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黄河流域陕西段典型煤矿区生态环境承载力分析.pdf
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1、第 卷第 期能源与环保 年月 收稿日期:;责任编辑:陈鑫源 :基金项目:中煤科工集团西安研究院有限公司科技创新基金项目()作者简介:王丽(),女,陕西澄城人,高级工程师,研究方向为环境影响评价、环境工程等。引用格式:王丽 黄河流域陕西段典型煤矿区生态环境承载力分析 能源与环保,():,():黄河流域陕西段典型煤矿区生态环境承载力分析王丽(中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西 西安 )摘要:为研究陕西省黄河流域煤矿区生态环境承载力的整体状况,首先对生态环境承载力概念和内涵进行了明确;其次结合陕西省黄河流域大型煤矿区特征,从经济、社会、资源环境等方面,搭建生态环境承载力评估指标体系;最后结合层次分
2、析法和 ()重分类法,对铜川、蒲白、澄合、韩城、焦坪、黄陵、神府 个煤矿区生态环境承载力进行评分分级。结果显示,铜川煤矿区和韩城煤矿区的生态环境承载力等级为优秀,分值达到 以上;黄陵煤矿区和神府煤矿区生态环境承载力表现较差,分值在 以下。陕西省黄河流域煤矿区的生态环境承载力受地理位置影响,差异较大。研究对陕西省煤矿区生态环境承载力的发展提供了参考。关键词:黄河流域;大型煤矿区;生态环境承载力;层次分析法;评价指标体系中图分类号:;文献标志码:文章编号:()(,):,(),:;人类社会的生存发展离不开良好的生态环境,社会经济快速发展过程中,黄河流域矿山开采活动频繁,许多大型煤矿区生态环境破坏严重
3、 。任何环境系统对外界的干扰都有一定的抵抗能力和自适应能力。当外力作用的强度在一定范围内时,系统可以通过自身的调节能力保持宏观的稳定;一旦超出了某个界限,系统原有的稳定性将会被破坏,系统的功能就不能正常发挥甚至瘫痪和崩溃 。在此背景下,提出了煤矿区生态环境承载力的概念,具体指的是煤矿资源在人类活动和自然条件综合作用 年第 期王丽:黄河流域陕西段典型煤矿区生态环境承载力分析第 卷下,在不破坏生态环境的条件下对水、土等生态环境要素的可承受能力 。目前,对于煤矿区生态环境承载力的研究涉及多方面内容,未达成统一标准,这也促成了煤矿区生态环境承载力研究的不断发展 。当前对于煤矿区生态环境承载力的研究较少
4、,很多研究针对矿区资源和耕地资源 。在生态环境承载力研究中,多采用模糊综合评价法、定量分析等方法 。陕西省地处黄河上游地带,是我国中西部区域内重要的经济政治社会文化和经济发展中枢,陕西省黄河流域煤炭资源丰富 。陕西省黄河流域煤矿区污水、废气等污染量在持续增长,大气与河水污染物居高不下 。同时土地、矿产资源等在逐步下降,有的地方甚至存在资源短缺的迹象,生态损害与环境污染问题也十分明显 。以往对于陕西省的研究,多集中于黄河流域的煤矿资源的规模和开发利用等勘查开发方面,对煤矿区生态环境研究较少。因此,以陕西省黄河流域大型煤矿区为研究对象,对其生态环境承载力进行分析评价。生态环境承载力的定义是由环境承
5、载力理论发展而演化出来的,它是一种客观的环境价值,因此能够作为社会可持续发展的客观评估基础 。通过详尽、系统地介绍环境承载力的有关概念和具体内涵,根据陕西省黄河流域大型煤矿区生态环境承载力的实际状况,从经济环境、社会环境、自然资源环境 种主要角度构建了合理的评价指标体系,并对陕西省黄河流域五大煤田七大煤矿区生态环境承载力进行评分和分级 。该研究对于陕西生态环境可持续发展目标的实现起到积极推动作用。相关理论基础及方法 生态环境承载力相关概念在 世纪中期,由于人口扩张、污染、生态损害、土地资源减少等环境保护问题的发生,使单纯运用在生态范畴中的“环境承载力”一词被应用在许多领域 。煤矿区生态环境承载
6、力是该地区可持续发展的刚性约束。生态环境环境承载是一个综合性的概念,其内涵如图 所示 。由图 可以得到,生态环境承载力的内涵广泛,包括资源承载元素、环境承载元素和生态承载元素。资源承载元素中包括自然资源和社会资源,它们的下一级元素包括土地资源、水资源、矿产资源、经济资源和人力资源。环境承载元素则包括水环境、大气环境和固体废物环境。后文的生态环境承载力评价指标构建中,将以图 内容为基础进行。图 生态环境承载力内涵 研究区概况陕西省位于我国西北之东部,面积 万,其中含煤面积 万 ,占全省的 。陕西煤炭资源十分丰富,分布地区较广,约占全省总面积的 。这些资源主要分布在鄂尔多斯盆地及其边缘褶皱带,按照
7、地质时代及地域分布情况,陕西省主要煤炭资源可分为五大煤田,即陕北侏罗纪煤田、陕北石炭二叠纪煤田、陕北三叠纪煤田、渭北石炭二叠纪煤田和黄陇侏罗纪煤田,如图 所示。图 陕西省煤炭资源分布 全省煤炭开采历史悠久,煤种齐全。目前建成生产的有铜川、蒲白、澄合、韩城、焦坪、黄陵、神府七大矿区,以及各地(市)、县的地方国有煤矿和乡镇煤矿,年产量达 万 。以按照地理位置划分的七大矿区为研究对象,煤种以低变质的长焰、不黏、年第 期能源与环保第 卷弱黏和气煤为主,肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤次之。有不同等级治炼精煤,有大、中、小块品种齐全的化工用煤,有低灰、低硫、高发热量的优质动力用煤,可以满足各待业对煤炭的需
8、求 。研究数据包括自然环境和社会经济数据,主要来源于 陕西省社会经济统计年鉴 中国统计年鉴 等。评价指标构建层次分析法是指将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统,将目标分解为多个目标或准则,进而分解为多指标的若干层次,通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序和总排序,以作为目标、多方案优化决策的系统方法。因此,首先需进行评价指标构建。在建立生态环境承载力评价指标体系模型时,应考虑经济技术发展和评价对象生态现状。遵守的评价指标构建原则如图 所示。图 评价指标构建原则 以图 内容为基础,进行陕西省黄河流域大型煤矿区生态环境承载力评价指标体系构建。由于生态环境承载力受多方面因素影响,从自然环境、地质影
9、响、人类工程活动和社会经济指标等方面,进行指标筛选。指标计算方法根据 等 的研究修正后,该研究中最终筛选的指标包括:人均水资源量、人均耕地面积、地表水水质达标率、污水处理率、空气质量优良率、生活垃圾无害化处理率、工业垃圾综合利用率、生活污水产生量、国内生产总值、环保投资占比、生物丰度、森林覆盖率及全年降雨量。部分评价指标计算公式如式()式()所示:()式中,为人均水资源量;为水资源总量;为总人口数。人均耕地面积计算如公式():()式中,为人均耕地面积;为总耕地面积。污水处理量计算见公式():()()式中,为污水处理率;为污水处理量;为污水排放总量。空气质量优良率计算如公式():()()式中,为
10、空气质量优良率;为优良天数;为全年总天数。生物丰度 计算见公式()和():()()式中,为生物多样性指数;为生境质量指数。的详细计算见公式()。()()式中,为生境质量指数归一化系数,一般取 ;为林地;为草地;为水域湿地;为耕地;为建设用地;为未利用地;为区域面积 。森林覆盖率 计算见公式():()()式中,为土地总面积。为了使数据更加易于计算,消除指标之间差距,对指标数据进行标准化处理,如公式()所示。()()()()()式中,为选定指标标准化后的值;为选定指标处理前的值;为处理前最大值;为处理前最小值。指标权重确定评价指标权重采用客观权重与主观权重最优组合方式进行。研究主要通过构建一个数学
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