煤炭开采对生态系统功能胁迫作用的系统动力学研究

摘要

工业化以来，人类对煤炭资源的掠夺性开采造成了日益严峻的生态环境问题，严重影响煤炭资源型地区生态系统功能的健康发展。尽管目前关于矿产资源开采对区域生态系统功能的影响研究在国内外都非常多，但至今鲜有人对这些生态环境相对脆弱的矿产资源型地区的生态系统功能如何受矿产资源开采的胁迫作用进行较深透的研究分析。因此，研究煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用具有重要的理论与现实意义。
　　本文在系统梳理国内外关于煤炭开采对生态系统功能胁迫作用研究成果的基础上，深刻分析了煤炭开采如何对生态系统功能产生胁迫作用的发生，基于系统动力学方法构建了煤炭开采对生态系统功能胁迫作用模型，进而利用Vensim PLE软件模拟分析了5种不同情境下煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用，最后以我国煤炭资源型城市一淮南市为例，进行典型案例研究，并结合研究结果提出了煤炭资源型地区生态系统功能可持续发展的对策建议。研究结果表明:(1)煤炭开采通过破坏生态系统结构、改变生态系统生境、干扰生态系统循环等3个方面对生态系统功能产生胁迫作用。(2)5种不同情境下煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用是不同的，情境五（糟糕状态）＞情境四（停滞状态）＞情境三（一般状态）＞情境二（良性状态）＞情境一（理想状态）。政府在维持生态系统功能稳态中扮演着重要角色，生态治理投资是维护生态系统功能稳态发展的重要手段。当生态治理投资系数和煤炭开采技术投资系数的比值越大，煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用越小，当比值为0时，生态系统功能系统和煤炭开采系统处于糟糕状态;当比值在(0，1)之间时，生态系统功能系统和煤炭开采系统处于一般状态;当比值为1时，生态系统功能系统和煤炭开采系统处于良性状态;当比值大于l时，生态系统功能系统和煤炭开采系统进入理想状态。(3)以淮南市为例进行典型案例分析表明，淮南市煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用类似于情境三，生态系统功能处于一般状态，且系统动力学模型能通过有效性检验。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与研究意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 文献综述

1．2．1 生态系统功能的内涵特征

1．2．2 生态系统功能的价值评价方法

1．2．3 矿产资源开采对区域生态系统功能的胁迫作用

1．2．4 矿产资源型地区生态系统功能安全管理的对策建议

1．3 研究内容与研究方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

第二章 煤炭开采与生态系统功能的相互作用研究

2．1 煤炭开采的重要意义及基本过程

2．1．1 重要意义

2．1．2 基本过程

2．2 生态系统功能与煤炭开采的耦合作用

2．2．1 生命周期耦合关系

2．2．2 区域特质耦合关系

2．2．3 影响因子耦合关系

2．3 煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用

2．3．1 对生态系统支撑功能的胁迫作用

2．3．2 对生态系统生态功能的胁迫作用

2．3．3 对生态系统循环功能的胁迫作用

第三章 煤炭开采对生态系统功能胁迫作用的系统动力学模型

3．1 系统动力学模型的系统结构

3．1．1 因果关系

3．1．2 系统流图

3．2 系统动力学模型的构建

3．2．1 模型设定

3．2．2 模型系统方程

第四章 煤炭开采对生态系统功能胁迫作用的系统动力学模型模拟

4．1 5种情景模拟

4．1．1 情境设置

4．1．2 模拟分析

4．2 煤炭开采对生态系统功能胁迫作用的典型案例分析：以淮南市为例

4．2．1 区域概况

4．2．2 胁迫作用分析

4．2．3 有效性检验

4．3 煤炭资源型地区生态系统功能可持续发展的对策建议

4．3．1 充分发挥政府职能，加大生态治理投资

4．3．2 加大煤炭开采技术投资，实现技术突破

4．3．3 发展循环经济，构建煤炭开采生态产业链

4．3．4 优化煤炭产业结构，实现煤炭产业升级

4．3．5 快速发展新能源，替代煤炭资源

4．3．6 修复传统煤炭矿区，恢复生物群落

第五章 研究结论与研究展望

5．1 研究结论

5．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况