【《采煤塌陷地生态风险评价研究的国内外文献综述》4800字】

采煤塌陷地生态风险评价研究的国内外文献综述1.1生态风险评价研究早在1992年，美国环保署（USEPA）就制定了生态风险评价框架，旨在支持环境政策。该生态风险评价“三步法”即问题形成、分析、风险表征的评价过程得到很多国家的效仿和学者们的普遍接受，成为生态风险评价体系研究的经典之作[9]；1992年澳大利亚与新西兰在“USEPA”框架的基础上，对评价流程和实操方法进行部分调整与改进，制定了适合本国的生态风险层次化的评价框架[10]；欧盟（EU）于2003年颁布了《风险评价技术指导文件》，足以看出其对化学品及其引起的生态风险的重视[11]；加拿大标准协会提出的风险评价和管理方法，在技术上类似美国环境保护局提出的框架，在确定管理目标时更加强调利益相关方参与的重要性[12,13]。该框架赞同分层评价的方式，但对各层次风险管理目标的广度或范围给出具体的规范。2002年英国环保署提出生态风险评价框架的构建意见，其创新点在于应用了“预防为主”的原则。英国环保署希望利用这种层层递进的评价模式，确保风险评估人员做出正确、透明的环境决策，以促进相关部门在生态保护问题上的充分交流。国内生态风险评价研究起步相对较晚。20世纪80年代，受突发性事故造成的重大环境污染开始引起政府和学者的广泛关注。自90年代以来，我国学者在引入国外生态风险评价研究理论与方法的同时，在水环境化学与区域生态风险评价等方面取得了部分成果[14]；许妍根据流域生态风险发生机理与概念模型，结合风险源、生境和生态终点等流域内各生态系统组分，构建了流域生态风险评价技术体系[15]；张学林提出了农业景观生态风险评价框架[16]。许学工与付在毅高度概括了区域生态风险评价框架，为后期学者相关研究做出了巨大贡献[17,18]。区域生态风险评价中的景观、重金属污染区、煤矿区等成为当前生态学等领域的研究热点与前沿。而目前矿区生态风险评价以区域尺度的重金属污染生态风险评估为主，对不同矿区重金属污染及潜在生态风险进行生态风险评价、预测、分析以及从景观结构、格局或土地利用变化的角度进行定性或较大尺度上的定量综合评价研究，而缺少区域自然环境与生态风险之间耦合关系的研究，不能反映研究区内风险源、风险受体及其交互作用对该区域生态系统的影响。（1）基于风险源—受体的生态风险评价视角风险源—受体的作用原理，最初来自于大气污染中的源汇理念[19]。风险源和风险受体是生态风险评价的基础构成部分，以往基于此理念的研究主要评估污染物的损害程度，而具有危害性且不确定性影响的不仅指污染物，故该研究具有局限性。风险受体是指那些对风险源较为敏感或在生态系统中具有重要地位的关键物种、种群、群落乃至各种生态系统[18]。基于风险源—受体的生态风险评价研究，通常会考虑风险源识别与分析、风险受体分析及二者耦合关系产生的风险效应。如虞燕娜基于其三者的作用关系，提出土地生态风险表征方法[20]；张思峰通过生态梯度风险评价方法，描述了其三者之间的递进传导关系[21]；王辉通过对三江源湿地主要生态风险源、风险受体的识别，基于尺度弹性（尺度上推与下推）探索了湿地生态风险评价方案及其流程构建过程[22]。（2）基于景观格局的生态风险评价视角从景观生态学角度来看，景观是一种具有特定结构、功能和动态特征的宏观系统，是一个比生态系统更高一级的层次[23]。而景观格局是指不同景观要素在空间上的分布与配置，它既是景观异质性的突出表现形式，又包括不同尺度上各生态过程的作用结果[24]。因此，基于景观格局生态风险评价研究，不仅可以获取景观生态系统结构、服务及功能的变化情况，又能够准确反映各风险因素的时空分异和梯度变化特征。如谢小平通过构建景观格局指数对太湖流域景观生态风险的研究[25]；赵卫权从景观格局演化视角分析了赤水河流域生态风险的时空格局演变过程[26]。（3）基于生态系统服务的生态风险评价视角生态系统服务，即生态系统维持人类赖以生存和发展的环境条件与效用，也即人类福祉，生态系统结构、功能、过程得到生命所需的产品和服务[27]。如果生态风险评价只注重生态实体，就很难决策如何降低生态风险，在此基础上需进一步整合生态系统服务[28]。如王慧芳构建了滑坡灾害生态风险评价框架，并对西南五省区的滑坡灾害生态风险进行了评估[29]；李俊翰对滨州市生态服务价值和生态风险指数的变化特点及其时空关联性的研究[30]。1.2采煤塌陷地治理研究（1）塌陷地类型一般来说，采煤塌陷地的类型主要有下沉盆地、裂缝、台阶、塌陷坑等。我国学者从不同视角对塌陷地类型进行了划分。张全景围绕“寻求采煤塌陷地生态农业复垦途径”这一主题，根据塌陷地的稳定性特点，拟定了采煤塌陷地三级分类方案，其中一级类型为稳定塌陷地、不稳定塌陷地和待塌陷地，一级类型又为6种二级类型，二级类型有可细分为20种三级类型[31-32]。王岩、苏迪根据塌陷深度分别把济宁市采煤塌陷地（主要是下沉盆地）分为深层塌陷、浅层塌陷、缓坡塌陷和轻度塌陷、中度塌陷、重度塌陷[33-34]。诸葛雷主要以塌陷地所处的地形、积水情况为依据，将山东省采煤塌陷地分为丘陵采煤塌陷地、平原无积水采煤塌陷地、平原常年积水采煤塌陷地等三大类型[35]。（2）治理技术与方法美国在开采塌陷地中复垦与湿地保护并重，主要有3种做法：降水降渍、回填土壤和挖填结合，使用分区和剥离的方法开采煤炭，井工开采比例在38%左右，房柱式开采塌陷系数较小，人少地多的国情导致复垦目标主要是生态环境保护[36]。英国多采用剥离开采法，不仅规划了复地和煤矸石处理等问题，还能够最大限度的减少煤炭开采对耕地的破坏，即把扰动土运移原地后，积极恢复可利用耕地的土地生态系统，通过追加高氮肥来补充扰动土堆积所致的氮损耗[37]。修复治理技术与方法主要有：1）物理方法：电动修复法、热处理法、机械清洗法和固化/稳定化技术；2）化学方法：化学栅法和化学氧化法；3）生物修复技术：原位生物修复技术和异位生物修复技术。德国学者科瑞奇曼在其书《鲁尔矿区未来发展》中提出矿区塌陷地的4种开发模式：1）博物馆开发模式；2）休闲、景观公园开发模式；3）旅游与购物相结合的开发模式；4）科学园区、工商业园区、服务业园区等开发模式[38]。澳大利亚矿山复垦的特点有以下3点：1）采用综合模式；2）多专业联合投入；3）高科技指导和支持[39]。澳大利亚西部矿业有限公司在其构建的公司环境管理体系的14项环境标准中，有不少至今仍同样适用，如关闭及修复措施，受污染土地及尾矿的处理，水质、环境污染物、废物和残渣的处理，空气质量，生物多样性及土地利用等等。1983—1986年原煤炭工业部组织实施了“六五科技攻关项目”—“塌陷区造地福田综合治理的研究”，标志着我国有组织土地复垦的开始。付梅臣研究煤炭开采对土地、水资源等的不良影响，归纳总结出几种常用复垦技术[40]；阎允庭、孙宇博等分别提出了生态重建模式和复垦产业化模式[41,42]；陈龙乾将塌陷地治理与压煤村庄搬迁相结合，提出因地制宜的治理理念[5]；董祥林通过对淮北朱仙庄矿地表沉陷状况的研究，提出梯次动态复垦模式[43]。近年来，国内的一些学者在传统复垦的基础上提出了超前复垦、动态预复垦和梯次动态复垦等概念和方法，周锦华、李太启等通过以刘桥二矿未稳沉沉陷地为研究对象，进行了煤矸石充填复垦为建筑用地的实证研究，同时分析两层煤开采条件下预复垦施工时间选择和规划设计方案[44,45]。张友明对河南永煤集团下属矿区从回填标高、取土深度、开挖沟渠、复垦时间等方面探讨了动态沉陷复垦技术，并提出预挖深垫浅复垦动态沉陷地、煤矸石充填预复垦沉陷地、新排矸石直接造地3种动态沉陷复垦方式[46]。赵艳玲以非稳沉塌陷地复垦技术为研究对象，澄清了“动态预复垦”的内涵，提出了动态预复垦的一般技术模式和技术分类体系[47]。目前，我国以地区复垦特征为代表形成了以下几种模式：“徐州模式”、“淮南模式”、“济宁模式”和“枣庄模式”等。（3）国内治理分区研究国内塌陷区（或塌陷地）治理分区的相关研究复杂多样，有关学者做了大量实证研究。如卢全生将矿区塌陷土地划分为四类复垦利用区[48]；孔令国、李淑娟分别以兖州煤田、济东矿区为研究对象，提出了相应的采煤塌陷地分区方案和复垦治理方案[49,50]。吕洪斌借鉴国内外研究成果，根据矿山环境影响评估分区结果，按照区内相似、区间相异原则，划分出4个不同的矿山环境保护与治理区域[51]。1.3简要评述目前国内外生态风险评价研究的理论框架与方法体系已基本形成，对济宁市采煤塌陷区生态风险评价研究仍具有重要的学术参考价值。国内外生态风险评价研究主要有以下6个方面的特点：（1）从研究主题看，生态风险评价可划分为水域、流域、景观和区域生态风险评价四大类；（2）从研究范围看，生态风险评价经历了从微小尺度的重金属到小尺度的个体、种群、群落，再向生态系统、景观、区域等中大尺度的生态风险评价转变；（3）从研究角度来看，基于土地利用/覆被变化或景观结构、格局变化进行生态风险评价的研究居多，而基于传统的源—汇景观理论的生态风险评价则偏少；（4）从风险源与风险受体来看，以往对单一风险源的某个风险因子对单一风险受体的影响因素和响应机制进行评价的研究逐渐变少，取而代之的是以多风险源、多风险受体为关键要素对复合生态系统及其组分的作用机理及管理策略研究；（5）从评价性质看，从定性分析逐渐转向半定量分析、定量分析与定性分析相结合。（6）矿区生态风险评价是区域生态风险评价的重要组成部分，高潜水位采煤塌陷区作为典型生态脆弱区与敏感区已受到国家和科研工作者的共同关注。本研究在进行矿区生态风险评价时，可以借鉴定量与定性相结合的评价方法，基于风险源、景观格局等多个视角综合考虑评价指标的选取，使得下一步研究方向更加明晰。参考文献胡振琪.再论土地复垦学[J].中国土地科学,2019,33(5):1-8.中国共产党第十九届中央委员会第四次全体会议单行本[M].北京:人民出版社,2019.肖武,胡振琪,李太启,等.采区地表动态沉陷模拟与复垦耕地率分析[J].煤炭科学技术,2013,41(8):126-128.肖武,李素萃,王铮,等.高潜水位煤矿区生态风险识别与评价[J].生态学报,2016,36(17):5611-5619.陈龙乾,郭达志,许善宽,等.兖州矿区采煤塌陷地状况与综合治理途径研究[J].自然资源学报,2002,(4):504-508.孙琦.煤矿区生态风险演化过程及防控机制研究[D].中国地质大学(北京),2017.马喜君,常志华,程建龙,等.阜新露天煤矿区生态风险分析[J].中国矿业,2006,(8):19-21+45.田大平,张世雄,陈联乔,等.安太堡露天矿区生态风险分析[J].露天采矿技术,2007,(5):62-64.USEPA.FrameworkforEcologicalRiskAssessment[M].WashingtonDC:RiskForum,1992.FederalRegisterofLegislativeInstruments．NationalEnvironmentProtection(AssessmentofSiteContamination)Measure1999Scheduleb5aGuidelineonEcologicalRiskAssessment.Australia,F2013C00288,1999．朱艳景,张彦,高思,等.生态风险评价方法学研究进展与评价模型选择[J].城市环境与城市生态,2015,28(1):17-21.贺桂珍,吕永龙.美国、加拿大环境和健康风险管理方法[J].生态学报,2011,31(2):556-564.CanadianStandardsAssociation.IntroductiontoEnvironmentalRiskAssessmentStudies.Rexdale,Ontario:CanadianStandardsAssociation,1996.曾建军,邹明亮,郭建军,等.生态风险评价研究进展综述[J].环境监测管理与技术,2017,29(1):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