张凯教授：基于生态系统服务功能视角的煤炭开采区生态修复效果评估

创新点

（1）评估视角的变化：传统煤炭开采区生态修复效果评估多局限于如植被覆盖率、土壤理化性质等单一指标，而本文从生态系统服务功能提升的综合视角构建评价体系，将土壤保持、防风固沙、碳储存等多种生态服务纳入评估框架，更全面地反映生态修复的实际成效，更精准地衡量修复措施对区域生态功能的综合影响。

（2）研究尺度聚焦小区域矿区：当前生态系统服务评估多集中于全球、全国或省域等大尺度区域，而大尺度研究对小区域的生态管理缺乏代表性。本文以伊金霍洛旗布尔台井田为研究对象，聚焦煤炭开采小区域，针对性分析矿区生态修复前后的生态系统服务变化。

（3）多种方法结合：论文整合了多种方法，基于物质量评估模型和价值量计算方法，量化生态系统服务的物质基础与经济价值；结合 GIS 空间分析技术，直观呈现生态服务的时空分布特征；同时通过 Pearson 相关性分析，揭示土地利用、植被覆盖与生态系统服务的关联机制。

（4）驱动因素的深入分析：论文专门探讨了土地利用类型和植被覆盖度对生态系统服务的影响，这种针对性的驱动机制分析，为后续生态修复措施的优化提供了更精准的科学依据。

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基于生态系统服务功能视角的煤炭开采区生态修复效果评估

作者：张凯, 马涛, 迟子云, 潘栅杉, 韩智, 刘海龙

单位：1. 中国矿业大学(北京) 化学与环境工程学院; 2. 中国地质大学(武汉) 卓越工程师学院

引用格式：

张凯，马涛，迟子云，等. 基于生态系统服务功能视角的煤炭开采区生态修复效果评估[J]. 绿色矿山，2025，3(2)：15−27.ZHANG Kai，MA Tao，CHI Ziyun，et al. Evaluation of ecological restoration effect in coal mining area based on ecosystem service function[J]. Journal of Green Mine，2025，3(2)：15−27.

摘要

煤炭开采区的生态修复效果评估需突破传统单一指标的局限，从生态系统服务功能提升的综合视角构建科学评价体系。以伊金霍洛旗布尔台井田为研究对象，基于当前常用的生态系统服务物质量评估模型和价值量计算方法，结合GIS空间分析，量化生态修复前后煤炭开采区(布尔台井田)、非煤炭开采区(伊金霍洛旗除布尔台井田以外区域)的物质量与价值量，并探讨土地利用与植被覆盖对于生态系统服务的影响，评估布尔台井田生态系统恢复效果。结果表明：① 2005、2010、2015、2020年布尔台井田单位面积的土壤保持物质量均值为17.7、9.02、20.31、26.96 t/hm；单位面积的防风固沙物质量均值为45.77、43.3、46.06、50.37 t/hm；单位面积的碳储存物质量均值为9.8054、9.795、9.8059、9.814 t/hm。在此期间均呈现先减少再增加的趋势。并且均与草地、林地和植被覆盖度呈现正相关关系，与建设用地、未利用土地呈现负相关关系；② 2005、2010、2015、2020年布尔台井田单位面积生态系统服务总价值量均值为1772.911342.981825.542154.98元/hm，总体呈现先减少再增加的趋势，与生态系统服务物质量变化趋势一致；③ 布尔台井田土壤保持、防风固沙功能在2010年后逐渐恢复到与非煤炭开采区接近的水平，表明生态修复效果良好。碳储量仍低于非煤炭开采区，表明需继续加强对煤炭开采区生态系统的保护与修复。研究结果对区域生态修复具有重要借鉴意义。

部分图片

图1 研究区地理位置

图2 2005—2020年布尔台井田土地利用类型空间分布

图3 2005—2020年布尔台井田土地利用情况

图4 2005—2020年布尔台井田植被覆盖度空间分布

图5 2005—2020年布尔台井田不同类型植被覆盖度占比

图6 2005—2020年布尔台井田年均植被覆盖度变化

图7 布尔台井田2005—2020年物质量空间分布

图8 物质量与土地利用类型、植被覆盖度的相关性分析

图9 布尔台井田2005—2020年总价值量空间分布

图10 生态修复前后煤炭开采区与非煤炭开采区单位面积的物质量与总价值量对比

作者简介

张凯，男，辽宁朝阳人，中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院教授、博士生导师。曾获中国煤炭学会煤炭青年科技奖（2022）、中国能源研究会能源创新奖优秀青年能源科技工作者（2022）、新疆自治区天池百人计划学者（2020）、中国矿业大学（北京）越崎青年学者（2019）。兼任《煤炭学报》、Chinese Chemical Letters、《洁净煤技术》等学术期刊青年编委，兼任生态环境保护部长江生态环境保护修复驻点专家、科技部国家重点研发计划重点专项绩效评估专家、北京市土壤污染防治专家、中国环境科学学会消费与生产专业委员会委员、自然资源部生态地球化学重点实验室学术委员。主要从事矿山生态修复、矿区水固共治等领域的教学与研究工作。

研究方向

矿山生态修复：煤炭开采土地损伤识别与精准修复、复垦区高值化生态开发与利用；矿区水固共治：煤系固废生态利用、矿井水分级分质生态利用；咨询方向：能源企业生态环境风险排查、能源企业生态环境标准化管控

主要成果

发表论文52篇，其中SCI 33篇（TOP 5篇），EI 11篇（卓越刊8篇）。近五年授权发明专利8项，实用新型专利6项，发布国标3部，行标7部，团标6部，编写专著及教材10部。近五年成果获得省部级奖励5项。

策划丨常明然

责编丨黄小雨

编辑丨李莎

审核丨常明然

煤炭科学研究总院期刊出版公司拥有科技期刊21种。其中，SCI收录1种，Ei收录5种、CSCD收录6种、Scopus收录7种、中文核心期刊9种、中国科技核心期刊11种、中国科技期刊卓越行动计划入选期刊4种，是煤炭行业最重要的科技窗口与学术交流阵地，也是行业最大最权威的期刊集群。

期刊简介

为深入贯彻习近平生态文明思想，践行“绿水青山就是金山银山”理念，搭建绿色矿山建设领域高端学术交流平台，2023年5月，经国家新闻出版署批准，由中国煤炭科工集团主管、煤炭科学研究总院有限公司主办的中文科技期刊——《绿色矿山》（Journal of Green Mine）应运而生。《绿色矿山》为季刊，国内统一连续出版物号为：CN10-1912/TD，ISSN号：2097-3357，由《绿色矿山》编辑部负责策划、出版、发行。

刊登范围

绿色勘查、绿色开采、矿山地下空间利用、绿色选冶、矿山环境保护、低碳技术及节能减排、数字矿业、绿色低碳经济政策与评价等。

期刊主页

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投稿网址

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