讓生態修復延續煤礦開采區的富饒
——專訪中國工程院院士、中國礦業大學(北京)教授彭蘇萍
保護黃河是事關中華民族偉大復興的千秋大計。2019年9月,習近平總書記在黃河流域生態保護和高質量發展座談會上指出,黃河流域構成我國重要的生態屏障,是我國重要的經濟地帶,是打贏脫貧攻堅戰的重要區域。
黃河流域是我國主要的產煤區域,我國9大重要煤炭基地均集聚于黃河流域,煤炭產量約占全國煤炭總產量的70%。如何科學制定黃河流域煤礦區生態修復解決方案,系統保護和修復黃河流域煤礦區的生態環境,成為黃河流域生態保護和高質量發展的一個重要課題。帶著這個問題,《中國自然資源報》記者采訪了中國工程院院士、中國礦業大學(北京)教授彭蘇萍。
煤炭開采干擾環境 造成多種環境損傷
《中國自然資源報》記者:開展黃河流域煤礦區生態修復的背景是什么,目前面臨哪些問題?
彭蘇萍:黃河發源于青海省巴顏喀拉山脈,在山東省東營市墾利縣注入渤海,流經青海、四川、甘肅、寧夏、內蒙古、陜西、山西、河南、山東9個省區。
黃河流域的生態保護,即黃河流經所滋養和直接影響地理生態學區域的保護。從地貌上看,主要包括高原丘陵區、黃土溝壑區、風積沙區和沖積平原區。其中,黃土溝壑區占黃河流域總面積的85%,分布在陜北、晉北、晉中、晉東、黃隴等地區;風積沙區占黃河流域總面積的9.3%,集中在神東、寧東等地區;沖積平原區占黃河流域總面積的5.6%,如魯西、河南等地區。
黃河流域是我國煤炭生產潛力最大的區域,總面積約為80萬平方公里,其中含煤區域超過35.7萬平方公里;煤炭年產量約占全國總量的70%。國家規劃的14個大型煤炭生產基地,有9個在沿線分布。但同時,煤炭開發也成為黃河流域生態環境最嚴重的人為干擾因素。
水資源短缺是當前最為突出的矛盾。晉陜蒙寧甘五省區均為干旱半干旱區,水資源不足全國的4%,而煤炭開采又加劇了水資源短缺,造成生態惡化。數據顯示,開采1噸煤炭平均要消耗水資源約2噸,按照煤炭年產量28億噸計算,所消耗的水資源超過56億噸。若加上煤化工企業用水,整個黃河流域煤礦區每年增加的用水量超過100億噸。生態脆弱區水資源短缺,已成為煤炭規模開發的瓶頸。
在本就缺水的基礎上,煤炭開采造成地下水位下降,進一步影響了生態環境。開采引起了地表沉陷、地面塌陷和裂縫,導致礦區地下水位大范圍和大幅度疏降。同時,大規模煤炭開采具有干擾強度大、持續時間長、影響面積廣等特點。在上游高寒高海拔草甸區,煤炭埋藏淺傾角大,生態涵養功能退化;在中游干旱半干旱區,煤炭開采后,黃土溝壑區生態環境惡化,增加了流入黃河的泥沙淤積,風積沙區加速了土地沙漠化的進程。在下游,煤炭開采沉陷使陸地轉變為水陸兩相生態系統,耕地減少的同時,形成封閉式的湖泊,土壤水漬積水,產生次生鹽堿化。煤炭開采的特殊性與黃河流域地質地貌屬性相疊加,導致生態系統結構功能發生變化,驅動機制和生態水文效應特別性,使得人工生態修復+自修復更具有現實意義。而現有方法和技術難以支撐黃河流域煤炭開采與生態協調發展。
在這一背景下,理論和技術創新成為黃河流域生態環境修復戰略實施的迫切需求。在高原丘陵區,凍土層破壞和水源涵養退化,需要開展修復重塑生態系統結構和功能的理論和方法研究。在黃土溝壑區,需要深入研究煤炭開采造成的裂隙與地表土層的風化分解關系,抓好水土保持和土壤提質增容。在風積沙區,需研究煤礦開采與地下水位變化觀測,探討地下水變化與土壤沙化的關系。在沖積平原區,需研究開采沉陷與地下潛水位的關系,保護和復墾耕地,構造人工濕地,提高生物多樣性。
創新技術理念 加強區域規劃
《中國自然資源報》記者:黃河流域生態保護和高質量發展的主要目標任務是什么,黃河流域煤礦區的生態戰略應該如何制定和實施?
彭蘇萍:黨的二十大報告提出,“持續深入打好藍天、碧水、凈土保衛戰”“統籌水資源、水環境、水生態治理,推動重要江河湖庫生態保護治理”。黃河是連接青藏高原、黃土高原、華北平原和渤海的天然生態廊道,是事關中華民族生存發展的重要生態安全屏障,筑牢這個國家生態安全屏障尤為關鍵。
治理黃河,重在保護,要在治理。實現黃河流域生態保護和高質量發展,必須堅持山水林田湖草綜合治理、系統治理、源頭治理,統籌推進各項工作,加強協同配合。要堅持綠水青山就是金山銀山的理念,堅持生態優先、綠色發展,以水而定、量水而行,因地制宜、分類施策,上下游、干支流、左右岸統籌謀劃,共同抓好大保護,協同推進大治理。要著力加強生態保護治理、保障黃河長治久安、改善人民群眾生活、保護傳承弘揚黃河文化,讓黃河成為造福人民的幸福河。
黃河流域煤礦區生態修復必須樹立戰略思維,進行頂層設計和系統考慮。一是思維創新。要改變原先人們認為煤炭開采是環境破壞的原因的舊觀念,充分利用煤炭開采過程對上覆巖層產生裂隙這一如同耕種過程中的“松土”作用動力,減緩干旱半干旱地區極易形成的次生鹽堿化現象。通過水資源的保護與綜合利用,將人工修復技術和生態自修復作用結合在一起,使黃河流域煤礦區生態環境治理由被動防治轉變為主動治理,成為黃河流域生態環境治理的典范,并被其他行業借鑒和推廣應用。
二是樹立分區立體生態修復理念。采用四維地球物理探測方法對煤炭開采上覆巖層和第四紀地層的破(開)裂、發育、后期閉合過程、地下水流動方向和流量進行精細描述,分析對不同植物類型的傷害程度和影響范圍。構筑地下或地面水庫,保護水資源。在上游礦區,以水資源涵養與生態協調還草為重,涵養水源,提高生物多樣性。在中游礦區,開展黃土溝壑區土地整治,建立大面積人工林或經濟作物基地;在風積沙區,通過種植草本和灌木植物養地,喬木和經濟林實現增效。在下游礦區,針對地下潛水位高、厚煤層或多煤層地區,建設地面人工湖泊或濕地。
三是將生態修復模式與區域規劃有機結合。黃河流域中上游榆林、鄂爾多斯一帶是我國近年來發展起來的新型能源城市,以此為中心進行環境和生態連片治理,建立我國西北地區生態公園,構建黃土區—沙漠區—開采沉陷濕地不同生態景觀功能區域。向北延伸有元蒙文化資源,向南至延安黃陵一帶是紅色旅游區,結合文化、休閑產業,實現煤礦資源型城市的轉型。
構建不同模式 分區立體修復
《中國自然資源報》記者:黃河流域煤礦區生態修復的具體思路和解決方案是什么?
彭蘇萍:黃河流域上中下游不同地區自然條件千差萬別,生態建設重點各有不同。必須在采用先進方法對黃河流域土壤、水資源和生態特征進行系統的本底調查的基礎上,根據不同區域的生態環境現狀統籌謀劃,構建不同生態修復模式,不斷提升黃河流域“健康指數”,推動黃河流域生態環境持續向好。
在黃河上游高原區,構建高寒草甸水源涵養模式,針對上游表土層薄、植被恢復慢、生態脆弱,而煤層厚、埋深淺、大傾角的特征,探索生態優化開采工藝模式,保障高寒草甸生態系統的完整性與連通性。同時,將露采轉為井工,降低擾動,實現生態保護。
在黃河中游煤礦區,探索水資源保護模式。針對中游地區干旱半干旱、煤層厚、埋深淺、基巖薄,煤層開采形成導水裂縫貫通性好等特征,重點探索區域水文連通性,實現煤炭開采與水資源保護協調開發,構建煤炭開采水資源保護利用模式。
在黃河中游黃土溝壑煤礦區,構建保持水土的林草灌溉模式。針對干旱半干旱黃土溝壑區,開采沉陷裂縫導致地貌破碎、水土流失加劇的情況,將煤礦開采過程中的礦井水調輸到山頂高地建立儲水庫池,形成自流灌溉林草地的方法體系,保障生態系統完整性,促進生態修復,提升土地利用水平。
在黃河中游風積沙煤礦區,探索增加濕地促生態修復模式。黃河中游毛烏素沙漠一帶的煤礦區,地下水位較高,煤炭開采沉陷導致地下水位上升。探索利用人造濕地的開采沉陷增濕地促生態模式,優化區域生態系統格局—過程—服務,提升生態屏障效應;通過擴大人工濕地湖泊反哺生態,實現人工與自修復結合的灌草生態修復。
在黃河下游煤礦區,構建水陸兩相保土增濕生態模式。針對華北平原地勢平坦、潛水位高、煤層多、厚度大,開采導致地表積水特點,因地制宜,通過人工修復主動引導,結合濕地生態自修復強特點,提升生態屏障功能,構建下游平原水沙協調的農田—濕地交錯區。
如果說,黃河流域的煤礦開采為區域富饒奠定了基礎,煤炭開發實現了區域富饒,那么生態修復將延續這種富饒。在溝壑深陷地帶,可通過礦區環境與生態再造,建立人工濕地、湖泊區,構建耕地區、草灌區、森林區,打造以生態重建為中心的農林觀光及農業生態區。在黃土高原,可打造現代農業體驗與有機綠色農產品基地,實現土地的高效利用與農產品的高效增產。在沙漠區,可利用集成無人機飛播與生態監測關鍵技術,構建中草藥種植示范區,采取“農戶+企業”合作的模式建成示范區,創造一個煤炭沉陷區產業再造、環境修復的新模式。
科學推進流域荒漠化治理
《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》指出,“統籌推進山水林田湖草沙綜合治理、系統治理、源頭治理”,并明確提出加強重點區域荒漠化治理。
黃河流經五大沙漠沙地和黃土高原水土流失地區,流域荒漠化治理是黃河流域生態保護和高質量發展的重要任務,當前治理的管理機制和法制保障亟待完善。
沿黃各地區面臨的具體生態問題與壓力不同,相關政策和對環境違法行為的處罰措施也不一致,以行政區劃為基礎的管轄體制與流域荒漠化治理的整體性之間存在一定程度的脫節,同時黃河流域山水林田湖草沙系統治理缺乏法制保障。流域內經濟結構轉型艱難,工農業發展加劇土地荒漠化。農業傳統粗放比例較高,工業則以資源開采、資源加工及相關重工業為主,地下水超采嚴重。雖然近年來一些地區積極推動產業轉型,緩解用水壓力,但低水耗的高新技術產業發展緩慢,旅游文化產業發展滯后,土地荒漠化情況仍比較嚴重。防風固沙林草配置科學性不足,部分地區將外來樹種作為防沙治沙的主要喬木造林樹種,難以實現自然更新。
當下,發揮《黃河保護法》保障作用,健全黃河流域荒漠化治理法律體系和協調機制尤為重要。為了保證《黃河保護法》的有效實施,應盡快完善配套立法,推動構建多點支撐的黃河流域荒漠化治理法律體系。從立法、執法、司法層面共同建立起完善的流域協調機制,明確黃河流域荒漠化治理協調機制的組織形式、啟動方式、協調方式、協調程序、協調事項等基本內容,厘清相關法律責任。沿黃各省區應結合自身情況,建立全方位、多層次的黃河流域荒漠化治理體系,將黃河流域的荒漠化治理作為地方立法的重心之一,建立多元化資金投入機制。
要推動沿黃地區產業體系優化,減緩荒漠化趨勢。進一步加強黃河流域高效旱作節水農業推廣,優化資金和技術支持方式,加強農田基礎設施建設,推動當地種植結構調整。推動沿黃地區產業結構轉型升級,強化科技創新支持,扶持沿黃地區高端制造業和節水低能耗產業發展。特別是抓住當前沙漠、沙地、戈壁等大規模發展光伏風電的機遇期,理順生產與生態、開發與保護的關系,加大科技研發投入,推動光伏風電產業發展。探索具有黃河流域自身特色的文化產業發展新模式,促進文化產業和傳統行業的融合發展。
要優化土地整治方式,完善農田防護林網建設。提升沿黃地區土地整治開發的科學性,充分考慮防范化解土地“二次沙化”的問題。原生沙漠沙地應以保護為主、開發利用為輔,促進人與沙漠和諧共生。在尊重自然地理環境特點和風沙物理規律的前提下,不斷提升農田防護林網建設成效。
要完善基于水資源的林草資源優化配置。按照“喬灌草荒”搭配、以水定綠原則,優化林草資源配置。在荒漠化治理過程中,堅持自然修復與人工措施相結合的原則,因地制宜,宜喬則喬、宜灌則灌、宜草則草、宜荒則荒。加強相關課題研究,推動固沙植被選育和優化配置技術升級換代,加強基于水資源承載力的固沙植被提質增效技術與模式、沙區林草資源優化配置技術的研究,實現近自然修復的林草資源優化配置,助力實現防風固沙。
(本文摘編自民進中央《關于加強黃河流域荒漠化治理推動黃河流域生態保護和高質量發展的提案》)
建立健全流域生態產品價值實現機制
黨的二十大報告中提出,要建立生態產品價值實現機制?!饵S河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》提出建立縱向與橫向、補償與賠償、政府與市場有機結合的黃河流域生態產品價值實現機制。從實施進展來看,目前黃河流域生態產品價值實現機制建設推進較為緩慢,仍有一些關鍵問題待解決。
拓展生態產品價值實現路徑
目前,沿黃地區生態產品價值轉化水平不高。下游的山東、河南率先探索簽訂跨省域的流域橫向生態保護補償協議并實現兌付。而黃河上中游7?。▍^)是生態功能重要區與生態敏感脆弱區,特別是黃河上游,發展水平低、生態價值高,生態產品以供給服務產品和調節類服務產品為主,其價值實現更多體現在生態服務和社會服務供給方面,經濟效益轉化水平低。應研究制定黃河流域生態產品價值實現指導意見,開展多層次、多類型生態產品價值實現試點。通過政府財稅政策扶持、強化生態補償等方式,積極探索維系國家生態安全、服務流域居民的公共性生態產品高質量發展的新路子;通過發展文旅康養特色產業等方式,發掘產權明確、能直接進行市場交易的生態產品、旅游產品等經營性生態產品的市場化發展新路徑。
健全生態產品價值轉化機制
黃河流域生態產業化、產業生態化發展不足,農牧產品以粗加工為主,產品附加值較低。生態旅游、生態康養等發展業態存在基礎設施配套建設不足、產品同質化、品牌效應弱等問題。碳匯、水權、排污權交易工作相對滯后,市場體系尚不健全,未形成與生態資源權益價值相匹配的交易價格機制,多數碳匯項目核證減排量未能交易或交易價格偏低。為此,建議在黃河生態廊道、三角洲等生態功能主導區域,扶持發展生態產業和綠色低碳產業項目。構建黃河流域生態產品市場化經營開發體系,利用黃河兩岸優質生態環境,開展林下養殖和無公害蔬菜生產,打造綠色生態產品品牌,不斷探索生態旅游、生態康養、生態教育、生態科普等生態產品價值實現模式。研究制定黃河流域生態資源權益交易管理辦法,推動建設生態產品交易中心,推動碳匯、水權、排污權等要素市場交易,促進生態產品產業良性發展。
提升生態產品價值實現機制支撐能力
生態產品價值實現支撐能力有待提升。沿黃河9?。▍^)均缺乏生態產品調查統計與計量技術能力,缺乏分類指導的生態產品價值實現技術指南。生態環境、自然資源、林草等各相關部門均建立不同形式、不同水平的監測網絡,但較為零散、不成系統,數據信息難以有效歸集整合,監測范圍和要素覆蓋不全,生態產品長期、連續、實時監測能力不足,缺乏業務化運行的監管機制。監測手段以地面和人工監測為主,監測頻次較低,監測數據的快速獲取能力不足,智能化手段運用不充分。針對這些問題,建議加強黃河流域生態產品價值核算技術體系、生態產品供給保障機制研究,以及生態產業發展模式、生態產品價值實現政策等研究。構建黃河流域天地一體化生態環境監測網絡,優化生態環境質量、污染源監測布設網絡等,提升黃河生態環境質量監測能力,優化監測網絡和調查體系,強化 GEP核算成果應用的支撐能力建設,建立城市GEP核算系統與管理平臺。積極開展黃河流域生態產品相關信息普查,編制生態產品名錄。
(本文摘編自九三學社中央《關于加快建立健全黃河流域生態產品價值實現機制的提案》)
來源:i自然全媒體