煤矿区生态环境变异规律研究
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摘要：煤炭是我国最现实、经济和可靠的能源基础，在我国国民经济和生活中扮演着重要的角色。由于煤炭埋藏在地下，煤炭的开采对于煤炭资源所在地的生态环境会造成一定程度的破坏。近几年为了落实科学发展观，建立环境友好型绿色生态矿区，煤炭资源开采的环境问题得到前所未有的重视，通过研究在煤炭开采过程中所造成的矿区环境变异的两种模式及其变异规律，采取措施使矿区生态环境与煤炭开采等经济活动协调发展。
中图分类号：F2文献标识码：A文章编号：1672-3198（2012）19-0054-02
1煤矿区生态环境系统及其特征
煤矿区是指准备开采、正在开采或曾经开采的煤矿资源富集区域，应该包括若干矿井或者露天矿的区域，具有完整的生产工艺、地面运输、电力供应、通信调度、生产管理以及生活服务等设施。它是一个功能结构远较矿山企业复杂的多样性的社区；它具有一个完整的功能系统，经济产业结构是以矿物开采和加工为主导，资源结构相对依赖于煤炭这一种耗竭性资源，生态结构相对比较脆弱。除了煤炭资源这一主导资源外，还有土地、水、大气、景观、人口劳动力、人文历史、乡镇、社会等其他重要环境资源。在煤炭资源开发过程中，对其他环境资源的合理利用和保护，是煤矿区生态系统协调与平衡的关键，是矿区能够持续发展的重要条件。
1.1煤矿区生态系统结构
煤矿区的生态环境结构是由空气、土壤、地表水和地下水以及生物群落和岩体等生物与非生物相互作用结合而成的结构有序的系统。在生物学里，生态系统的结构主要指构成生态诸要素及其量比关系，各组分在时间、空间上的分布，以及各组分间能量、物质、信息流的途径与传递关系。生态系统结构主要包括组分结构、时空结构和营养结构三个方面。
组分结构是指生态系统中由不同生物类型或品种以及它们之间不同的数量组合关系所构成的系统结构。时空结构也称形态结构，是指各种生物成分或群落在空间上和时间上的不同配置和形态变化特征，包括水平分布上的镶嵌性、垂直分布上的成层性和时间上的发展演替特征，即水平结构、垂直结构和时空分布格局。营养结构是指生态系统中生物与生物之间，生产者、消费者和分解者之间以食物营养为纽带所形成的食物链和食物网，它是构成物质循环和能量转化的主要途径。
煤矿区生态环境是指矿区范围内由水、土壤、大气、生物群落、噪声等各种环境因子组成的总和，它是一个多层次的自然和生态经济网络所组成的开放型耗散结构系统。由于人类的开采活动，使矿区系统内外协同配合，进行大量的物质、能量和信息交换，成为推动矿区发展的巨大动力。煤矿区生态系统作为一个整体，各要素无论在时间上还是空间上都是相互联系、相互制约和相互影响的。矿区的自然资源、社会、经济等多种因素相互作用、相互交织、相互渗透，构成具有一定结构和功能的区域自然——社会复合环境生态系统。系统中各组成要素在空间上的配置和联系，形成区域自然——社会经济复合环境生态系统的结构。
1.2煤矿区生态系统的一般特征
从矿区的产生和发展过程以及从生态系统生态学角度来看，矿区生态系统是一个被改变了结构和功能的、受人类生产和生活影响明显的复合生态系统。
矿区生态系统的主要特点表现为：
(1)矿区生态系统是以人为中心的生态系统，且该系统的产生、存在、发展和消亡都是按人的意愿进行。矿区生态系统大都是在对原有农业生态系统进行一定程度破坏之后建立起来的生态系统。我国的大部分矿区主要集中在农业区，矿区开发之后，随着物流、能流、信息流的输入和大量非农业人口的涌入，原有农业生态系统的结构已发生了变化。环境系统的功能也演化为以矿产资源和交通条件为主，加入了大量人工环境，使得矿区生态系统的环境更加复杂和多样化。
(2)矿区生态系统是一个开放系统，它与整个社会的自然——经济——社会复合系统息息相关。既受自然生态规律的支配，又受社会经济规律的支配。生物群落发生改变，生产者数量减少，生物性生产下降；有相当数量家养动物和一定数量野生动物，但主要消费者是人。
(3)特殊的能量流动和物质循环，表现为能流与物流是开放式的。大量的物质和能量在矿区生态系统中输入、输出、排放都大大超过了原来的生态系统，剧烈的人为活动在改变原环境的同时也不断地对其产生破坏；另外，矿区生态系统需要大量的辅助能源和辅助物质以维持其生产、生活的正常运行。
总之，煤矿区生态系统大都是在对原有自然生态系统进行一定程度破坏之后建立起来的新的生态系统。
2煤矿区生态环境演变的模式
我国大多煤矿区的共同特点是：处于生态脆弱区，有较充足的光温资源、较贫瘠的水土资源和较丰富的矿产资源。煤炭资源开发对于煤矿区生态环境造成的影响表现在：光温不变、水土废弃、矿石耗竭。因此我国目前煤矿区生态系统演变的模式主要有两种：
一种可持续发展的模式。它是指在矿区经济支持和人工诱导下重建的高稳定生态系统。在这种情况下，煤矿区在发展经济时，虽然占用和破坏大量土地，开采煤炭资源和消耗其他生态环境资源，并排放大量的生产性废弃物，生态系统极度退化，但在煤炭资源开发利用过程中获得的经济效益反哺煤矿区生态环境保护工作，通过合理的开采计划和科学的综合整治，矿区生态系统受到的干扰和破坏较低到最小，并能得到逐渐恢复，此种生态系统可高水平持续发展。
第二种是不可持续的恶性循环模式是。它是指由于对其采矿生产中造成的生态环境破坏的后果不进行治理，结果导致，一方面煤矿区经济活动大大超过矿区生态系统的承载能力，煤炭资源过度开采和利用导致资源短缺和环境恶化，从而引起矿区经济停滞和衰退；另一方面经济停滞和衰退导致缺乏足够的资金去改善和修复被破坏的生态系统，只能进一步向生态系统索取资源，继续加重矿区生态环境危机。经济衰退与生态环境恶化相互制约，进而形成恶性循环。在这种模式下，煤矿区生态系统与经济系统表现为相互制约的对立关系。对矿区生态环境不做任何保护治理、仅靠自然恢复，实践证明，在原生态系统尚未超过其环境承载力的情况下，系统有系我协调和平衡的能力，随时间的推移，系统可能自然恢复，但对目前造成如此大规模的矿区极度退化生态系统已“超负荷”运转，不可能仅靠“自我维护”而恢复，而只会使极度退化生态系统再度恶化。