大型煤电基地生态修复与综合整治工程范例

　　地处我国内蒙古东部，位于国家“三区四带” 北方防沙带内，在国家生态安全战略格局中具有重要作用。东部草原区煤炭资源丰富，聚集两个和一批安全高效开采煤矿，其煤炭产能超4 亿t，电力装机容量约2000 万kW，各约占东北区57%和29%，成为我国东北部重要煤基能源生产集中区或大型煤电基地群，为保障我国能源安全供应持续做出巨大贡献。然而该区具有酷寒、干旱半干旱、土地瘠薄等生态脆弱性特点，近年来出现草地退化、土地沙化、水土流失严重、生物多样性下降等区域生态系统退化态势，特别是煤炭高强度开采引发的局域生态问题叠加(如呼伦贝尔市的开采地面塌陷约36km²、废石场占地累计10. 3km²、地下水漏斗24km²、土地污染10km² 等)，加之草原以每年2%的速度退化，大型煤电基地区域生态安全问题显得尤为突出。

　　大型煤电基地是依托大型煤炭基地建立的煤电现代化生产集中区域，也是21 世纪以来我国创新的煤基能源开发规模化模式，针对大型煤电基地开展的生态修复的系统研究与实践是我国生态界和能源界面临的新挑战。如何突破传统的矿区生态修复局限，着眼煤电开发区域生态安全，通过系统研究与工程实践，提升大型煤电基地科学开发水平和区域生态安全水平，成为国家煤基能源安全开发与区域生态安全协同所面临的重要任务。

　　（李全生等著. 北京: 科学出版社, 2023. 12）一书是针对大型煤电基地生态修复问题，以东部草原区煤电开发区域为例，依托“东部草原区大型煤电基地生态修复与综合整治技术及示范” 项目和三大示范区(锡林郭勒、呼伦贝尔、敏东一矿) 形成的生态修复工程系统研究与技术集成示范成果。主要有以下特点：

　　▋1. 首次全面阐述了大型煤电基地能源可持续开发环境、生态修复实践与面临的挑战。

　　针对煤电基地开发引起的东部草原区生态退化机理不清，生态恢复技术研发滞后，国外尚无成熟的技术可借鉴的现状，提出了生态修复关键技术集成与效果评价、示范工程实施模式与管控、示范工程设计再到技术集成示范的大型煤电基地可持续开发生态安全保障技术途径，为我国大型煤电基地生态修复工程建设提供了思路。

　　▋2. 通过技术集成思路、集成方法和集成示范的理论研究与技术创新，形成了大型煤电基地受损生态系统恢复关键技术集成体系。

　　大型煤电基地是由采矿区、电厂、农牧区、城镇、交通等要素组成的特殊生态区域单元，是一个关系复杂的多层次、多功能的动态生态功能区。单纯的单项生态修复技术尽管可以解决一些具体问题，但显然难以实现大型煤电基地生态系统的整体修复与改善。为避免“木桶效应”，本书将各生态环境要素作为一个系统，根据东部草区大型煤电基地实际，以关键技术为支撑点，结合传统的生态修复技术，构建了适合东部草原区大型煤电基地的生态修复技术体系。

　　▋3. 围绕我国东部生态脆弱草原区生态修复实践需要，开展了示范工程研究与实践总结，详细介绍了东部草原区生态修复示范工程成果及经验。

　　本书共四篇，其中第二、三、四篇为示范工程实践内容，涉及东部草原锡林郭勒和呼伦贝尔两大煤电基地，包含露天和井工不同开采方式，基于源头减损、过程控制及末端修复的治理理念，开展了大型露天矿区生态修复关键技术示范工程设计、实施及效果评价，并提出了适用于该区域的大型煤电基地生态修复和生态安全保障工程解决方案，加强了本书在矿山生态修复示范工程实践方面的科学性、系统性和完整性。

　　本书把握住了我国煤电基地开发生态修复面临的技术难点和实践需求，从理论到技术，从技术到示范，从示范到推广，层次分明，逻辑性强，对东部草原区大型煤电基地生态修复技术体系的建立，以及全面提升煤电基地生态修复能力具有重要意义。

　　《东部草原区大型煤电基地生态修复与综合整治工程示范》是第一部系统针对大型煤电基地生态修复与综合治理难点问题，以东部草原区生态条件为背景开展的大型集成技术示范工程成果，以作者提出的“减损开采” 和“系统修复” 理念为指导，针对多类型生态条件区(酷寒区、半干旱草原区) 和多尺度(采区、矿区和矿城区) 生态修复难点，在大型露天矿和大型井工矿采区、大型露天矿排土场、牧矿交错带等重点损伤区，按照近自然“仿生” 恢复模式，一是实施了大型露天开采时-空减损、三层储水模式、近地表储水层构建、排土场地貌近自然重塑等技术，恢复采损区立体生态功能结构；二是应用修复土壤生态型剖面重构、贫瘠土壤提质增容、排土场景观功能恢复等技术提高局域生态稳定性；三是应用牧矿交错带生境保护与修复、矿区景观生态功能提升和区域生态安全调控等技术建立矿区生态修复与区域安全调控的协同关系；四是优化了生态修复效果评价指标体系与评价方法，采用矿区系统规划、修复“一景一策” 技术思路，提出不同生态情境(酷寒区、干旱区) 下生态建设应用解决方案。该项针对大型煤电基地开展的生态修复系统性集成示范，应用创新性理念、针对性关键技术和系统性解决方案获得了积极和有效的实践成果，为我国大型煤电基地科学开发中生态恢复工作提供了第一个范例。

　　该书是作者针对大型煤电基地生态修复与治理实践开展的科技攻关型示范工程的系统总结，其提出的理念、方法和实践模式等系统提升了大型煤电基地区域生态安全和煤矿区生态恢复实践水平，对煤炭绿色开采和大型煤炭基地科学开发都具有重要指导作用。愿该书的面世对我国从事煤基能源开发、生态修复研究与实践的广大科技人员与管理者有所裨益，对推进国家生态文明建设和能源科学开发有所贡献。

　　大型煤电基地是具有中国能源开发特色的重要模式，生态文明建设也是区域经济与社会可持续发展的重要内容。希望我国能源和生态等领域的广大科研工作者继续携手共同努力，积极探索适合我国国情的大型煤电基地科学开发路径、理论和实践方法，为国家能源安全供给与区域生态安全保障提供支撑。

　　大型煤电基地科学开发是国家能源安全战略和区域生态安全的基本保障，有效控制生态损伤则是系统提升科学开发水平的关键。《大型煤电基地生态修复与综合整治关键技术》针对我国大型煤电基地开发生态损伤的系统控制问题，按照“减损开采”与“系统提升”的技术思路，以东部草原区大型煤电基地典型区为例，重点介绍了大型露天矿生态减损型开采技术、采区生态促进性基质层与土壤重构技术、大型露天煤矿地下水库保水技术、大型井工矿地下水原位保护技术等源头减损关键技术，排土场地貌近自然重塑技术、贫瘠土壤提质增容与有机改良、极端条件下生物促进型植被修复等水-土-植协同修复关键技术，牧矿景观交错带生境保护与修复技术、景观生态功能提升技术、生态稳定性提升技术和生态安全调控及保障技术等多尺度协同提升关键技术，初步形成了大型煤电基地生态减损型开发关键技术体系。

　　区域生态安全是大型煤电基地科学开发的重大难题，系统认知开发生态影响规律则是有效控制生态损伤和提升生态安全水平的科学与实践基础。《大型煤电基地生态损伤规律与生态安全协调机制研究》针对大型煤电基地生态系统，围绕高强度开发生态(气、水、土、植等)损伤机理、生态累积效应和区域生态安全协调机制等科学问题，以东部草原区大型煤电基地为样区，提出以多尺度(区域-矿区-采区)生态影响观测体系、生态累积效应及生态健康评价指标体系、生态影响定量信息提取、生态安全风险评估等为核心的大型煤电基地生态影响分析方法；通过系统分析大型煤电基地高强度开发多要素生态响应，明确了大型煤电基地区域生态安全驱动力，揭示了地表生态累积时空效应和影响、矿区生态稳定性和景观生态健康维持、煤电基地和区域安全协调等机制；提出了大型煤电基地多尺度生态稳定性维持和区域生态安全调控方法，为科学认识大型煤电基地开发的生态损伤水平及“源头减损”重点，实现大型煤电基地开发与区域生态安全协同提供理论与方法。

　　《东部草原区大型煤电基地生态修复与综合整治工程示范》针对大型煤电基地开发生态损伤控制难点，突出“减损开采”重点和“全过程控制、近自然修复、稳定性维持”的系统修复与提升理念，以生态脆弱区——东部草原区煤电基地为例，应用生态减损型大型露天矿采排复一体化、大型煤电基地水-土-植系统修复、大型煤电基地地表-地下水库水资源储用等集成技术，通过酷寒草原区大型煤电基地生态修复技术集成示范、半干旱草原区大型煤电基地生态修复技术集成示范、露天-井工矿地下水保护和利用技术集成示范等大型科学实验和工程实施，形成适于东部草原区煤电开发区域生态环境的生态损伤控制模式与修复工程技术体系，为我国大型煤电基地科学开发与区域生态安全提供了工程应用范例和模式。

　　本文摘编自《东部草原区大型煤电基地生态修复与综合整治工程示范》（李全生等著. 北京: 科学出版社, 2023. 12）一书“前言”“序”“结束语”，有删减修改，标题为编者所加。

　　本书具有较强的理论性和实用性, 可作为矿业学科、水利学科、环境学科的科研人员, 高校教师, 相关专业的高年级本科生和研究生, 以及从事露天煤炭开采、矿区水资源保护、生态修复、环境工程等工作的工程技术人员的参考书, 对研究我国酷寒和半干旱草原区露天煤炭开采生态修复与水资源保护理论及技术具有重要的参考价值｡