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基于循环经济理论的山东省采煤塌陷地生态修复研究

时间:2022-04-07 11:18:52 浏览次数:

[摘要]以山东省采煤塌陷地治理及存在的问题为基础,结合塌陷区的自然社会具体情况,以可持续发展和循环经济理论为导向,采用理论和实践相结合的方法探讨了山东省采煤塌陷地生态修复的有效模式和措施,为党和政府决策服务,为相关企业服务,实现矿区的生态、社会和经济效益的利益最大化,促进矿区的可持续发展提供了有益的参考方案。

[关键词]山东省;循环经济;采煤塌陷地;生态修复

[中图分类号]X171.4 [文献标识码]A

山东省是我国重点规划及建设的煤炭生产基地,煤炭开采推动了经济的快速增长,带动了其他行业的迅猛发展,同时也带来了一系列的负面影响。随着采煤业的迅猛发展和大规模的开采,全省矿区土地塌陷现象严重,造成耕地因塌陷而迅速减少、矿区房屋受损严重,环境污染,生态恶化等,严重影响了矿区居民的生产和生活与社会经济的可持续发展。因此,对采煤塌陷地进行治理迫在眉睫。

循环经济是以实现可持续发展为目标,通过自然资源的低投入、高利用和废弃物的低排放,使经济活动按照自然生态系统的规律,重构组成一个“资源-产品-再生资源”的物质反复循环流动过程,从根本上消解长期以来环境与经济发展的矛盾,以最小成本获取最大的经济效益和环境效益,实现资源的可持续利用,与自然界协调发展;采煤塌陷地一旦形成,如果不及时进行生态修复,最终将成为荒废地。如何利用循环经济理论对采煤塌陷地进行生态修复,以达到社会、经济、环境协调发展的复合人工生态系统,是学术界研究的一个重要课题。

1 山东省采煤塌陷现状

1.1 煤炭分布情況

山东省煤炭资源非常丰富,是国内最早的煤炭生产基地之一,山东省总面积15.33万km2,煤矿面积达到4.84万km2,其中鲁西地区占97.5%(主要集中于鲁西南,其次是鲁中、胶脐铁路沿线及济南以西的黄河两岸),鲁东地区占2.5%。目前,全省共有淄博、新汶、枣庄、肥城、兖州、龙口、临沂七个矿务局和坊子煤矿等统配煤矿。各地(市)县设有地方煤炭局,分别管理地县和乡镇煤矿。

1.2 采煤塌陷情况

截止2015年底,全省因采煤塌陷土地合计为7.25万hm2(本研究采煤塌陷地是指根据国家“三下”采煤规程中规定的地表下沉幅度超过10mm的范围),塌陷深度在0.01m~12m,积水区域的面积为2.36万hm2。

2 相关理论

2.1 循环经济概念

循环经济是人类为实现可持续发展而采用的旨在保护环境,维持生态平衡,且对于传统的开环经济形式而言是一种闭环流动的经济形式。使经济活动由传统的“资源—产品—废弃物”的单一线性流程转变为一个“资源—产品—再生资源”的反馈式流程,以“减量化、再使用、再循环”即“3R”原则,来缓解资源、环境的有限性与发展无限性间的矛盾,解决日益严重的资源短缺、环境污染、生态破坏等问题。采煤塌陷地一旦形成,如果不及时进行生态修复,最终将成为荒废地。利用循环经济理论对采煤塌陷地进行生态修复,能实现社会、经济、环境协调发展,土地资源的可持续利用。

2.2 循环经济的内涵

所谓循环经济,本质上是一种生态经济,它要求运用生态学规律来指导人类社会的经济活动,通过生态经济综合规划、设计社会经济活动,使不同企业间形成共享资源和互换副产品的产业共生组合,使上游生产过程产生的废弃物成为下游生产过程的原料,实现废弃物综合利用,达到产业之间资源的最优化配置,使区域的物质和能源在经济循环中得到永续利用,从而实现产品清洁生产和资源可持续的环境和谐型经济模式。以循环经济理论为导向,对采煤塌陷地进行生态修复,可以使采煤废弃物得到循环利用和土地可持续利用,保护生态环境,实现经济效益和生态效益的最大化。

3 山东省采煤塌陷地生态修复模式研究

尽管山东省采煤塌陷地生态修复模式的治理还不成熟,所占比例也十分低,大环境也未形成,但仍有许多地方开展了有益的探索尝试,为下步大规模开展工作创造了良好的经验。

3.1 利用积水区建设生态净化湿地

从环保角度讲,开展采煤塌陷地生态修复治理主要就是开展人工湿地水质净化工程和生态修复工程建设,利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对水体进行净化,增加生物多样性,恢复被破坏的生态系统。济宁市地处淮河流域,南四湖水系的下游,是国家重点项目南水北调东线工程的主要输水干线,对水质要求极为特殊,远高于一般标准。但济宁在推进工业化和城镇化进程中,不可避免地产生了大量污水,对环境造成很大影响。对此,济宁利用积水的塌陷区建设了一批水质生态净化工程,发挥了巨大效益。目前,共在塌陷区建设人工湿地工程、生态修复工程9个,修复湿地0.26万hm2,污水净化能力36.88万t/天,主要污染物消减能力CODcr(化学需氧量)3883.5t/年、NH3-N(氨氮)309.9t/年。

效益分析:一是水质净化效益。人工湿地水质净化工程、生态修复工程强调以水质净化功能为主,通过物理、化学及生物三重协同作用净化污水,削减CODcr(化学需氧量)、NH3-N(氨氮)、TN(总氮)、TP(总磷)等污染物。二是生态恢复效益。人工湿地可作为直接利用的水源或补充地下水;能有效控制洪水和防止土壤沙化;能以有机质的形式储存碳元素,减少温室效应;能提供动植物生长栖息所需的空间和食物等等。三是经济效益。人工湿地水质净化工程、生态修复工程的运行费用,无论吨水投资还是吨水运行费等主要经济指标均小于其他深度水处理技术。同时,湿地植物如芦苇、香莆、莲藕、菱角都具较高经济价值,通过引导也可适当发展生态渔业,给当地群众带来一定收入。

3.2 利用采煤塌陷区发展现代农业

龙固煤矿龙美农业产业园项目。菏泽市龙固煤矿在未开采前成立了龙美农业开发公司,并由该送公司通过流转方式获得首采区900hm2土地土地承包经营权。项目共投入资金2.8亿元,复垦土地304.67hm2,建成1万m2智能温室、1万m2标准化畜禽养殖场、32个日光大棚,并种植经济林木466.67多hm2,建成畜牧水禽养殖、林业苗木种植、生态观光与农业旅游4个示范区,初步形成现代高效农业园区。菏泽巨野郭屯煤矿现代农业项目,该项目由圃禾农业合作社投资公司开发建设,运用“PPP”模式融资治理。项目新建鱼塘66.67hm2,复垦耕地33.33hm2,配套湿地沟渠道路40余hm2。鱼塘规划养殖黄河鲤鱼和台湾泥鳅等高产值水产品种;复垦土地计划栽植农林果树等经济作物。

效益分析:一是保护耕地资源。巨野龙固煤矿提前流转塌陷区土地承包经营权,解决了土地权属零散、能够获取高额补偿造成的群众治理意愿低的难题,为采煤塌陷地在沉降过程中进行治理、利用创造了条件。二是加快治理的进程。菏泽市充分运用市场机制,鼓励引导企业、社会团体和个人等社会资本投入采煤塌陷地治理,解决了政府和煤炭企业投入不足的问题,极大地加速了采煤塌陷地治理的进程,提升了整体工作成效。三是發展了新型产业。菏泽市结合产业发展和生态建设规划,科学编制治理规划和实施方案,合理布局采煤塌陷地治理项目,做到了治理和光伏发电相结合、治理和休闲旅游相结合、治理和现代农业相结合,有力地提升了采煤塌陷区土地利用的综合效益。

3.3 利用采煤塌陷区发展新型产业

例如,济宁市根据本地实现情况和发展的需要,制定了《济宁采煤塌陷区光伏发电示范基地规划》,计划在塌陷较严重的矿区建立9个光伏电站,总装机容量为1000mw,预计电站运营期内平均年上网电量为113808万kwh,年实现营业收入11.38亿元,利润0.5亿元,利税3亿元。每年可节约标煤37.6万t,并且每年可有效降低废气的排放,其中减少二氧化硫排放量约7222.4t,二氧化碳89.2万t,还可减少灰渣排放量约11.6万t,实现了的经济、生态和社会效益的最大化。目前,该市已建成许厂煤矿光伏发电项目。

效益分析:一是实现土地利用效益最大化。在采煤塌陷区充分利用太阳能资源和废弃的塌陷土地,采用“农光互补”与“渔光互补”的新型发展模式,用原矿区电网资源为光伏电站服务,大大改善了生态环境,实现了经济效益和生态效益的最大化。二是促进能源结构调整。在采煤沉陷区发展光伏发电示范基地,能够促进济宁市能源结构调整和转型升级。三是改善生态环境。不论是稳定塌陷区,还是非稳定塌陷区,形成农光互补模式治理后,不仅恢复了农业生态,还推动了产业发展。三是解决了农民生活出路问题。高效利用这些荒芜废弃的土地资源,实现种植业、养殖业和光伏产业相结合的发展,这对于土地资源人均水平本就低的济宁来说,对于解决部分失地农民的生活出路问题,无疑是一种正确和现实的选择。

3.4 利用采煤塌陷区发展生态旅游业

在计划经济时期,邹城市太平采煤区没有处理好资源开发、经济发展与生态环境保护的关系,历经40余年的开采,采空区地面纷纷塌陷,形成5个大积水坑,给当地社会和经济发展造成了极大的负面效应。2016年,邹城市集中解决严重影响到人居环境、农业生产与城市发展等重大矿山地质环境问题,实施了太平矿区地址环境恢复治理工程,总规模15.08km2。过对治理区矿山地质环境的综合治理,可直接恢复被破坏的林地共约254.56hm2,建设为治理区总面积的16.87%,为当地旅游业的发展提供了条件;可整理出建设用地384.52hm2,为治理区总面积的25.49%,充分挖掘了低效、废弃工矿用地的潜力。

效益分析:一是增加植被覆盖率,发展生态矿业,促进当地经济社会可持续发展。二是发展了旅游业。塌陷积水区建设湿地公园,城市济宁主城区和邹城市区居民的节假日休闲地,改善和提升了区域生态环境。三是减少了三废排放。通过对治理区煤矸石堆场和混合固体废弃物垃圾场的有效处理,大大减轻了对周围环境的污染,改善了生活用水和灌溉用水的质量等级,稳定了矿山社会秩序。

4 对策

以循环经济理论为导向,建立和完善采煤塌陷地生态修复市场体系,拓宽塌陷地生态修复资金来源渠道,探讨在该地区建立政策法规、支撑体系等有效措施,为采煤塌陷地实现可持续发展提供有益的参考方案

4.1 建立新型耕地保护政策体系

山东省应结合煤矿众多、塌陷地规模巨大、恢复治理极为困难的实际情况,实行新的耕地保护政策。一是允许按照因地制宜原则确定为不在复垦土地的耕地调整政策,即可据实调整塌陷耕地地类和范围,为灵活治理和利用采煤塌陷地提供政策基础。当然,严禁利用采煤塌陷地综合治理名义发展建设用地。二是应对采煤塌陷地土地根据灾害毁损土地的处理方式进行核减,不再保留耕地用途,也不需要异地补充,让当地政策和社会有更多的精力和资源去治理采煤塌陷地。

4.2 积极拓宽资金来源渠道

一是要争取国家生态、新型产业发展的专项资金。每年国家为推进生态建设、光伏等新型产业发展以及农业结构调整,都会预算大量资金。同时,山东省相关资金要向矿山集中地区倾斜。二是在非历史遗留采煤塌陷区上进行生态修复,要推进煤炭企业支付费用(土地复垦规定明确,对生产建设活动损毁的土地,谁破坏谁治理)。三是要制定鼓励引导政策,在土地使用、税费减免、政策扶持方面出台优惠措施,确保绿色产业项目利用采煤塌陷地的投入回报的良性循环,吸引社会资金治理采煤塌陷地。

4.3 基于地方发展规划编制塌陷区生态修复规划

结合农业产业结构调整、城乡建设发展、新型产业布局、旅游生态建设等相关规划,编制采煤塌陷地区土地生态修复专项规划,站在保护耕地资源、保护生态环境、保障产业利用、服务可持续发展的角度,制定采煤塌陷地治理方案。

[参考文献]

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[2]尹伶俐.张芹芹媒矿塌陷区的治理对策分析机[J].绿色科技,2011(l):93-94.

[3]司秋亮,王恩德,丁姝.采煤塌陷区土地复垦的几种简易方法[J].资源环境与工程,2013(5):629-631.

[4]贾俊姝,等.采煤塌陷区土地利用变化及其景观异质性分析[J].水土保持通报,2012,27(6):199-203.

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