补偿标准不够明确等问题,针对这些问题,这部分学者提出了建立生态补偿法律机制的建议。
王承武、朱英、张可心(2014)认为现有的煤炭资源开发生态补偿制度存在法律体系和政策设计不完备,缺乏利益相关者的充分参与,部门化利益倾向,政策手段较为单一,生态补偿资金没有来源保障,缺乏统一的补偿标准等问题。为此,要不断健全生态补偿法律法规体系,将矿区开发的生态环境补偿纳入到法制化和市场化轨道,完善煤炭资源税费制度,建立健全公众参与机制,实现矿区的可持续发展。
(三)构建政策建立的基本框架,提出政策建议的方法。
如杨赛明(2013)构建矿产资源开发生态补偿机制设计框架,即从明确主体、补偿的方式、补偿的资金来源和补偿的标准确定依据四个方面提出了实施补偿的若干政策建议。
(四)构建模型,提出决策建议。
张倩(2013)构建了基于环境管制的煤炭企业竞争力模型,以期提升煤炭企业的长期竞争力,并为煤炭企业的环境战略管理决策提供参考,实现经济效率和社会效益的平衡。
(五)运用统计分析方法,确定生态补偿标准。
张思锋、杨潇(2010)把煤炭开采区生态补偿指标体系划分为生物补偿指标和环境补偿指标两部分,在目标因素结构复杂且缺乏必要数据支持的情况下,采用主观赋权法确定指标,将评价者的经验判断给予定量化;采用层次分析法确定煤炭开采区生态补偿各指标的权重。
李国平、郭江(2003)通过对CVM研究结论的比较讨论,认为基于条件价值评估法CVM测算出的煤炭资源开采中的生态环境经济损失值偏小。为了全面计算煤炭资源开采中的生态环境经济损失值,提出将CVM与直接市场法和间接市场法联合使用,并计算出2010年榆林市煤炭资源开采的生态环境经济损失量额,在此基础上,对煤炭资源开采中的生态环境损失补偿问题进行研究。
(六)案例分析,提出对策建议。
王宏英、曹海霞(2011)通过国家煤炭工业可持续发展试点———山西试点工作的探索和实践,介绍了已经取得的成绩和实践经验,对完善生态环境补偿机制提出了建议。
张斌成、张健(2010)通过探索建立陕北能源化工基地生态补偿机制,提出经济发展与保护生态环境相协调发展的经验模式,认为该模式的应用可以实现可持续发展的战略。
三、政策建议比较分析的文献综述
国内生态补偿政策主要采用政治手段、经济手段、法律手段,也有一些论文建议采用市场手段;国外的政策更倾向于市场手段和经济手段。
(一)政治制度手段。
这部分学者建议构建煤炭产业生态环境损耗破坏监管制度,尽快完成煤炭产业生态环境损耗破坏与经济损失的全国性普查,尽快展开关于煤炭产业生态环境基金的立法程序,对基金运作实施全方位的法制化管理。建议煤炭资源富集区环境治理工作要尽快建立部门联动综合治理制度。提出建立与绿色GDP相适应的生态环境资源经济核算机制、建立规范有序的中央财政转移支付制度、建立生态补偿保证金制度、建立生态环境建设的融资机制。提出建立生态补偿融资机制,生态补偿约束机制,生态补偿激励机制。
(二)经济手段。
为避免经济发展中的资源空心化现象,要确保真实储蓄大于零。当资源利用的贴现率低于利率时,这会使得追求利润最大化的矿权人加速开采资源,随后将所获利润转移到其他投资以获取平均利率的报酬,进而加速资源耗竭资源利用,针对这种情况政府可以利用宏观控制手段协调各种贴现率之间的相对水平,避免资源利用贴现率严重脱离社会贴现率并控制它绝对水平的高低,最大限度地降低自然资源赤字情况,对那些目前不具备开采价值的贫矿或者是在目前技术水平下尚难开发的资源,要先做好战略上的保护,根据需求和科技水平安排资源的开采顺序。
(三)法律手段。
生态补偿机制应走法制化轨道,应该全方位多角度的补偿,设立专门的生态补偿协调管理机构,加大矿区环境监管力度。白珩、封晓帆、李海波(2012)建议省里组织有关专家,对榆林市资源开发所造成的环境资源问题进行普查,作出权威的评估鉴定,然后研究修复方案并制定相应的法规规章。
(四)市场手段。
认为煤矿区生态补偿既包括对损毁生态环境的恢复治理,还应包括对因生态环境服务水平下降造成的居民有形无形损失的赔偿,二者之间的联系在于生态功能恢复的时间滞后性和治理资金的时间成本。建议在推进矿产资源有偿使用的进程中,将储存的资源价值以“折耗费用”的方式纳入成本会计范畴,彻底改变长期以来矿产资源不计价值的问题。LIU Shun-guo、ZHOU Xiao-hua、YANG Xiu-tai(2006)建议如果矿产生态问题要解决,应清除矿产开采产权问题。
(五)技术手段。
耿殿明、姜福兴(2002)提出要技术革新,大力推广应用清洁开采和洁净煤技术。通过制定行之有效的政策手段,加大资金投入的力度,并加快清洁开采和洁净煤技术的研究开发以及推广应用。
四、我国生态补偿政策研究的方向
我国生态补偿政策的研究尚不充分。对补偿对象确定、补偿主体区分、补偿原则、补偿标准等体系还没有一个清晰的框定,而且因为区域经济发展不平衡的问题和历史遗留问题较多,要考虑时间和空间上的因素,很难将一个案例应用到全国煤矿区的生态恢复建设上。为此,鉴于国外的经验和我国的实际情况,我国相关研究方向为:一是确定补偿的框架。对补偿对象、补偿主体区分、补偿原则、补偿标准尽快有一个明晰的判定。二是确定转移支付或者税费基金的经济补偿形式。三是借鉴国外经验,用成本内在化等市场手段给予补偿。四是允许区域特点明显的地方适用新的经济补偿或成本内在化的阙值。五是建立政策实施的法律制度保障,尽快出台相关的法律法规。
参考文献
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矿区土地复垦与生态恢复问题研究 篇7
关键词：土地复垦,矿区生态恢复,生态复垦
根据相关资料显示, 我国80%的工业原材料、70%以上的农业生产资料以及绝大部分的建筑材料都来自于矿产资源。矿山开发不仅改变了矿区的地表结构, 而且采矿形成的废石、尾矿砂的堆积, 占用了大量的农田, 管理处置不当, 还会形成有害物质的扩散、引发矿山泥石流等。此外, 矿山冶炼生成的废水、废气对矿区周围的水系、空气等污染也十分严重, 对矿区周围整体的生态系统造成严重的破坏。
矿山开发生成的大量矿渣废石、尾矿的堆积, 使得矿区大量的土地资源被荒废, 而生态环境的严重破坏也使得矿区生态的自然恢复乏力。近年来, 我国对矿山土地复垦以及生态恢复的重视程度日渐提高, 《矿产资源法》《土地管理法》《土地复垦规定》以及《环境保护法》等国家法律法规的颁布与修订, 在一定程度上促进了我国矿区土地复垦与生态恢复的进程。但就目前我国矿区土地复垦与生态恢复的现状而言, 在诸多方面还存在着问题, 亟需研究解决以有效推动矿区土地复垦与生态恢复。
1 矿区土地复垦与生态恢复中存在的问题
1.1 矿区土地复垦与生态恢复缺乏全局观念
在相当长的一段时间内, 矿区土地复垦与生态恢复被认为是在矿产资源开采晚期或是基本开采完毕后的工作, 这样落后的观念造成了矿区土地复垦与生态恢复的工作难度增大, 成本较高, 在一定程度上阻碍了矿区土地复垦与生态恢复工作的有效开展。
矿区土地复垦与生态恢复工作应是在矿山开采事前、事中、事后拿过程需要进行规划、协作与实施的系统工程。但在实践中, 矿区土地复垦与生态恢复工作往往都比较滞后, 缺乏全局意识。在开展土地复垦与生态恢复时, 往往因为事前没有进行有意识的铺垫, 导致复垦与生态恢复成本居高不下, 使得矿区土地复垦与生态恢复的责任主体缺乏积极性, 在高成本与经济效益面前企业往往也是力不从心。
1.2 矿区土地复垦与生态恢复的责任机制不完善
我国《土地管理法》第十八条明确规定:“采矿、取土后能够复垦的土地, 用地单位或者个人应当负责复垦, 恢复利用。”第四十二条:“因挖损、塌陷、压占等造成土地破坏, 用地单位和个人应当按照国家有关规定负责复垦;没有条件复垦或者复垦不符合要求的, 应当缴纳土地复垦费, 专项用于土地复垦。复垦的土地应当优先用于农业。”《土地复垦规定》明确了土地复垦“谁破坏、谁复垦”的基本原则, 较全面地规定了企业的义务、资金来源、政府和部门的职责等。
虽然我国土地复垦的法律法规、制度框架基本确立, 但在实践操作上, 矿区土地复垦与生态恢复的责任机制却并不完善。在我国目前的矿区土地复垦与生态恢复中, 只认定了企业为责任主体, 对于政府与社会的责任关系并不明确。这一方面造成了企业需要投入较大的资金成本来进行土地复垦与矿区的生态恢复, 积极性不高;另一方面也造成了矿区土地复垦与生态恢复缺乏完善的社会监督机制, 进展缓慢且成效难如人意。
1.3 矿山土地复垦与生态恢复资金投入机制不健全
“谁破坏、谁复垦”是我国法律法规框架内确立的土地复垦基本原则, 这就使得我国矿区土地复垦与生态恢复的资金投入基本由企业来全部承担。这一方面造成了企业资金投入较大, 缺乏主动性与持续性;另一方面也造成了矿区土地复垦与生态恢复的资金投入严重不足, 有效性与持续性欠缺。矿山土地复垦与生态恢复是一项长期的、需要持续投入才能显现成效的工作, 缺乏完善的市场运作机制, 是我国矿山土地复垦与生态恢复工作发展缓慢的一个重要因素。从目前的现状而言, 多数的矿山企业都比较重视矿区土地复垦与生态恢复, 但在资金投入方面往往缺乏持续性, 实际的资金投入也不足。
2 提高矿区土地复垦与生态恢复的对策与建议
2.1 矿区土地复垦与生态恢复应贯穿矿山开发的全过程
在矿山开发的全过程中, 有意识地为土地复垦与生态恢复工作做好前期的准备工作, 是降低土地复垦与生态恢复成本与难度的关键。
移土、覆土是矿区生态恢复的关键环节。在实践中, 尾矿库、废石场的生态恢复需要覆盖一定厚度的地表土才能进行有效的植被恢复, 移土费用是成本支出最大的一项。但如果在采剥作业时有意识地将地表土进行就近堆积, 将会为后期的生态覆土、植被恢复创造有利条件, 大大节省移土费用;而在废石场使用期间, 应及时利用机械设备进行平整处理, 避免后期采矿作业平台下降导致机械设备无法上去作业。在矿山设计开采作业中, 应将土地复垦与生态恢复作为重要的议事日程, 应意识到土壤资源对于生态恢复的重要性, 在废石、尾砂堆放时, 应事先将地表土壤进行收集, 为后期的矿区复土提供便利。
在矿山开发过程中, 注重对采区地表土壤的收集, 及时对废石场进行平整处理等, 可以有效地降低采区后期生态恢复的成本, 尤其是在前期规划设计以及采剥作业时, 将之列入当年生产计划并严格落实, 无疑将会对矿区的生态恢复产生事半功倍的效果。
2.2 应加强矿区土地复垦与生态恢复法制化建设
相较于国外, 我国对于矿区土地复垦与生态恢复的研究起步较晚, 相关的法律法规也不是很成熟、完善。虽然我国目前在土地复垦方面的法律法规框架已经基本建立, 但在实施细则与具体的操作上, 还存在诸多的不足。因此, 加强矿区土地复垦与生态恢复的法制化建设, 仍旧是矿区土地复垦与生态恢复的关键环节。
根据相关统计, 我国目前因矿产资源开发等生产建设活动, 挖损、压占等各种人为因素造成破坏废弃的约2亿亩土地, 其中80%以上没有得到恢复利用。《土地复垦规定》颁布实施20多年, 土地复垦成效依然不尽人意。就法制化层面来说, 《土地管理法》《矿产资源法》《环境保护法》等法律中虽然都有土地复垦的相关规定, 但大多比较笼统, 操作性不强。而《土地复垦规定》中一些内容也已不能适应市场经济发展和土地复垦实际工作需要, 亟待进一步修改完善。
2.3 应建立矿区土地复垦与生态恢复的市场化运营机制
矿区土地复垦与生态恢复最大的问题就是资金问题。单纯依靠企业投入来进行矿区土地复垦与生态恢复, 实践证明是远远不够的。在“谁破坏、谁复垦”之外, 还应“谁复垦、谁受益”, 多种形式、多种渠道引入社会资金来参与矿区的土地复垦与生态恢复, 建立市场化的运营机制才是解决问题的根本之道, 尤其是对那些历史遗留的矿区废弃地以及经营陷入困境, 无力进行复垦的矿区, 只有引入社会资金参与土地复垦, 才能确保矿区土地复垦与生态恢复获得充足的资金保障, 才能确保矿区的土地复垦与生态恢复工作稳定持续地开展。
3 结语
矿区土地复垦与生态恢复是一项长期而艰巨的任务, 企业、政府、社会三方面需要合力, 才能最终取得成效。相较于国外发达国家, 我国矿区土地复垦与生态恢复是严重滞后的, 这与我国当前不断提升的国力与国际影响力是不相匹配的。只有企业强化生态环保意识、政府加强监管、社会广泛参与, 矿区土地复垦与生态恢复中的问题才能得到很好的解决。
参考文献
[1]徐鹏洲, 史伟, 赵慧, 等.矿区土地复垦与生态重建模式探究——以大冶矿区土地复垦模式为例[J].现代商贸工业, 2010 (23) :411-412.