矿区生态恢复过程分析和项目后评价时点研究论文_郭士永,霍磊,韩维涛 刘肖丽

(1.河北省制图院,河北省 石家庄 050000)

摘要:由于土地复垦项目后评价研究因缺少生态恢复过程分析,使评价指数处于不稳定状态,影响评价客观性。本文通过分析矿区土地复垦的特点提出了矿区生态状况和土壤质量恢复过程为逻辑斯蒂增长,根据逻辑斯蒂增长模型和反馈理论,结合矿区不同的复垦方式,区分破坏扰动程度和气候条件状况,提出了不同的土地复垦方式具体的后评价时点,为项目后评价决策提供参考。

关键词:后评价时点;土地复垦;逻辑斯蒂增长

1、概述

目前国内外项目后评价已形成比较完善的体系,相关部门作了很多项目后评价的工作,但是大部分研究主要集中在后评价的指标体系和评价方法的研究,缺少生态恢复过程的分析。实际上生态恢复是一个长期、复杂、波动的过程,在这个过程中外界资金和技术等要素的输入、人为干预、外部环境的变化都会直接或间接的影响评价指标指数,从而使整个评价体系处于不稳定状态,影响评价客观性。

由于生态恢复是一个动态的过程,矿区土地复垦项目后评价应该在一个相对较稳定的状态下进行,因此后评价的时点必须要关注和研究矿区生态恢复的过程,从而选择适宜的评价时点,使评价的指标指数更加客观、真实。当然土地复垦项目后评价若等到生态系统彻底恢复或将失去后评价的时效性,因为矿区生态系统恢复需要在土地复垦实施后十几年方能彻底的恢复,并且一直处于一种动态变化的过程。

2、矿区生态恢复过程分析

矿区生态恢复的过程包括土壤理化性质、净初级生产力、生物多样性等各方面的发展、演化过程,实际上矿区生态恢复的重要基础条件就是土壤环境恢复,是通过各种手段来恢复植物所占有或利用的水、热、气、肥来实现土壤的生态位,土壤生态位的分离、重叠和扩散作用实现了植物对资源的利用和共享,是生物协同进化的具体方式[1]。

复垦生态状况和土壤质量恢复的过程大致可采用Logsitic曲线(S型)增长模型来描述,即逻辑斯蒂增长模型。因为在自然界中维持生物生长、维持环境质量、促进动、植物健康成长的各项环境因子相互配合、相互影响,这些因子可分为两类,一类是利导因子,一类是限制因子。矿区生态恢复主要是将原有的限制因子解除,如土壤坡度、积水、酸碱性等,限制因子解除后,此时利导因子起主要作用,但此时各种利导因子并非协调一致,即部分利导因子并未完全有效利用,如土壤微生物、土壤肥力是一种渐变增长,这种渐变产生一种协同放大效应,此时是一个协同递进的良性循环,此时土壤质量和生态状况恢复速度加快;而这种恢复过程并非无限制的发展,会受到光、温、水、植被等各种因素的影响,此时限制因子逐渐凸现,恢复速度的会受到限制,恢复速度会逐渐减缓。

用X表示生态修复环境状况和土壤质量的发展指数,则X(t)表示环境状况和土壤质量的恢复过程,则其恢复速度可以表示为dX/dt,相对恢复速度为dX/(dt/X),由于恢复过程中限制因子作用逐渐突出,令相对恢复速度为发展指数X的线性递减函数,即Logistic曲线微分方程,该方程由美国生物学家和人口统计学家拍尔(R.Pearl)和利德(J.reed)(1920)首先在生物繁殖研究中发现,后被广泛应用于生物生长过程和产业成长过程的描述[2-3]:

由图2-2可知,将恢复过程分为四个阶段,起步期(<T1)、成长期(T1-T0)、成熟期(T0-T2)和顶峰期(<T2)。在起步期,复垦环境状况和土壤质量恢复速度缓慢,并逐步上升;在成长期则具有很高的恢复速度;进入成熟期后,恢复速度逐渐下降;到顶峰期,若无大的外界影响,则处于动态平衡阶段。

3、矿区土地复垦项目后评价时点

采取恰当措施的土地复垦项目,矿区生态状况和土壤质量呈上升的趋势,当然矿区生态状况及土壤质量的改善并不仅仅与复垦后年序有关,还与采矿破坏状况、复垦措施、气候、人为干预等有关。一般来讲,恰当的措施能够使土壤和生物形成正向的协同进化,这种协同进化过程可描述为逻辑斯蒂增长。土地复垦项目后评价的时点应该选择为各项指标变化较小,相对恢复速度较慢的时点。

从反馈理论上讲,反馈的作用受到反馈时间、反馈信息真实性、有效性的制约。因此,对于实施项目后评价而言,要满足时间的有效性,即需尽早的反馈复垦效果,又要保证数据真实、有效,实施项目后评价的时点一般应控制在15年以内。

确定土地复垦项目后评价的时点,还需研究当地气候状况,复垦后利用状况、以及采矿的破坏程度和复垦方式。对于气候适宜、降水充沛的地区,且采矿影响不是太大生态状况及土壤环境恢复速度较快,进入动态平衡期的时间较短;若环境条件相反,或破坏较大,则进入动态平衡期的时间很长。不同的复垦方式的生态状况及土壤质量恢复进入平衡期大约需要5至15年甚至更长的时间,因此有必要通过区分破坏扰动程度和气候条件,针对不同的复垦方式进行分类,确定其土地复垦项目后评价的时点。

按照土地复垦的方式,可分为疏排法复垦、基塘式复垦、梯田式复垦、充填式复垦、矸石山绿化复垦、露天开采复垦,以上几类复垦方式对生态状况及土壤环境的扰动逐渐变强,因此其恢复的过程也相对较长。土地复垦项目后评价的时点如表3-1示:

4、结论

由于矿区生态恢复是一个长期、复杂、波动的过程,土地复垦项目后评价研究因缺少生态恢复过程的分析,评价指标指数处于不稳定状态,影响评价客观性。本文结合矿区土地复垦项目的特点及恢复规律,提出复垦区生态状况和土壤质量恢复过程为逻辑斯蒂增长。通过区分恢复速度将逻辑斯蒂增长划分四个阶段,土地复垦项目后评价的时点应该选择为各项指标变化较小,相对恢复速度较慢的成熟期或顶峰期。

根据反馈理论实施项目后评价要满足时间的有效性,又要保证数据真实、有效,所以实施项目后评价的时点一般应控制在15年以内。而不同的复垦方式的生态状况及土壤质量恢复进入成熟期大约需要5至15年甚至更长的时间,通过区分破坏扰动程度和气候条件,针对不同的复垦方式进行分类,给出了土地复垦项目后评价的具体时点,为项目后评价决策提供参考。

参考文献

[1]杨万勤,宋光煜.土壤生态位及其应用[J]. 世界科技研究与发展2001,23 (2):21-23

[2] 常呈云. Logistic曲线的应用[J].殷都学刊,1992(03):76-81.

[3] 李秋元,孟德顺. Logistic曲线的性质及其在植物生长分析中的应用[J].西北林学院学报,

作者简介:郭士永(1983-),男,毕业于中国矿业大学,土地资源管理专业硕士,河北省制图院工作,工程师,主要研究方向为工程测绘制图,土地复垦。

通信作者:霍磊(1985-),男,硕士,工程师,河北省制图院工作,主要研究方向为工程制图、遥感测绘。

论文作者:郭士永,霍磊,韩维涛 刘肖丽

论文发表刊物:《知识-力量》2018年11月中

论文发表时间:2018/10/26

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

矿区生态恢复过程分析和项目后评价时点研究论文_郭士永,霍磊,韩维涛 刘肖丽
下载Doc文档

猜你喜欢