煤矿废弃地生态修复的土壤有机碳效应

闫美芳,王 璐,郝存忠,刘 阳,崔菲菲,任鸿瑞,张建彪

1 太原理工大学环境科学与工程学院,太原 030024 2 太原理工大学矿业学院,太原 030024 3 山西大学环境科学研究所,太原 030006

工业革命以来,由于化石燃料使用、土地利用方式改变、植被退化等人类活动的影响,CO2等温室气体排放量不断增加,导致全球变暖等一系列全球性生态环境问题[1]。随着中国经济进一步发展和城镇化进程,中国能源消耗和温室气体排放量短期内继续增加的趋势将难以改变,在未来的气候变化谈判中势必面临温室气体减排或限排的巨大压力[2]。因此,如何促进陆地生态系统碳的固定及其稳定,减少CO2排放,成为减缓气候变化的一个重大挑战。

煤炭行业是温室气体的主要排放来源之一。研究表明,煤炭及其相关领域的碳排放占全球总排放的近20%[3]。长期采煤导致植被损毁、土地破坏和生物多样性减少等严重生态问题,导致原生态系统碳汇功能的急剧退化甚至完全丧失[4]。据估算,1987—2020年,我国煤矿开采破坏的土地面积达1.80×106hm2,待复垦土地面积1.40×106hm2[5]。此外,采煤产生大量废弃物,如煤矸石目前堆存量达50多亿t,是我国积存量和占用土地最多的工业废弃物[5]。由于它们残存的碳量,可发生氧化或自燃,是巨大的CO2排放源。所以,如何保护和稳定土壤碳库,减少区域碳排放,是一个迫在眉睫但又是长期被忽略的生态问题。通过对矿山损毁土地和废弃地进行生态修复和重建,恢复生态系统的碳汇功能,可实现区域碳源向碳汇的根本性转变。……