煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)研究的新視角

孫 亮，劉金平，羅 群

(1.北京大學(xué)地球科學(xué)與空間科學(xué)學(xué)院造山帶與地殼演化教育部重點實驗室，北京 100871；2.中國礦業(yè)大學(xué)國土資源規(guī)劃與評價研究所，江蘇 徐州 221116 )

綠色礦山

煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)研究的新視角

孫 亮1，劉金平1，羅 群2

(1.北京大學(xué)地球科學(xué)與空間科學(xué)學(xué)院造山帶與地殼演化教育部重點實驗室，北京 100871；2.中國礦業(yè)大學(xué)國土資源規(guī)劃與評價研究所，江蘇 徐州 221116 )

礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)是揭示和研究礦區(qū)生態(tài)環(huán)境要素數(shù)量配比、質(zhì)量配比、縱橫空間位置配置、相互間聯(lián)系內(nèi)容與方式的重要手段，研究可概括為兩個體系、三項內(nèi)涵、一個因素、兩個關(guān)系、一項規(guī)律。由于我國資源與環(huán)境制度以及煤炭資源開采的特殊性和重要性等與國外有所不同，在結(jié)合國內(nèi)學(xué)者的研究后，提出了煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律及全程協(xié)調(diào)控制的理論：將礦區(qū)生態(tài)環(huán)境要素與煤炭資源開發(fā)作為一個相互作用的有機整體，基于地面與地下一體以及生態(tài)環(huán)境保護與煤炭資源開發(fā)一致，與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律相協(xié)調(diào)，受礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量約束，探-采-閉-復(fù)全程以及預(yù)測-預(yù)防-控制-治理-恢復(fù)全面的，煤炭資源開發(fā)的組織、管理及技術(shù)的方式和方法的最佳組合與體系。

煤礦區(qū)；生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)；變異規(guī)律；全程協(xié)調(diào)控制

1 研究的意義

煤炭是我國最現(xiàn)實、經(jīng)濟和可靠的能源基礎(chǔ)，也是極為重要的工業(yè)原料。煤炭開采量大面廣，2010年產(chǎn)銷已達32億t，占世界煤炭產(chǎn)量的80%。同時煤炭資源開發(fā)利用對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境無論是在深度上和廣度上，還是在速度上和強度上，都產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響和破壞。論其原因主要有認(rèn)識與理論和方法兩個方面。①認(rèn)識方面：由于煤炭資源在我國國民經(jīng)濟中舉足輕重，使得我們過去長期習(xí)慣于重視煤炭資源開發(fā)，而忽視其生態(tài)環(huán)境問題；②理論和方法方面：隨著煤炭資源開采對生態(tài)環(huán)境的影響和破壞不斷加劇，以及為了落實科學(xué)發(fā)展觀，建立環(huán)境友好型綠色生態(tài)礦區(qū)，煤炭資源開采的環(huán)境問題得到前所未有的重視，解決煤礦區(qū)環(huán)境問題具有迫切性和現(xiàn)實性。

但目前仍缺乏一套比較完整和科學(xué)的煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護和恢復(fù)的理論與方法體系，比較突出的表現(xiàn)是：重視生態(tài)環(huán)境要素的單一變化，而忽視生態(tài)環(huán)境要素之間的聯(lián)系及其結(jié)構(gòu)性變化；重視地下資源開采，忽視地上環(huán)境資源協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌；重視末端治理和恢復(fù)，忽視源頭預(yù)防和控制；重視環(huán)保的單一手段，忽視組織、管理及技術(shù)手段和方法的組合(系統(tǒng)集成)等等。

我們認(rèn)為通過研究煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)及其變異規(guī)律與全程協(xié)調(diào)控制，進而揭示礦區(qū)生態(tài)環(huán)境要素之間的數(shù)量、質(zhì)量的時空有機的內(nèi)在關(guān)系以及煤炭資源開發(fā)對其客觀的作用、影響以及規(guī)律，最后提出基于系統(tǒng)性、整體性和綜合性以及強調(diào)預(yù)測、預(yù)防和保護的煤炭開采與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)控制的組織、管理及技術(shù)方式和方法的最佳組合與體系，是這一理論與方法體系的重要組成部分。不僅為構(gòu)建環(huán)境友好的綠色生態(tài)礦區(qū)及其可持續(xù)發(fā)展服務(wù)，同時也豐富和完善了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護的基礎(chǔ)理論、方法和實踐。

2 國外煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護研究情況

國外礦區(qū)生態(tài)環(huán)境研究起步早，在理論、方法及實踐方面具有明顯的先進性。如德國學(xué)者科瑞奇曼提出要把采煤塌陷地建成旅游公園這一理念，并在《魯爾礦區(qū)未來發(fā)展》(1961)書中具體介紹魯爾礦區(qū)是德國的重工業(yè)基地之一，第二次世界大戰(zhàn)后為戰(zhàn)后德國經(jīng)濟復(fù)蘇做出了巨大貢獻。美國學(xué)者道格拉斯羅韋在著作《礦山環(huán)境恢復(fù)治理》(1996)中提出人們要在礦山開采和環(huán)境整治中做出選擇，需采用先進的采礦技術(shù)減少對礦山環(huán)境的破壞，并提出了建立礦區(qū)塌陷地恢復(fù)保證金制度，為礦山塌陷地治理提供資金，這一建議具有長遠意義。澳大利亞學(xué)者霍布斯在《礦區(qū)環(huán)境保護與復(fù)墾技術(shù)》(2003)書中提出礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)與重建理論，為澳大利亞礦山生態(tài)保護奠定理論基礎(chǔ)。針對于礦區(qū)內(nèi)部生態(tài)環(huán)境各種組成要素的關(guān)系，有許多學(xué)者也進行了深入的研究，他們多是針對于某一礦區(qū)較系統(tǒng)的闡述生態(tài)環(huán)境和資源開采的協(xié)調(diào)發(fā)展問題。但一方面由于我國資源與環(huán)境制度以及煤炭資源開采的特殊性和重要性等與國外有所不同(如我國水資源、土地資源與礦產(chǎn)資源使用制度的分割，人均土地資源和水資源的缺乏，煤炭資源開采條件復(fù)雜及其超強度開采等，使得我國煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題遠比國外嚴(yán)重和突出的多)。國外針對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的研究并不能完全適用于解決我國煤礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境問題[1-16]。另一方面，目前國外針對煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)及其變異與全程協(xié)調(diào)控制鮮有系統(tǒng)的研究或報道。

3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

國內(nèi)對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的研究做了大量的工作，取得了較為豐碩的成果。主要集中在礦區(qū)循環(huán)經(jīng)濟、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境評價、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境補償機制及礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與治理及其對策四個方面：①戚鵬等、楊風(fēng)等及劉峰等從循環(huán)經(jīng)濟“3R”角度描述礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護問題[17-19]；②劉金平等、馬聰?shù)燃八饔冷浀戎饕M行了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境評價指標(biāo)體系及方法研究[20-22]；③胡振琪等、張復(fù)明等、蔣正舉等及李麗英等對煤礦區(qū)生態(tài)補償標(biāo)準(zhǔn)的測算方法及機制進行了研究[23-26]；④卞正富等、王晶等、王世東等及苑鑫等研究了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與治理及其對策等[27-30]。

3.1 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)及其變異規(guī)律的研究

針對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境規(guī)律與煤炭開采之間的關(guān)系及控制研究，主要歸納為“點研究”和“線性研究”兩個層面。①楊宏科等、成江勇等及牛蒙等均研究特定時點的采煤對生態(tài)環(huán)境要素的影響及其影響程度[31-33]，沒有考慮不同的采煤階段礦區(qū)生態(tài)環(huán)境要素的變化，表現(xiàn)為靜態(tài)的“點研究”；②汪云甲等、凌文等、王崢等及李永峰等引入了時間維度，研究了采煤不同階段(或時期)的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境要素的質(zhì)和量的變化及其規(guī)律[34-37]，但沒有研究礦區(qū)生態(tài)環(huán)境要素之間及其與采煤之間的時空非線性關(guān)系，沒有研究礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)性特征及其變化，表現(xiàn)為動態(tài)的“線性研究”。實際上，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境要素之間及其與采煤之間是一個在時空上相互作用、相互影響以及有序轉(zhuǎn)化的有機整體，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)性特征及其變化客觀、明顯和系統(tǒng)。我們認(rèn)為礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)及其變異規(guī)律的研究，則是描述或揭示這一有機整體的更客觀、全面、系統(tǒng)、科學(xué)的重要方法之一。

3.2 基于全生命周期的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題研究

國內(nèi)已經(jīng)有學(xué)者將全生命周期的理念引入礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題研究中，如王行風(fēng)等章，對煤炭開采的全生命周期做了較詳細的闡述[38]；楊賀等強調(diào)了資源開采中的協(xié)調(diào)發(fā)展問題[39]，付薇對礦產(chǎn)資源開采中的協(xié)調(diào)發(fā)展進行了研究[40]，錢鳴高等提出了綠色開采的概念，強調(diào)了資源開發(fā)與環(huán)境的協(xié)調(diào)[41]，以及劉金平等系統(tǒng)研究了綠色開采的礦產(chǎn)資源價值問題，首次提出生態(tài)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展模型[42]；周偉在《平朔露天礦區(qū)陸面演化及優(yōu)化控制研究》一文中強調(diào)優(yōu)化控制的重要性[43]，梁鈺也闡述了環(huán)境影響控制相關(guān)的內(nèi)容[44]。這些都為研究煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境全程協(xié)調(diào)控制提供了重要的思想啟迪和基礎(chǔ)。但其仍處于論述局限和零星，控制方法單一，缺乏理論性、系統(tǒng)性和完整性。本文認(rèn)為煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)應(yīng)定義全程協(xié)調(diào)控制的內(nèi)涵及目標(biāo)，提出基于生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量和生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律的全程協(xié)調(diào)控制的組織、管理及技術(shù)的方式和方法的最佳組合與體系。

4 煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律及全程協(xié)調(diào)控制理論

煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)研究主要可歸納為“兩個體系”：建立礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)體系及提出煤炭資源開發(fā)的組織、管理及技術(shù)的方式和方法的最佳組合與體系；“三個內(nèi)涵”：明確礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量的內(nèi)涵及全程協(xié)調(diào)控制的內(nèi)涵；“一個因素”：分析和確定礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異的主要決定和影響因素；“兩個關(guān)系”：研究煤炭資源開發(fā)對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異的客觀作用及影響關(guān)系、研究生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異與不同條件下煤炭資源開發(fā)之間的組織、管理及技術(shù)的協(xié)調(diào)關(guān)系；“一項規(guī)律”：揭示礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律。圖1 清晰的展示了煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律及全程協(xié)調(diào)控制理論的全過程。在對礦區(qū)類型進行區(qū)分的基礎(chǔ)上，分析礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)內(nèi)涵、類型、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、結(jié)構(gòu)變異程度及結(jié)構(gòu)體系，并針對不同的礦區(qū)，協(xié)調(diào)煤炭資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異之間的關(guān)系。進而進行全程協(xié)調(diào)控制的組織、管理及技術(shù)的方式和方法最佳組合及體系研究。

圖1 煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律及全程協(xié)調(diào)控制理論示意圖

4.1 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)內(nèi)涵及結(jié)構(gòu)體系研究

明確礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵，研究礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)特征、類型。礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)主要描述礦區(qū)生態(tài)環(huán)境組成部分或要素(如土地、水、大氣、煤矸石等廢棄物)，在數(shù)量上的配比、質(zhì)量上的配比、縱橫空間位置的配置以及相互間的聯(lián)系內(nèi)容與方式，總體上反映了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境要素的配置關(guān)系。礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)依據(jù)等級可分為生態(tài)環(huán)境要素構(gòu)成的一級生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)，以及生態(tài)環(huán)境要素自身構(gòu)成的次級生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)(如土地質(zhì)量結(jié)構(gòu)或土地利用結(jié)構(gòu))等；依據(jù)生態(tài)環(huán)境要素性質(zhì)或數(shù)量等，可分為礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量結(jié)構(gòu)或數(shù)量結(jié)構(gòu)等。同時研究礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)形態(tài)(如結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度)或組合方式，建立礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)基本體系。劉鐵軍(2012)指出：礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的以人為中心的系統(tǒng)，一個被改變了結(jié)構(gòu)和功能的受人類生產(chǎn)和生活影響明顯的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)?？偟膩碚f，礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在破壞了原有自然生態(tài)系統(tǒng)之后建立起來的新的生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)，是各要素在時間和空間上重新配比形成的區(qū)域自然——社會經(jīng)濟復(fù)合環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)[45]。

4.2 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量研究

由于物質(zhì)(或系統(tǒng))結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)，不同的生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)就具有不同的性能(社會性能、經(jīng)濟性能和環(huán)境性能，及其綜合)。但是生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)在一定范圍內(nèi)的變化，不會導(dǎo)致其性能發(fā)生本質(zhì)的變化?；诖?，這里提出了生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量的概念。生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量是指維持生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)性能的穩(wěn)定性、可恢復(fù)性或可控性所允許的生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)最大的變異程度。當(dāng)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異程度達到或超過一定的限度時，生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)的性能也就發(fā)生了本質(zhì)的、不可恢復(fù)、不可逆或不可控制的變換，我們就認(rèn)為其超過了生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量?？梢娺@里的生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量與傳統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境容量概念不同，傳統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境容量一般是指“在保證人群健康和生態(tài)系統(tǒng)不受危害的前提下，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)或其中某一要素對污染物的最大容納量”。生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量更能全面深入客觀的反映生態(tài)環(huán)境的性質(zhì)、本質(zhì)、內(nèi)涵和特征，更有利于指導(dǎo)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)、保護和恢復(fù)重建。

由于不同的時空(發(fā)展階段和地區(qū))，對生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)及其性能的需求或要求不同，必須研究生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)的效能問題。生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)的效能是指生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)性能在一定時空條件下對人們實際需求或現(xiàn)實要求的滿足程度。生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)效能的最大化是生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)性能與實際需求或現(xiàn)實要求的最佳匹配，是客觀性與主觀性的理想結(jié)合和完美統(tǒng)一?；谏鷳B(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量約束，為了使生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)效能最大化是調(diào)控的終極目標(biāo)，需要進一步完善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量的內(nèi)涵。為此重點研究礦區(qū)不同特征、類型、形態(tài)(如結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度)或組合方式的生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)的性能特征及度量，確定礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量的性質(zhì)，劃分礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量的類型和等級。

4.3 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異及變異規(guī)律研究

礦區(qū)煤炭資源開發(fā)引起了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境要素在數(shù)量上的配比、質(zhì)量上的配比、縱橫空間位置的配置等發(fā)生了系統(tǒng)性變化，表現(xiàn)為礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)的規(guī)律性變異。如礦區(qū)生態(tài)環(huán)境數(shù)量結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、質(zhì)量結(jié)構(gòu)低劣化以及縱向結(jié)構(gòu)變異程度大于橫向(平面)結(jié)構(gòu)變異等。劉鐵軍對礦區(qū)變異規(guī)律作了階段劃分：第一階段主要表現(xiàn)為地表景觀性破壞；第二階段主要表現(xiàn)為煤礦區(qū)的環(huán)境質(zhì)量性破壞；第三階段表現(xiàn)為生物性破壞對于研究不同礦區(qū)類型礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)特征。分析和確定礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異的主要決定和影響因素；研究不同礦區(qū)類型礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異特點(質(zhì)量、數(shù)量及類型等時空變異)、程度及性質(zhì)，得出變異程度測算或度量方法以及提出礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異性質(zhì)的評判標(biāo)準(zhǔn)等；研究煤炭資源開發(fā)對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異的客觀作用及影響關(guān)系，揭示礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律。對于礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境的治理需正確把握礦區(qū)生態(tài)環(huán)境變異規(guī)律，一旦錯過最佳時機，礦區(qū)進入衰退期后，其生態(tài)環(huán)境惡化程度急劇上升，增加修復(fù)成本，嚴(yán)重阻礙礦區(qū)的持續(xù)發(fā)展能力。

4.4 全程協(xié)調(diào)控制研究

強調(diào)系統(tǒng)性、整體性、預(yù)防性以及最優(yōu)化，突出煤炭勘查-開采-閉坑-恢復(fù)(重建)的全過程(生命周期)以及預(yù)測-預(yù)防-控制-治理-恢復(fù)(重建)的全方位；突出采礦-生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)、“地面-地下”的協(xié)調(diào)、組織-管理-技術(shù)的協(xié)調(diào)；突出礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律作用和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量的約束以及礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)效能最大化的控制目標(biāo)。

深入研究生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異與不同條件下煤炭資源開發(fā)之間的組織、管理及技術(shù)的協(xié)調(diào)關(guān)系及特點。強調(diào)系統(tǒng)性、整體性以及預(yù)防性；突出煤炭勘查-開采-閉坑-恢復(fù)(重建)的礦區(qū)煤炭資源開發(fā)的全過程(生命周期)、預(yù)測-預(yù)防-控制-治理-恢復(fù)(重建)的全方位；遵從受礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量約束、與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律協(xié)調(diào)以及使礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異程度最小化的原則，明確全程協(xié)調(diào)控制的內(nèi)涵及目標(biāo)；針對不同的煤炭資源開發(fā)階段，重點研究和諧調(diào)控的組織、管理及技術(shù)的不同方式和方法：采前的科學(xué)預(yù)測、有效預(yù)防、綜合規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計等，采中的綠色開采與和諧開采，以及采后的生態(tài)環(huán)境重建和與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異相適應(yīng)的最佳恢復(fù)利用結(jié)構(gòu)等。在此基礎(chǔ)上研究和提出全過程、全方位的煤炭資源開發(fā)的組織、管理及技術(shù)的方式和方法的最佳組合(如政府-礦山-農(nóng)村共贏、采-充-復(fù)一體化)與體系。

4.5 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境研究不同部分之間關(guān)系

圖2展示了煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境研究全程不同部分之間關(guān)系。結(jié)合圖2以及上文分析可以看出，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)的研究分析是全程過程的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，通過礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)需求與性能分析，近而謀求礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)效能的最大化，同時也是研究礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量的基礎(chǔ)。礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量為礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異提供了生態(tài)環(huán)境可恢復(fù)可逆轉(zhuǎn)的閾值范圍。研究礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律也是為更好的衡量礦區(qū)生態(tài)結(jié)構(gòu)容量提供客觀依據(jù)。通過礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)效能最大化研究、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量研究、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律研究最終落實影響到對全程協(xié)調(diào)控制的組織、管理及技術(shù)的方式和方法最佳組合及體系研究中，從而實現(xiàn)全過程、全方位的煤炭資源開發(fā)的組織、管理及技術(shù)的方式和方法的最佳組合與體系。

圖2 煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境研究全程不同部分之間關(guān)系示意圖

5 總 結(jié)

文章以協(xié)調(diào)控制機理為指導(dǎo)，將礦區(qū)生態(tài)環(huán)境要素(土地、水、大氣等)與煤炭資源開采作為一個相互作用、相互影響的有機整體，圍繞構(gòu)建礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)體系，揭示礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律，遵從礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律相一致的、受礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量制約的、使礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)效能最大化的、全程協(xié)調(diào)控制的煤炭開發(fā)的組織、管理與技術(shù)方式和方法最佳組合與體系的主線，以系統(tǒng)性、整體性、綜合性、預(yù)測性及采煤與生態(tài)一體化為原則，采用“采煤學(xué)、生態(tài)環(huán)境學(xué)以及管理學(xué)”等學(xué)科的基本理論與方法以及“系統(tǒng)論、協(xié)同論以及控制論”等理論與方法，采取“地面與地下”綜合、管理與技術(shù)結(jié)合以及理論與實際相結(jié)合的基本研究思想，從理論和方法上系統(tǒng)、深入地研究礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律及全程協(xié)調(diào)控制問題。

礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)是揭示和研究礦區(qū)生態(tài)環(huán)境要素數(shù)量配比、質(zhì)量配比、縱橫空間位置配置、相互間的聯(lián)系內(nèi)容與方式的重要手段。將礦區(qū)生態(tài)環(huán)境要素(土地、水、大氣等)之間以及與煤炭資源開發(fā)之間作為一個相互作用、相互影響的有機整體，研究礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)的特征、作用、類型及組合，構(gòu)建礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)基本體系；給出礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量以及礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異程度的度量方法；揭示不同礦區(qū)類型礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)變異的決定和影響因素及變異規(guī)律；提出基于地面與地下一體以及生態(tài)環(huán)境保護與煤炭資源開發(fā)一致，與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)變異規(guī)律相協(xié)調(diào)，受礦區(qū)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)容量約束，探-采-閉-復(fù)全程以及預(yù)測-預(yù)防-控制-治理-恢復(fù)全面的，煤炭資源開發(fā)的組織、管理及技術(shù)的方式和方法的最佳組合與體系。為構(gòu)建綠色生態(tài)礦區(qū)服務(wù)，同時豐富和完善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。

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更正說明

我刊2017年第3期《利用冶煉渣制備地聚合物膠凝材料的正交試驗研究》(作者：孫雙月；工作單位：燕京理工學(xué)院化工與材料工程學(xué)院；頁碼：146～150+156)一文應(yīng)添加基金項目：河北省教育廳高等學(xué)?？茖W(xué)研究重點項目(編號：ZD2014209)。

特此說明。

中國礦業(yè)雜志社編輯部

A new angle on the structure of ecological environment research process in coal-mining area

SUN Liang1，LIU Jinping2，LUO Qun2
(1.Key Laboratory of Orogenic Belts and Crustal Evolution of Ministry of Education，Peking University，Beijing 100871，China；2.Institute of Land and Resources Planning and Evaluation，China University of Mining and Technology，Xuzhou 221116，China)

The structure of ecological environment in coal-mining areas is an important method，which is to reveal and researched amount ratios，quality ratios，allocation of spatial position and the content and way of relation among ecological environment elements.The research process in the structure of ecological environment sums up as follows，two systems，three meanings，one factor，two relations and one law.Review of domestic and international research in present，we consider that，in our country，there are significant difference from abroad in resources and environment system，particularity and importance of coal mining exploitation，proposed the variation rule in ecologically environmental structure of coal-mining area and the theory about full scope coordination and control：We regard ecological environmental factors and coal resources development as an organic integrity，based on the surface and underground as a whole，coordinated with the rule of ecological environment structure variation in mining area，constrained by the capacity of mining area’s ecologically environmental construction.It’s the optimal combination and system of organization，management and technical ways in the part of coal resource exploration，which whole process with exploration，mining，closed and reclamation.And it’s a comprehensive respect on prediction，prevention，control，management and recovery.

coal-mining area；structure of ecological environment；law of variation；full scope coordination and control system

2017-01-10

孫亮(1990-)，男，博士研究生，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)，研究方向為礦產(chǎn)資源定量預(yù)測與評價，E-mail：sunliang215@foxmail.com；羅群(1993-)，女，碩士研究生，產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學(xué)專業(yè)，研究方向為資源經(jīng)濟。

劉金平(1962-)，男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為國土資源經(jīng)濟與管理，E-mail:jinping6@sina.com。

F124.5

A

1004-4051(2017)04-0088-06