（环境科学专业论文）鸡西市煤炭资源型城市环境保护与生态可持续发展.pdf

a b s t r a c t a b s t r a c t c o a li sc h i n a sm a j o re n e r g y , e c o n o m i ca n ds o c i a ld e v e l o p m e n th a sa ni m p o r t a n tr o l ei n t h ef o r m a t i o no fc o a lr e s o u r c e si nt h ec i t y sc o a li n d u s t r yw i t ht h ef o r m a t i o no f t h ef o r m a t i o no f ； w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o a lr e s o u r c e s ，al o n g t i m e ，t h ec o a lc i t yh a sb e e nu s i n g ”h i g hi n p u t ， h i g ho u t p u t ，l o we f f i c i e n c y , h i g hp o l l u t i o n ，”t h em o d eo fp r o d u c t i o n ，t h ed e g r e eo fp o l l u t i o n a n de c o l o g i c a ld a m a g ei sp a r t i c u l a r l ys e r i o u s ，t or e d u c et h er e c o v e r a b l er e s e r v e s ，r e s o u r c e d e p l e t i o n ，t h ec i t y se c o l o g i c a le n v i r o n m e n th a sb e e ns e v e r e l yd a m a g e d t h e r ea r em a n ys u c h a sr e s o u r c ec o n s u m p t i o n , d e p l e t i o n , s l o we c o n o m i cg r o w t h ，b u s i n e s se f f i c i e n c y i sp o o r , i n c r e a s e du n e m p l o y m e n t ，t h ee c o n o m i cs t r u c t u r e o fas i n g l em a n a g e m e n ts t r u c t u r ea n d p e r s o n n e ld e f i c i e n c i e sa n do t h e rp r o b l e m s ，w h i c hs e r i o u s l yh a m p e r e dt h ec i t y s s u s t a i n a b l e e c o n o m i cd e v e l o p m e n t t h i sp a p e rd e s c r i b e st h ej i x in a t u r a l ，e c o n o m i cp r o f i l e i nt h ep a s t ，t h i se v a l u a t i o ns t u d y t h eq u a l i t yo fu r b a ne n v i r o n m e n tb a s e do nt h er e s u l t s ，a n db a s e do ne x i s t i n gc o a lr e s o u r c e 。 b a s e dt h e o r yo fs u s t a i n a b l eu r b a nd e v e l o p m e n t ，t h eu s eo ff r e q u e n c ys t a t i s t i c a lm e t h o d ， t h e o r e t i c a la n a l y s i sa n de x p e r ta d v i c et ot h es c r e e n i n gm e t h o dt od e t e r m i n et h et y p eo fu r b a n e c o l o g i c a le n v i r o n m e n to fc o a lr e s o u r c e sq u a l i t ya s s e s s m e n ti n d i c a t o r s3 0 ，t oe s t a b l i s haf o u r s t a c k r e c u r s i o nc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m ，t h e e n t i r eu r b a ne c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t a lq u a l i t yi n d i c a t o r sa r ed i v i d e di n t of o u rl e v e l s ，n a m e l y ，t h eo v e r a l ll e v e la ，t h e s y s t e ml a y e rb 1 a y e rc e l e m e n t sa n di n d i c a t o r sl a y e rd t h i st y p eo fc o a lr e s o u r c e si nt h ec i t yd u et or e s o u r c ee x p l o i t a t i o nc a u s e de n v i r o n m e n t a l p r o b l e m sh a v eb e e ns t u d i e d ，i t se f f e c t sw e r e a sf o l l o w s ：c o a lm i n i n g ，s t o r a g ea n dt r a n s p o r t a t i o n o fa d v e r s ee n v i r o n m e n t a li m p a c t ；t h ep r o c e s so fc o a lm i n i n g a r e a sw h e r es u r f a c ew a t e r , g r o u n d w a t e r , a t m o s p h e r ea n d s o i lp o l l u t i o n ，a n dp r o p o s es p e c if i cm e a s u r e s i nt h i sp a p e r , j i x ic o a lr e s o u r c e - b a s e ds y s t e m a t i cr e v i e wo ft h ec i t y se c o l o g i c a l e n v i r o n m e n ta n ds y s t e ma n a l y s i s ，e v a l u a t i o no fi t sc a p a c i t yf o rs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ， e v a l u a t i o nv a l u e so b t a i n e dw e r e0 4 51f o re n v i r o n m e n t a lf a c t o r s ，t h ee c o n o m i cf a c t o ro fo 5 3 8 ， t h es o c i a lf a c t o ro f0 4 7 2 a b i l i t yt os c o r e ，w ec a ns e ef r o mt h ed e v e l o p m e n to ft h ee c o n o m i c v a l u eo ft h eh i g h e s ts c o r e s ，i n d i c a t i n gt h a tt h er e l a t i v e a b u n d a n c eo fu r b a ne c o n o m i c d e v e l o p m e n t a c h i e v es u s t a i n a b l ee c o n o m i cd e v e l o p m e n ti s ah i g hp o s s i b i l i t y t h ec a p a c i t yo f t h ee n v i r o n m e n ti n d e xm i n i m u m s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tt h r o u g hj i x ic a p a c i t ya s s e s s m e n t ， t ou n d e r s t a n dt h e i r l e v e lo fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t f o rl o c a lc o n d i t i o n s ，s u g g e s t i m p r o v e m e n t s t oe n h a n c et h ec a p a c i t yf o rs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t f i n a la d o p t i o nf r o me n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n ，e c o n o m i cr e s t r u c t u r i n g ，a n di m p r o v et h e e c o c i t yu r b a nf u n c t i o n s i nf o u ra r e a sp r o p o s e dc o a lr e s o u r c e b a s e ds u s t a i n a b l eu r b a n d e v e l o p m e n ts t r a t e g i e s a b s l r a c t k e y w o r d sc o a lc i t y ；e c o l o g i c a ls u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ；e v a l u a t i o n ；i m p r o v e m e n t s i i i l 绪论 1 绪论 煤炭是我国主要能源，对经济建设和社会发展具有重要的作用，是我国可持续发展 战略实施的资源保证。我国煤炭资源分布广泛，总量丰富，储量居世界前列，且煤类齐 全、煤质优良。煤炭资源是我国经济、社会发展的物质基础，在我国一次能源的消费构 成中占了7 6 4 的比重，是我国主要的能源。煤炭资源的科学合理开发、利用是我国今 后经济可持续发展的保障。 1 1 煤炭资源型城市的含义 资源型城市一般指依托于矿产资源、森林资源等自然资源，并以资源的开采和初加 工为支柱产业的具有专业性职能的城市。资源型城市是我国重要的城市类型，目前我 国特征明显的典型资源型城市6 0 座i l 】。 根据资源开发的程度，资源型城市可以划分为成长期、成熟期、衰退期。目前，我 国4 0 0 多座资源型城市中，处于成长期的占2 0 ，处于成熟期的占6 8 ，处于衰退期 的占1 2 ，全国约有5 0 多座资源型城市处于衰退状态【2 】。 煤炭资源型城市系指主要依靠煤炭资源开发而发展起来的，并且煤炭采选业在城市 工业结构中占重要地位的城市l 引。 煤炭资源城市具有以下特征【4 】： ( 1 ) 煤炭资源城市的形成是随着煤炭资源产业的形成而形成的；通常把煤炭产业的 增加值占城市g d p 的1 0 以上、煤炭产业就业人口占全部就业人口1 5 以上的城市统 称为煤炭城市。 ( 2 ) 煤炭资源城市的经济发展高度依赖于煤炭产业；煤炭产业作为煤炭城市的主导 产业，是支撑城市经济发展的主导力量，其发展变化直接影响甚至控制着整个城市经济 的运行，对城市兴衰具有决定性作用。 ( 3 ) 煤炭资源城市的经济发展具有鲜明的阶段性；按照煤炭资源的消耗程度，煤炭 产业大致分为开发建设达产期、成熟稳产期、衰退期、关闭期四个阶段。 ( 4 ) 煤炭资源城市大多结构分散；煤炭城市的发展，普遍是由几个相距比较远的矿 区组成的，同时，由于城区分散而人口不集中，发展第三产业也受到很大限制，不利于 城市的顺利转型。 1 2 国内外对煤炭资源城市的研究 1 2 1 国外对煤炭资源城市的研究 国外的发达国家，在经济发展的进程中形成了许多资源型城市。对资源城市的开采 持续时间更长，同时在环境治理方面也做了许多相关工作，积累了大量的经验。各国由 于地理位置及环境的不同，其发展模式和治理方法也不相同。 东北林业人学硕l 学位论文 一般认为，国外对于资源型城市的研究分为三个阶段p j ：( 1 ) 1 9 3 0 年代之前，主要 针对资源型地区社会发展不稳定问题，研究主要集中于社区发展不稳定的原因及其引发 的社会问题! 对资源型社区发展的评估等；( 2 ) 1 9 7 0 年代至1 9 8 0 年代中后期，对资源型 城市的研究重点转向结合实证研究其发展历程和经济地位等方面：( 3 ) 1 9 8 0 年代中后期 之后，资源型城市的研究重点转向世界经济一体化背景下就业问题与经济结构调整方 面，其中对于劳动力市场问题尤为重视j 国外对于煤炭资源型城市的研究始于2 0 世纪3 0 年代，目前，许多国家对煤炭资源 型城市的环境治理和经济转型做了许多探讨与实践，对于煤炭资源城市的环境保护和可 持续发展，不是作为单一一个城市的简单治理，而是把城市放在一个系统之中，结合城 市的优势产业和区位特点，与其他产业结合起来，实行环境、经济的可持续发展【6 】。 对资源城市的经济结构调整国外研究的较早，且不少城市对经济结构进行了成功的 调整。如德国的煤炭工业已经经历了从早期的简单开采到现代化发展、从企业转型到煤 矿关闭的整个发展进程。2 0 世纪6 0 7 0 年代，经历了二战高速经济发展后，德国鲁尔区 煤炭储量急剧下降，开采成本日益增加，环保压力增大，爆发了长达1 0 年之久的煤炭 和经济危机1 7 j 。 德国的鲁尔区通过改组传统产业，发展新兴产业，促进产业结构的多样化等一系列 措施成功完成了产业结构的转型【8 】。德国鲁尔工业区提出的矿区生态恢复建设与保护， 把煤炭转型同国土整治相结合，列入地区发展规划的典型对策，可提高煤炭资源型工业 区环境对外资的吸引力【9 l 。德国还注重煤炭资源型工业区的整体规划，把环境修复作为 经济转型的出发点和着眼点，全面解决矿区土地破坏和环境污染问题。重视资源合理开 发利用，提高资源回收利用率。重视环境保护和矿区恢复，土地经过治理后再出让给其 他企业。经过了整体规划，大幅度调整工业布局，使德国煤炭资源型工业区由原来单一 的工业结构，转变为以煤、钢为基础，机械、电子、纺织等多部门相结合的综合性工业 生产基地。 美国对煤炭资源实行有偿使用，美国煤炭公司开采煤炭，在煤炭资源方面需缴纳费 用。美国已实施严格的环境保护措施，如颁布了露天开采控制与复田法、1 9 9 0 年污 染预防法、洁净空气法等一系列法律。要求煤炭开采后必须复垦，开采土地要恢复 原来的地貌，用于农业生产或植树种草，保护土地生态，防止水土流失；严格控制煤矿 废水的排放处理，废水必须达标后才能排放；加强燃煤废物的消烟除尘工作，对现有燃 煤电厂，要求安装烟道气脱硫装置( f g d ) 和改用低硫煤，以减少大气中二氧化硫和粉尘 的排放：改善大气环境质量；矸石尽量回填井下；矸石山保持稳定等；逐步关闭生产高 硫煤的煤矿1 1 0 i 。同时加强扶持煤炭工业，大力发展洁净煤技术开发与应用。建立依托煤 炭资源用能为主的工业园区，重视生物能源的开发、废物处理、清洁工业、固体和液体 废物的循环再利用等多方面。经过长期治理，大部分煤炭资源型工业区的生态状况和环 境质量都有了很大的改善。 澳大利亚的矿区土地复垦技术是世界领先的，1 9 8 9 年颁布的矿产资源法，1 9 9 2 1 绪论 年的采矿法，要求采矿申请人必须采取环保方法，在相关法律的约束下，矿区的土 地资源、水资源，受到保护，生态环境得到恢复【1 1 1 。以上法律对于澳大利亚的煤炭资源 型城市建设的环境管理和可持续发展起到了极大的促进作用。 其它国家，如日本、英国、法国等的煤炭开采量逐渐减少，以开发新能源和进口能 源为主。加拿大、俄罗斯的开采量大体不变，但是在开采结构，选煤处理能力方面，选 煤生产调整方面有所改变。大部分国家关闭了中小型效益不好、污染严重的煤矿和采煤 场，对矿山和选煤厂进行合并和调整，在煤炭合理生产和管理方面进行的改进，对于环 境的保护起到了明显的作用。关闭了煤炭、铁矿、钢铁和纺织等成本高、消耗大、污染 重的企业，重点选择核电、计算机、激光、电子、生物制药、环保机械和汽车制造等高 新技术产业【l2 1 。使生产要素向钢铁、造船、汽车等新兴工业部门转移，用高新技术改造 传统产业，提高钢铁、机械、化工等产业的技术含量和产品附加值。在老工业城市周围 的小城镇建立新的工业区，以替代衰退的老工业区。通过对产业的调整和对老工业基地 的改造，以原有工业为基础，多种行业共同协调发展，建立了煤炭工业多元化发展的新 模式【1 3 j 。日本政府从1 9 6 2 年到1 9 9 1 年对煤炭政策进行了9 次修订，旨在通过法律的完 善及有效实施，振兴煤区经济【l4 1 。b r a d b u r y j h 通过对加拿大和澳大利亚矿业城市的研 究提出了煤炭城市产业调整的模式【l 引，以利于煤炭城市的可持续发展。 1 2 - 2 国内对煤炭资源城市的研究 我国是世界上唯一以煤炭为主要资源的大国，煤炭城市占资源城市的1 5 ，煤炭占 一次能源的比例仍在7 0 以上，国家经济发展对煤炭的需求量较大。我国的煤炭城市大 多数分布在生态环境比较脆弱的北方地区，由于当初基本都是在小城镇基础上发展起来 的，现在除了生态环境问题，还有许多诸如资源消耗大，逐渐枯竭，经济增长缓慢，企 业效益不佳，失业人口增多，经济结构单一，管理体制和人才缺陷等问题，这些问题严 重制约着城市的经济发展。 我国煤炭资源型城市的研究可以大致划分为三个阶段：生产力布局研究阶段、工矿 城市研究阶段、资源型城市转型研究阶段【l6 。 ( 1 ) 生产力布局研究阶段 从建国至1 9 8 0 年代中期，由于推行重工业优先战略，资源型产业作为工业化发展 的基础物质生产部门作用极为重要，资源型城市在国家生产力布局中也有着显要的地位 ( 1 丌。1 9 8 0 年代中期之前，我国资源型区域和城市的研究主要围绕国家宏观生产力布 局，探讨生产力配置和工业基地的建设。建设了诸如大庆、攀枝花、七台河、伊春、大 兴安岭等多个以资源开发为基础的重工业基地。1 9 7 8 年以后，经济地理学界率先展开对 于资源开发与工业基地建设之间关系的研究i l 引，从计划经济的角度研究资源型工业基地 的布局及其与加工基地之间的地域组合关系。 ( 2 ) 工矿城市研究阶段 1 9 8 0 年代中期对资源型城市的研究，开始出现“工矿城市及其发展的概念，研究 初步明确了从城市职能分类角度我国资源型城市的分布状况【1 9 j 。进入1 9 8 0 年代后期， 东北林业人学硕l 学位论文 我国许多煤炭资源型城市的发展开始出现衰退的迹象，经济学界开始对资源型城市的发 、展问题进行较为系统的研究，自此许多学科开始研究资源型城市的生存与发展问题， 1 9 8 7 年煤矿城市政策科研组出版的煤矿城市有关政策的研究报告【2 0 】，对其后的资 源型城市研究奠定了良好的基础，起到了积极的引导作用。 ( 3 ) 资源型城市可持续发展研究阶段 1 9 9 0 年代中期之后，我国市场经济体制逐步完善，可持续发展理念逐渐被公众所接 受，而此时的资源型城市的发展困境却愈发突出，如矿城、矿业、矿山、矿工问题被认 为是我国可持续发展的难点。“十五”期间，随着国家振兴老工业基地战略和支持资源 型区域发展持续产业政策的实施，资源型城市的发展因为实践的需求成为研究热点之 一。2 0 0 0 年之后，资源型城市发展和转型开展了众多系统研究，2 0 0 4 年源型城市的研 究领域扩展到其发展的各方面，其中主要包括资源型城市及其经济的发展与转型! 城市 社会发展问题! 制度转型问题! 资源型区域城镇化与城市空间发展问题! 生态环境建设及其 治理技术等【2 l i 。 由于我国与发达国家发展轨迹的发展阶段的不同，我国资源型城市的研究主要集中 于经济发展领域，对产业结构调整的研究占到绝对优势数量；国外的研究目前多注重社 会的发展问题，集中于就业、社区和谐发展等问题瞄】。国外有关资源型城镇研究的目的 主要是为了解决资源开发衰退后的人员安置，而不是资源型城市的持续发展，其目的与 我国是不同的；此外，国外资源型城镇的人口规模通常只有数千至数万人，产业构成十 分简单，而我国的资源城市通常拥有数十万到上百万人口，已经形成了以资源开发为主 导的产业群，两者之间存在较大的差异f 2 3 】。 1 3 煤炭资源型城市实施可持续发展战略的意义 可持续发展是一个变化的过程，在这一过程中，资源的利用、投资的方向、技术发 展的导向及机构的变动均协调发展，不仅使当代而且使未来的潜力得到提高，人类的需 要和欲望得到满足【2 4 。 煤炭资源型城市发展过程中，主要用能为煤炭，在煤炭开发、利用过程中会产生诸 如破坏植被、侵占土地、污染水体、污染大气等环境问题，同时产业结构相对单一化不 利于其建设及发展，故应从：1 、环境保护与生态持续；2 、经济转型与持续发展；3 、 社会持续发展三个方面实施可持续发展战略，实现环境、经济、社会效益相协调，资源 充分利用，加快煤炭资源型城市发展步伐。中国2 l 世纪可持续发展行动纲要提出了 中国应在经济、社会发展、资源保护、生态保护、环境保护和能力建设六个领域推进可 持续发展【2 5 1 。 我国煤炭资源型城市多数是在小城镇基础上发展起来的，其初期为了发展经济，因 环境保护意识的缺乏，致使生态环境破坏严重。煤炭资源城市的特殊性在于城市发展受 煤炭资源开采的影响和制约，从而使城市的诸如地表沉陷、大气污染、水资源枯竭、水 土流失与荒漠化等生态环境问题比一般城市更具有挑战性。故煤炭城市的生态环境与人 类活动的协调性已越来越为世人所关注。 l 绪论 治理煤炭城市的生态环境，实现煤炭城市生态环境的和谐发展，以便促进经济更好 发展，是煤炭城市需要解决的首要问题。因此要从资源型城市所面临的环境与生态的危 机入手，按照可持续发展的思想，探讨实现资源型城市经济与环境协调发展的政策、措 施和建议1 2 6 j 。 1 4 课题背景 煤炭是我国最主要的一次能源，我国煤炭资源丰富，开采历史悠久，形成了数量 众多的煤炭资源型城市和煤炭矿区【2 刀。 我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国之一，煤炭资源十分丰富，是世界上唯一 以煤炭为基本能源的国家，煤炭在中国的能源生产和消费结构中占7 0 以上。各种预测 都认为，这种能源结构至少将维持6 0 年左右。由此可见，煤炭城市在我国经济建设和 社会发展中起到的重要作用。长期以来，煤炭城市一直采用“高投入，高产出，低效 率，高污染”的生产模式，其污染程度和生态破坏尤其严重。我国煤田主要分布在北方 地区以及中西部地区，这些地区生态系统比较脆弱，以干旱和半干旱气候为主，多集中 在山区，降水少且集中，生态环境一旦遭受破坏便很难恢复。由于历史条件的限制，人 们对资源型城市环境问题认识不够充分，加上技术发展水平的限制，资源型城市的环境 污染极其严重，生态破坏加剧，严重制约了城市经济转型和可持续发展。 我国典型的煤炭资源型城市，长期以来，工业的高速发展，使得对煤炭的需求不断 增加，而伴随着大规模、高强度的开采行为，导致了煤炭资源的逐渐枯竭，同时在开采 过程中也产生了许多非常严重的问题。随着时间的推移，可采储量减少，资源逐渐枯 竭，城市的生态环境遭到严重破坏【2 引。 由于煤炭资源型城市经济发展所依赖的主要自然资源一煤炭的锐减，企业经济危 困，生态环境恶化，导致这些城市和地区普遍经济发展缓慢，面临着相对衰退的困境。 为了改善煤炭资源型城市环境状况及实现可持续发展，加强环境保护和建立适合该类型 城市经济发展的可持续发展体系显得尤为重要。 东北林业大学硕，卜学位论文 2 研究地概况及方法 2 1 研究地概况 。 2 1 1 鸡西市的自然概括和经济现状 鸡西在位置上处在东经1 3 0 0 2 4 2 4 ”1 3 3 0 5 6 3 0 ”，北纬4 4 0 5 l 1 2 ” - - 4 6 0 3 6 5 5 ”，位于 黑龙江东南部，与牡丹江市、七台河市毗邻，东、东南与俄罗斯交界，是我国最早看到 太阳升起的地方。鸡西矿区位于黑龙江省东南部，地处寒温带，属大陆性气候，年平均 气温3 9 。c ，最大冻深2 0 m 年降水量3 1 4 - - 7 9 3 m ，地势是北、西、南三面环山，东部 低平，海拔1 4 0 - - - 9 0 0 m 。区内地表水系以穆棱河为主，其支流有牛亡牛河、滴道河、黄泥 河、哈达河等，均为季节性河流。鸡西市总面积2 2 ，5 3 1 平方公里，总人口2 2 0 万，共分 六区：鸡冠区、城子河区、麻山区、梨树区、恒山区、滴道区，总人口1 1 6 万，城市中 心区6 3 万。 鸡西矿产资源丰富，现已探明发现5 6 个矿种。主要有煤炭、石墨、硅线石、大理 岩、黄金等。煤田分布广、煤种齐全，有焦煤、气煤、肥煤等7 个煤种，总储量8 0 亿 吨，年产原煤3 0 0 0 万吨；石墨总储量7 8 亿吨，居亚洲之首，年产量7 万吨。是一座以 煤炭资源为主要工业的城市。鸡西河川秀丽，水系资源丰富，6 2 条主要河流总径流量 8 9 4 亿立方米。地下水总储量9 8 4 亿立方米，全地区水资源总量为5 3 9 3 亿立方米。 鸡西市野生资源比较丰富，药材上百种，山产品3 0 0 余种，蕨菜、薇菜等闻名中 外。有虎、熊、鹿、貂、狍、狼等3 9 种野生动物繁衍生息：鱼类6 5 种，其中翘嘴红 鲅( 兴凯湖大白鱼) 为中国四大淡水名鱼之一：鸟类1 8 0 多种，其中国家一级保护鸟 类4 种：丹顶鹤、东方白鹳、白尾海雕、金雕。植物4 6 0 多种，其中国家二级植物9 种：兴凯松、兴安桧、野大豆等。 2 1 2 鸡西产业 2 1 2 1 工业 鸡西是一座以煤炭生产为主的资源型城市，多年来的发展，鸡西工业已形成以煤 炭、冶金、电力、非金属、建材、机械为主要行业的工业格局。主要产品为原煤、焦 炭、电力、石墨及碳素制品、水泥、塑料门窗、木材等1 1 4 种。现有省名牌产品5 8 种，柳毛牌高中碳石墨、美城牌塑料门窗、金龙牌螺旋钢管，完达山牌乳粉等。 2 1 2 2 农业 鸡西市是黑龙江省的重点产粮地区之一。耕地总面积5 5 4 万公顷，盛产水稻、玉 米、大豆、蔬菜等。全市有1 1 个大型国有农场，已建成绿色食品基地1 2 个，有9 个品 种、2 2 个产品获得绿色食品标志，绿色食品产值达6 亿元。经过几代人的共同努力，昔 日的北大荒成为今日硕果累累的北大仓。 2 123 旅游业 2 研究地慨况及方法 鸡西市的旅游业具有很大潜力，有烟波浩渺、气势磅礴的北国绿宝石兴凯湖，天 蓝、地净、水清，具有发展生态旅游、边境游、跨国游的基础条件；有水深流急的乌苏 里江；有举世闻名的中苏自卫反击战发生地珍宝岛：有祖国最早看到日出的边境山峰之 一神顶峰；有历经百年沧桑的“东方第一庙”虎头关帝庙：有集自然景观与人文景观为一 体的麒麟山、卧龙湖、哈达河、八楞山、凤凰山森林公园、北大荒书法艺术长廊、辽金 古城遗址等旅游景区。 2 2 研究方法 2 2 1 评价指标体系构建的原则。 煤炭资源型城市生态评价指标体系构建的原则主要包括： ( 1 ) 科学性原则；煤炭城市生态环境可持续发展指标体系要能够客观地反映煤炭城 市各方面的发展变化情况及其内在联系，其设计、指标、数据及计算方法都必须要有科 学依据，客观真实地反映评价煤炭城市自然生态环境、经济生态环境、社会环境的可持 续发展能力【2 9 1 。 ( 2 ) 系统整体性原则；构建的指标体系必须全面真实地反映煤炭城市生态环境可持 续发展水平的各个侧面的基本特征。指标体系具有层次性，从宏观到微观层层深入，形 成一个评价系统，客观全面地分析煤炭城市生态环境可持续发展水平。 ( 3 ) 动态前瞻性原则：煤炭城市发展对可持续能力的影响需要通过一定的时间才能 得到反映，因而指标的选择要求充分考虑动态变化特点，要能较好量度未来的发展或发 展趋势。 ( 4 ) 实用有效性原则；指标体系、指标内容具有较强的可比性和可操作性，且在目 前的技术水平下能够予以计算研究和分析。 2 2 2 评价指标选取与体系的建立 在长期城市生态环境质量评价研究成果的基础上【3 0 】，采用频率统计法、理论分析和 专家咨询法来筛选，确定了煤炭资源型城市城市生态环境质量评价指标3 0 个，建立一 套4 级叠加，逐层递归的综合评价指标体系，将整个城市生态环境质量指标体系分为4 个层次，即总体层a 、系统层b 、要素层c 和指标层d ，具体结构和内容见表2 1 。 东北林业大学硕 ：学位论文 表2 - 1 煤炭资源型城市城市生态环境质量评价指标体系 2 2 3 生态环境可持续发展评价模型 评价指标体系确立后，拟采用以下模型，具体见图2 一l ，对生态环境可持续发展进 行评价。 8 2 研究地概况及方法 资对评 评价 评评 评 价价价料各价指标 模方 结 收个指 体系 集 系标 啼 的建 型 - - - i p法- - p 果 一 统的 卫 的的分 整的选建 论析 理 要取 t j 业证 、素 分进修正指标体系 析行 图2 - 1 煤炭城市生态环境可持续发展评价流程 2 2 3 1 指标变量标准值的确定 参照国内外重要样板城市的相关指标和煤炭城市环境与发展的现实，确定拟定研究 城市各指标变量的标准值。 2 2 3 2 指标变量现状值的计算( 用d i 表示) 指标变量现状值的计算部分可直接源于拟定研究城市的统计年鉴，部分需要经过 计算。 2 2 3 3 指标变量变量值的计算( 用表示) 对于增益型指标变量变量值是指标变量水平值除以指标变量标准值，公式为： 置，2q 互 ( 式2 1 ) 对于损益型指标变量变量值是指标变量标准值除以指标变量水平值，公式为： 置= z q ( 式2 2 ) 式中，t i 是指标变量标准值。在计算过程中发现有些变量变量值超过l ，但并不能 说明它的可持续发展程度就大于l ，只能说明它的发展程度接近或等于1 ，即当指标变 量值等于大于l 时，指标变量值都定为l 。 2 2 3 4 指标变量指数值的计算( 用y i 表示) 因为任何事物的发展都需要这样一个过程，起初是积累的过程，然后是突飞猛进的 过程，最后是逐渐趋近某一恒定值，是呈s 形状，为此采用指标变量指数值来评估可持 续发展的程度。建立它们之间的关系模型如下： y 2 i s i n ( x + 三) 万+ 。式2 3 ， 此函数图形呈s 形状，各指标变量指数值的计算出结果。 东北林业人学硕 ：学位论文 2 2 , 3 5 指标权重的确定 指标权重的实质就是衡量各项指标和各领域层对其目标层的贡献程度大小，本文采 用a h p 法确定各指标的权重。a h p 即层次分析法，是一种定性和定量相结合的决策分 析方法。运用该种方法，可以得出不同因素对系统的影响程度，即权重，从而对系统的 发展做出评价和决策。 建立煤炭城市可持续发展体系层次递阶结构模型。 构造判断矩阵， 判断矩阵表示针对上一层中的某元素而言，评定该层次中各有关相对重要性的状 况。重要程度常用l 叫个数字表示，具体含义如表2 2 。 表2 - 2 重要程度表示方法及含义 含义 两个因素相比，同样重要 两个因素相比，前者比后者重要 两个因素相比，前者比后者明显重要 两个因素相比，前者比后者非常重要 两个因素相比，前者比后者极端重要 相邻判断中间值 采用以上的判断准则，按照d e l p h i 法通过煤炭资源型城市研究专家分别对两元素进 行比较，最后求得判断矩阵。 计算权重 设1 1 个元素( 指标) 构成的判断矩阵为a = ( a i i ) n n 这里采用方根法计算各指标的权 重，具体步骤如下： i 计算判断矩阵每一行所有元素的几何平均值 w = ( 式2 4 ) ，。将向量瓦= 两，瓦瓦 丁 形：毒!l(江11 ，2 疗 n 、， 善可( 式2 - v - - - v5 ) f - l(7 气) 品= 两，瓦，瓦 r 即为所求的特征向量，即权重 i i i 计算最大特征根 。喜等舻墟棚，。一 被一。3 5 7 9 2 研究地慨况及方法 一致性检验 检验判断矩阵的一致性，就是计算它的一致性指标c i c ：生坚二竺 刀一1 当c i = 0 时，判断矩阵具有一致性； 2 2 3 6 可持续发展能力评估方法 ( 式2 7 ) 反之，c i 越大，则判断矩阵的一致性就越差。 变权综合原理是因素空间理论的重要内容之一，它反映了综合决策与评价中诸要素在 重要程度上的区别，也反映了诸要素之间的不可替代性。变权就是使得指标因子的常规 权重，在一定的条件下，依据某一评价意义，进行调整和改变。本文研究中的变权意 义，是为了“惩罚”那些特别差的指标因子【3 1 1 ，从而降低该评价单元的综合评价值，采 用变权综合指数法。 变权公式为： 形( ，吒) = 形o 五卜4 叨。剪卜4 ，爿 ( 式2 8 ) 变权综合模式为： y ( 五，毛) = ( 珊。置1 。4 。1 。4 ) 置 f - i 户i ( 式2 9 ) 其中o q l ，形( o ) ；= l ，矿( o ) ；o ，它们表示各要素的相对重要性。这里q = 1 2 ，n = 3 0 。 2 2 3 7 可持续发展评价标准 根据专家和相关研究结论，综合考虑煤炭城市自身的特征和评价的需要，将可持续 发展综合指标值划分为5 个等级，其对应评价指数及发展类型具体见表2 3 。 表2 - 3 煤炭城市生态环境可持续发展类型 涟：“j 以根据硎，c 的实勋、需螫训整汁价等级艾j e 丰h 心值。 2 3 本章小结 本章主要从自然概括、经济现状、产业结构三个方面阐述了鸡西市目前的状况。并 依据科学性、系统整体性、动态前瞻性、实用有效性的原则，采用频率统计法、理论分 析和专家咨询法，确定了煤炭资源型城市城市生态环境质量评价指标3 0 个，建立一套4 级叠加，逐层递归的综合评价指标体系，将整个城市生态环境质量指标体系分为4 个层 次，即总体层a 、系统层b 、要素层c 和指标层d 。 东北林业大学硕f ：学位论文 3 煤炭资源型城市发展中存在的环境问题及对策 煤炭资源型城市发展主要依赖于煤炭资源， 下环境影响。 煤炭资源开发、利用对环境主要产生以 3 1 煤炭资源型城市发展中存在的环境问题 3 1 1 生产对生态环境的影响 煤炭生产对生态环境的影响是多方面的，其主要表现在：生态系统的破坏主要包括 景观和植被破坏、水土流失、地形地貌改变、破坏土地资源等。 3 1 1 1 破坏植被 煤炭开发生产对植被的破坏分直接破坏和间接破坏。煤矿区森林、植被的破坏主要 是由于矿山工业广场的建设、矸石堆放、开山修路、地面塌陷与滥砍滥伐引起，以植被 为核心的生态系统，将由于开矿破坏植被而发生根本性变化。完全或部分清除植被将使 原生态系统的所有功能完全丧失或削弱，由此导致的问题可能有矿区小气候恶化、区域 生态功能减弱、产生新的生态环境问题而影响区域( 含矿区) 的可持续发展。在矿山开 采到一定程度和矿区城镇形成之后，部分地区可能建成新的人工植被，于是矿区的自然 生态系统就逐渐转化为人工控制的城市生态系统或半人工半自然的生态系统。如陕西黄 陵矿区，因滥砍滥伐已有1 5 3 3 - 3 6 6 7 h m 2 森林受到不同程度的破坏，乔木减少，灌木增 多，覆盖率下降了2 0 - 3 0 ，修路工程破坏森林植被8 0 一l o o h m 2 ，而这种破坏随着矿区的 发展还将持续扩大【2 9 1 。另如印度的k i r a n m a ys a r m a 通过煤炭开采对森林植被的影响研究 发现：煤炭开采区与非开采区相比，植被的种类与生物多样性都相对较低，濒危物种相 对较多；煤炭开采区的生物多样性指数明显低于非开采区；以及通过煤炭开采的区域和 规模的变化进行比对，证明了煤炭开采严重破坏了当地的生态环境和地面植被【3 2 1 。煤矿 开采造成的林地水分亏缺，严重影响森林生态系统物质循环和能量流动【3 玉3 4 】。 3 1 1 2 造成水土流失 在煤炭开采和煤炭城市建设过程中，挖掘地表，堆弃土渣，大量农田被占用，大幅 度的影响地面植被的覆盖，而植被覆盖率的减少又改变了地表径流和地表的糙度，使土 壤抗蚀指数降低，加剧了水土流失。且因生产者将煤炭生产过程中，产生了数量较大的 弃渣随意堆放在主沟道或坝地内，若汛期发生暴雨洪水，将会造成严重的水土流失【3 1 。 3 1 1 3 地形、地貌改变 煤炭开采分为井工和露天两大方式，这些丌采空间破坏了地下原有的平衡状态，开 采煤层的上覆岩层和土层依次发生冒落、断裂、弯曲等变形破坏，最终波及到地表，地 表出现规模不等的塌陷，形成一连串的下沉盆地【3 6 】。 地面塌陷改变了原有的地形地貌，使很多地方成了塌陷坑和积水湿地，改变了原有 的生态系统，植被遭到破坏。由于地面下沉，极易导致崩塌、滑坡等地质灾害发生，同 3 煤炭资源型城市发展中存4 ：的环境问题及对策 时破坏含水层，造成地下水水资源缺乏，对地下水系统造成危害和污染。如山西省是产 煤采空塌陷最严重的地区，全省约1 5 万k m 2 的土地，采空区大约就达2 0 0 0 0 k m 2 ，相当于 总面积的1 7 ，采空区中6 0 0 0k m 2 的地域已经遭受了地质灾害【37 1 。 3 1 1 4 资源破坏 煤矿开采对土地资源的占用、破坏表现在：( 1 ) 井工开采的塌陷降低了土地利用 率并加大水土流失和沙漠化，露天矿坑和井工矿抽排地下水，使矿区地下水位大幅度下 降，造成土地贫瘠，植被退化，加之矿区地面塌陷植被破坏，造成水土流失加剧( 2 ) 露天开采的表土剥离毁坏、压占大量土地；( 3 ) 煤矿生产固体废弃物压占土地。如内 蒙元宝山露天煤矿，因疏排地下水，降落漏斗半径达1 5 k m ，殃及村镇1 5 0 余个，土地沙 化、水土流失不断加剧，农、林、牧严重受害，每年用于经济赔偿达3 0 0 0 余万元，而赔 偿中还不包括矿区生态环境的潜在损失。露天开采占用大量土地资源，露天开采是把煤 层上方的表土和岩层剥离之后进行的，因此采掘场挖损对土地的破坏是毁灭性的。 我国大部分露天矿目前均采用外排土方式开采。据研究，露天开采外排土压占的土 地是挖损土地量的1 5 倍2 5 倍；露天矿正常生产后，每产万吨煤排土场压占土地 o 0 4 h m 2 , - - - , o 3 3 h m 2 。根据对全国4 6 8 家国有大中型煤矿企业用地情况的调查，统计出露天 采矿场、排土场、煤矸石堆场及塌陷区总的占地面积达5 4 9 1 0 5 l u n 2 ，但重建面积仅 2 6 4 1 0 4 瞄，重建率为18 4 4 3 8 , 3 9 1 。煤炭开采对水环境的影响： 煤炭大规模开采，造成大面积采空塌陷，引起地面沉降和裂缝，原有的砂页岩地层 含水、隔水系统被破坏。一方面导致裂隙水被大量疏干排出，地下水位下降，在开采高 峰期由于矿坑排水使地表径流增大；另一方面采空塌陷及新增地下贮水空间、采空区， 使得地下水含水系统的补径排特征发生改变，天然基流减少转化为矿坑水，改变了地下 水系统对径流的调蓄作用。 3 1 2 水环境影响 3 121 地表水环境的影响 采煤对地表水影响直观反映在地表基流上，采煤以后，矿坑附近的基岩裂隙水排向 矿坑而不再排向河道，减少了基流来源。采空区裂隙加大、加深，致使一部分地下水， 垂直排向矿坑，加速了地表水向地下水的转化过程，致使地表基流锐减。大量资料证 明，在采煤影响严重地区，河道基流基本枯竭。采空区周边水体同样受到影响，多年水 量逐减。通过多年实测，流失水最难以恢复。如大同煤矿主要分布在十罩河及口泉河沿 河两岸，由于煤炭开采，加速了河道水向地下水的转化过程，加之地裂缝的产生，使地 表水直接灌入地下，使河流基流锐减，产生上下游部分河段断流现象。枯水期，河道基 本成为排污河。2 0 世纪5 0 年代n 9 0 年代，降水量变化不大，但河道来水却减少4 0 说明 采煤是地表河道基流减少的主要原斟4 们。尽管河川径流量减少的因素很多，如近年来降 水量的减少、地表及地下水的开采过量等，但煤炭的大规模开采无疑是主要因素之一。 如位于西山煤电西山矿区南部风峪沟店头水文站以上流域在2 0 世纪8 0 年代中期以前，流 域内煤炭资源基本没有开发，流域环境和水文下垫面条件基本处于原生状态。1 9 7 6 年至 东北林业人学硕十学位论文 1 9 8 4 年间，降水量与径流深之间存在良好的线性相关性，相关系数r = o 9 6 8 6 ，反映出原 生状态下流域水文下垫面条件稳定，产流特征显著。1 9 8 6 年至1 9 9 9 年大规模开采煤炭 后，降雨产流量不再与原有产流规律相符。经调查研究，风峪沟中上游大部分原常年有 水的河段，现已变为季节性河段，仅在其中下游接纳大量矿坑排水