關(guān)于雙碳戰(zhàn)略下濟(jì)寧市任城區(qū)采煤沉陷區(qū)綜合治理研究

李甲,高蕊,張園園,郭天

(山東省濟(jì)寧市任城區(qū)自然資源局,山東 濟(jì)寧 272099)

0 引言

為了應(yīng)對氣候變化,加快生態(tài)文明建設(shè),推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與環(huán)境相協(xié)調(diào),我國制定了碳達(dá)峰碳中和的雙碳戰(zhàn)略。2016年世界資源研究所和《氣候觀察》公開發(fā)布的溫室氣體排放量數(shù)據(jù)顯示,全球近四分之三的排放量來自能源消耗,幾乎有五分之一來自農(nóng)業(yè)、林業(yè)和土地利用。因此,農(nóng)業(yè)、林業(yè)和土地利用在減碳增匯方面不可忽視。采煤沉陷區(qū)治理對沉陷區(qū)受損土地實(shí)施生態(tài)修復(fù)、改變土地利用方式等手段,將會對減碳增匯產(chǎn)生積極影響。

目前,學(xué)界有關(guān)雙碳戰(zhàn)略研究主要集中在能源利用結(jié)構(gòu)調(diào)整方面,涉及采煤沉陷區(qū)綜合治理多以治理模式研究為主,而把雙碳戰(zhàn)略與采煤沉陷區(qū)綜合治理相結(jié)合的研究則鮮見報道。本文以落實(shí)雙碳戰(zhàn)略為問題導(dǎo)向,梳理任城區(qū)采煤沉陷區(qū)綜合治理中的實(shí)踐做法和典型問題,從規(guī)劃編制、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)模式、源頭控制等方面著手,以期探究采煤沉陷區(qū)綜合治理減碳增匯的方法路徑。

1 雙碳戰(zhàn)略與采煤沉陷區(qū)綜合治理的內(nèi)涵及關(guān)系

1.1 雙碳戰(zhàn)略的內(nèi)涵

雙碳戰(zhàn)略,即2020年9月,我國提出2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的戰(zhàn)略。2018年10月,聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)審議通過了《全球1.5℃增暖特別報告》,報告指出當(dāng)溫升從1.5℃發(fā)展到2℃,全球氣候變化的影響很可能經(jīng)歷從量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)折,這對于人類將是巨大的風(fēng)險?，F(xiàn)有研究表明,按各國提交的自主減排量將無法實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》提出的減碳目標(biāo)。黨的二十大報告強(qiáng)調(diào),要“提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力”。2023年11月,山東省提出要“系統(tǒng)推進(jìn)森林、草原、濕地、海洋、土壤和城市生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)修復(fù),提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力”。雙碳戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn),對于自然資源領(lǐng)域而言,主要聚焦在生態(tài)碳匯能力的提升、綠色低碳的城鄉(xiāng)建設(shè)、綠色低碳技術(shù)的研發(fā)推廣、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與統(tǒng)計監(jiān)測體系的建立健全等方面。

1.2 采煤沉陷區(qū)綜合治理的內(nèi)涵

采煤沉陷區(qū)是指煤炭開采后,頂板巖層原有應(yīng)力平衡狀態(tài)發(fā)生改變,產(chǎn)生變形、位移、斷裂,引起地表下沉、拉伸、起伏和裂縫等地貌形變,造成土地利用功能和性狀改變的區(qū)域。一般以采空區(qū)上方地表垂直下沉超過10mm的區(qū)域?yàn)椴擅撼料輩^(qū)[1]。

大規(guī)模的煤炭開采引發(fā)耕地?fù)p毀、地表塌陷、房屋開裂、基礎(chǔ)設(shè)施受損、環(huán)境惡化、城市發(fā)展受限等系列問題,導(dǎo)致煤炭開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間矛盾日益凸顯[2]。采煤沉陷區(qū)綜合治理主要是按《土地復(fù)墾條例》規(guī)定,施用地形重整、土壤重構(gòu)、植被重建等技術(shù)工程措施,將采煤沉陷區(qū)恢復(fù)到可供利用狀態(tài),包括城鄉(xiāng)建設(shè)利用、農(nóng)業(yè)利用、生態(tài)利用、產(chǎn)業(yè)利用,是優(yōu)化國土空間布局,促進(jìn)土地節(jié)約集約利用,保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要措施。

1.3 雙碳戰(zhàn)略與采煤沉陷區(qū)綜合治理的關(guān)系

研究發(fā)現(xiàn),土地利用方式和土地管理措施是影響溫室氣體排放的重要因素[3]。農(nóng)業(yè)用地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)化會增加碳排放量[4]。耕地面積的減少和耕地質(zhì)量的下降,在一定程度上引起了生態(tài)系統(tǒng)固碳能力下降。雙碳戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)和采煤沉陷區(qū)的治理是相互促進(jìn)、相輔相成的。一是雙碳戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)可以推動采煤沉陷區(qū)治理?；陔p碳戰(zhàn)略研究采煤沉陷區(qū)綜合治理新技術(shù)模式,從減碳增匯方面對各種采煤沉陷區(qū)治理技術(shù)手段進(jìn)行改進(jìn)和提升,從而推動采煤沉陷區(qū)綜合治理綠色化、低碳化。二是采煤沉陷區(qū)的綜合治理可以助推雙碳戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。雙碳戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)涵蓋農(nóng)業(yè)、自然資源、城鄉(xiāng)建設(shè)、科技等多個領(lǐng)域。在采煤沉陷區(qū)綜合治理等自然資源領(lǐng)域中,通過耕地提質(zhì)改造、生態(tài)型整治、使用綠色建筑材料,可實(shí)現(xiàn)耕地面積增加、土壤有機(jī)碳含量提升、生態(tài)碳匯增加的目的。此外,還可以通過生態(tài)濕地建設(shè)、生物多樣性保護(hù)、森林質(zhì)量提升等技術(shù)模式,提升濕地固碳能力和林業(yè)碳匯能力。

2 任城區(qū)采煤沉陷區(qū)現(xiàn)狀

2.1 沉陷區(qū)現(xiàn)狀

任城區(qū)位于山東省西南部,南四湖北端,地形地貌以平原為主,地勢較低,地勢北高南低、東高西低,海拔33.0～36.0m,是濟(jì)寧市主城區(qū)、都市區(qū)融合發(fā)展核心區(qū)。任城區(qū)煤炭資源豐富,全區(qū)探明煤炭儲量33億t,含煤國土面積38852.53hm2,占全區(qū)國土面積的62.5%。經(jīng)過多年的煤炭開采,形成了大量采煤沉陷區(qū),主要涉及長溝、喻屯、安居、南張、李營、二十里鋪6個鎮(zhèn)街。截至2022年底,任城區(qū)采煤沉陷區(qū)面積11293.15hm2,采煤塌陷地面積7481.68hm2(其中,常年積水968.69hm2,季節(jié)積水112.83hm2,未積水6224.18hm2,河流水面175.98hm2)(圖1)。

1—常年積水;2—季節(jié)積水;3—未積水;4—礦區(qū)范圍。圖1 濟(jì)寧市任城區(qū)采煤沉陷區(qū)積水分布圖(2022年)

2.2 沉陷區(qū)現(xiàn)狀地類分析

截至2022年底,任城區(qū)采煤沉陷區(qū)總面積11293.15hm2,采煤沉陷區(qū)中河流水面為175.98hm2。任城區(qū)采煤損毀地類主要為林地、耕地和水域及水利設(shè)施用地,其他地類相對較少[5]。

采煤沉陷區(qū)地類現(xiàn)狀占比(由大到小):林地為3483.39hm2,占比30.85%;耕地為3181.14hm2,占比28.17%;水域及水利設(shè)施用地為1486.08hm2,占比13.16%;住宅用地為1023.21hm2,占比9.06%;交通運(yùn)輸用地為742.75hm2,占比6.56%;園地為431.2hm2,占比3.82%;商業(yè)服務(wù)業(yè)用地為380.57hm2,占比3.37%;工礦倉儲用地為268.54hm2,占比2.38%;公共管理與公共服務(wù)用地為112.43hm2,占比1.00%;其他土地為93.85hm2,占比0.83%;草地為32.81hm2,占比0.29%;濕地為31.32hm2,占比0.28%;特殊用地為25.86hm2,占比0.23%。

2.3 采煤沉陷區(qū)面積預(yù)測

據(jù)統(tǒng)計,任城區(qū)采煤沉陷區(qū)面積約以每年75hm2的速度遞增,截至2023年底,將累計形成采煤沉陷區(qū)面積11413.35hm2,比2022年增長1.06%;預(yù)計到2025年底,將累計形成采煤沉陷區(qū)面積11588.60hm2;到2030年底,將累計形成采煤沉陷區(qū)面積11842.32hm2(圖2)。

圖2 濟(jì)寧市任城區(qū)采煤沉陷區(qū)面積預(yù)測(2022—2030年)

3 任城區(qū)采煤沉陷區(qū)綜合治理實(shí)踐

3.1 采煤沉陷區(qū)治理概況

近年來,任城區(qū)先后投入資金8.4億元,實(shí)施采煤沉陷區(qū)治理項(xiàng)目62個,治理面積4787.98hm2,超額完成采煤塌陷地治理的“雙100”任務(wù)目標(biāo)。任城區(qū)牢固樹立“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念,深入推動黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展,堅持改革創(chuàng)新、因地制宜,探索了“采煤沉陷區(qū)治理+N”模式。N可根據(jù)沉陷實(shí)際選擇為治理修復(fù)后的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)、生態(tài)濕地、城市拓展、鄉(xiāng)村振興、休閑旅游等。

任城區(qū)先后實(shí)施了主城區(qū)周邊沉陷區(qū)生態(tài)修復(fù)工程[6],統(tǒng)籌山水林田湖草等要素,充分利用沉陷區(qū)大面積積水水面,建設(shè)少康湖(孟憲洼水庫)生態(tài)濕地。對城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)煤炭采空區(qū)注漿充填,提升了采煤沉陷區(qū)土地利用效益,拓展了城市發(fā)展空間,兼顧了采煤沉陷區(qū)綜合治理與土地綜合開發(fā)利用[7]。

3.2 技術(shù)與模式實(shí)踐

近年來,任城區(qū)在采煤沉陷區(qū)綜合治理實(shí)踐中,探索了4種治理模式,即土地復(fù)墾模式、生態(tài)修復(fù)模式、建設(shè)利用模式、綜合治理模式(表1)。

表1 濟(jì)寧市任城區(qū)采煤沉陷區(qū)治理主要模式和技術(shù)

土地復(fù)墾模式。該模式首要考慮恢復(fù)耕地功能,其主要技術(shù)有土地平整、挖深墊淺、疏排法[8-9]。岱莊煤礦二十里鋪街道趙廟村采煤塌陷地治理項(xiàng)目采用削高填低、土地平整、配套水利設(shè)施等措施,治理沉陷區(qū)土地104.93hm2,全部流轉(zhuǎn)給山東農(nóng)業(yè)大學(xué),作為糧種繁育推廣基地,開創(chuàng)了沉陷區(qū)治理服務(wù)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營的新模式。

生態(tài)修復(fù)模式。該模式利用工程和生物措施達(dá)到生物修復(fù)和景觀重現(xiàn)。具體來說,就是通過引入植物、微生物等對土壤修復(fù),變塌陷地為濕地、林地、綠地或草地[10-11]。唐口煤礦采煤塌陷地綜合治理項(xiàng)目,通過水系連通、景觀設(shè)計、邊坡綠化、植物修復(fù)等技術(shù)手段,治理土地204.38hm2,把保留的116.33hm2水面建設(shè)生態(tài)濕地,實(shí)現(xiàn)生態(tài)重塑。

建設(shè)利用模式。該模式使用探測技術(shù)測定城鄉(xiāng)建設(shè)用地周邊沉陷區(qū)的嚴(yán)重程度,對輕度沉陷區(qū)采用充填技術(shù),通過地基穩(wěn)定性評價后,補(bǔ)充為城市發(fā)展建設(shè)用地[12]。任城區(qū)與中國煤炭科工集團(tuán)采用注漿充填技術(shù)對岱莊煤礦條帶開采區(qū)進(jìn)行充填治理,項(xiàng)目一期治理土地100hm2,已順利通過驗(yàn)收,探索創(chuàng)新了采煤沉陷區(qū)土地綜合治理與土地開發(fā)一體化的“任城路徑”[7]。

綜合治理模式。該模式適用于深度、大面積沉陷區(qū)治理,具體來說,就是在科學(xué)規(guī)劃的基礎(chǔ)上,采用充填、挖深墊淺、疏排等方法進(jìn)行綜合治理,實(shí)現(xiàn)與地方經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展相適應(yīng)[13]。王樓煤礦流轉(zhuǎn)采煤沉陷區(qū)土地195.2hm2,采用挖深墊淺、土地平整等技術(shù)進(jìn)行綜合治理,發(fā)展“地?zé)豳Y源利用、有機(jī)果蔬種植、稻田+特色種養(yǎng)、工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖”四大特色生態(tài)產(chǎn)業(yè)[14]。

3.3 面臨的問題

在土地復(fù)墾模式中,低碳型土地復(fù)墾技術(shù)應(yīng)用不夠。在采煤塌陷地土地復(fù)墾中,大多采用傳統(tǒng)的土地平整、挖深墊淺、疏排法等技術(shù),生態(tài)型等低碳型土地復(fù)墾技術(shù)應(yīng)用不多。與傳統(tǒng)的土地復(fù)墾技術(shù)相比,生態(tài)型設(shè)施的修建可減少水泥和砂石等材料約40%,能耗降低約30%[15]。在基礎(chǔ)設(shè)施提升等土地復(fù)墾治理模式中,水利工程、田間道路大多使用水泥、砂石等高碳型建筑材料,綠色生態(tài)材料應(yīng)用推廣不夠。同時,采煤沉陷區(qū)治理與高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、農(nóng)田水利、生態(tài)修復(fù)、水質(zhì)凈化工程等有機(jī)銜接不夠。

在生態(tài)治理模式中,綠色生態(tài)建設(shè)應(yīng)用受到限制。濕地、林地、綠地具有調(diào)節(jié)水文、凈化水質(zhì)、維持生物多樣性等多種重要功能,對于維護(hù)生態(tài)平衡意義重大[16]。據(jù)研究,平均每公頃綠地日平均吸收1.767t CO2,釋放1.23t O2[17]。在強(qiáng)化耕地保護(hù)大的背景下,采煤塌陷地治理必須遵循優(yōu)先恢復(fù)為耕地的原則,對于沉陷深度大、積水嚴(yán)重的區(qū)域適用建設(shè)濕地、綠地等生態(tài)治理模式,但缺乏相關(guān)的支持性政策。另外,在已有的生態(tài)治理中,造林樹種選擇較單一,鄉(xiāng)土樹種特別是長壽、抗逆等樹種選擇應(yīng)用較少,導(dǎo)致生物多樣性相對較低,生態(tài)功能發(fā)揮較弱。

在建設(shè)利用模式中,減碳增匯的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制沒有建立。采煤沉陷區(qū)在應(yīng)用建設(shè)利用治理模式的過程中,無論是采用設(shè)施農(nóng)業(yè)治理,還是城市建設(shè)治理,自然生態(tài)系統(tǒng)碳匯計量機(jī)制均尚未確立,減碳降碳的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制沒有建立,沒有兼顧產(chǎn)業(yè)發(fā)展和雙碳目標(biāo)。有研究表明,建設(shè)用地面積每增加1%時,凈碳排放量將增加3.99%[18]。在采煤沉陷區(qū)綜合治理中,與全域土地綜合整治、城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤等結(jié)合不夠,沒有破解耕地、建設(shè)用地碎片化問題。

在綜合治理模式中,低碳治理模式探索尚未形成。圍繞采煤塌陷地綜合治理提供生態(tài)產(chǎn)品、實(shí)現(xiàn)生態(tài)價值,還沒有探索形成生態(tài)修復(fù)的有效路徑。采煤沉陷區(qū)治理和清潔能源建設(shè)結(jié)合不夠,光伏發(fā)電等清潔能源治理模式還未起步。采煤沉陷區(qū)治理碳匯處于起步階段,底子不清,有關(guān)生態(tài)碳匯技術(shù)研究不多,生態(tài)碳匯計量、認(rèn)證及政策還不健全。

4 對策建議

4.1 強(qiáng)化治理規(guī)劃引領(lǐng),探索多元化治理模式

根據(jù)濟(jì)寧市國土空間規(guī)劃和生態(tài)修復(fù)規(guī)劃編制情況,對采煤塌陷地治理規(guī)劃進(jìn)行重新修改完善,進(jìn)一步助推雙碳戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)。通過在采煤塌陷地治理規(guī)劃中融入基于自然的解決方案(Natural-based Solutions,NbS)理念、碳排放管控理念等[19],將生態(tài)整治、綠色碳匯、土壤碳匯等內(nèi)容納入規(guī)劃,因地制宜確定治理重點(diǎn)工程,強(qiáng)化采煤沉陷區(qū)治理規(guī)劃雙碳戰(zhàn)略引領(lǐng)。深化“采煤沉陷區(qū)治理+N”模式,在采煤沉陷區(qū)積水地區(qū),發(fā)展光伏新能源產(chǎn)業(yè),加快推進(jìn)唐口煤礦采煤沉陷區(qū)寧德時代安居一期35MW光伏建設(shè)。拓展?jié)竦?、綠地、林地模式適用空間,種植優(yōu)質(zhì)鄉(xiāng)土樹種,優(yōu)化生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間布局,使采煤沉陷區(qū)治理與新能源發(fā)展和雙碳戰(zhàn)略多目標(biāo)協(xié)同。

4.2 完善治理規(guī)范體系,探索綠色化治理標(biāo)準(zhǔn)

目前,我國現(xiàn)有的生態(tài)修復(fù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中尚未有關(guān)于雙碳目標(biāo)的約束性指標(biāo)。根據(jù)土地復(fù)墾、建設(shè)利用、綜合治理、生態(tài)修復(fù)等治理模式,緊盯雙碳戰(zhàn)略,探索研究制訂兼顧雙碳目標(biāo)導(dǎo)向的采煤沉陷區(qū)治理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,實(shí)現(xiàn)治理工作有標(biāo)可依、有據(jù)可考、有章可循。研究制定《雙碳戰(zhàn)略下采煤沉陷區(qū)綜合治理工作手冊》,形成以治理規(guī)劃為引領(lǐng)、以減碳增匯為目標(biāo)、以采煤沉陷區(qū)治理項(xiàng)目為抓手、以標(biāo)準(zhǔn)化手冊為指引的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。站在景觀生態(tài)學(xué)的視角,采用“近自然”的生態(tài)修復(fù)方法,使用綠色節(jié)能材料、資源再利用等措施,減少資源投入和能源消耗。推廣應(yīng)用生態(tài)修復(fù)等新技術(shù),改善土壤質(zhì)量,提升植被覆蓋率,增強(qiáng)生態(tài)固碳能力。

4.3 深化治理技術(shù)研究,融合多領(lǐng)域減碳技術(shù)

雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),核心在于減碳增匯技術(shù)的研究應(yīng)用。在治理采煤沉陷區(qū)時要把減碳增匯方面的研究成果加以充分的應(yīng)用和推廣,特別是在整治低碳型土地、提升土壤碳匯、優(yōu)化碳匯布局空間等方面加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)。大面積推廣秸稈還田、施用有機(jī)肥等技術(shù),增加土壤中有機(jī)質(zhì)含量[20]。在設(shè)計零碳零能建筑、節(jié)能建筑材料、資源化利用廢棄物等領(lǐng)域布局研發(fā)新技術(shù),在采煤沉陷區(qū)中集成使用減碳增匯技術(shù),打造近零碳采煤沉陷區(qū)治理示范項(xiàng)目。再者,堅持?jǐn)?shù)字賦能,積極運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù),構(gòu)建多維評估模型,精準(zhǔn)分析預(yù)測碳排放和碳匯的強(qiáng)度特征。建立智慧化的碳排放信息管理平臺,對采煤沉陷區(qū)治理減碳增匯實(shí)現(xiàn)全要素監(jiān)測、評估及預(yù)警。此外,還可以通過打造循環(huán)農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)來促進(jìn)采煤沉陷區(qū)的減碳增匯。

4.4 加強(qiáng)破壞源頭控制,探索可持續(xù)治理方式

源頭控制技術(shù)主要針對未沉陷土地,其特點(diǎn)為以綠色開采、協(xié)調(diào)開采理念為指導(dǎo),通過充填開采、條帶開采等規(guī)避性開采方法來達(dá)到不破壞或者減少破壞土地的目的[21]。根據(jù)任城區(qū)煤礦開采損害實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),采深和地下水位是影響土地?fù)p傷程度的關(guān)鍵因素,綜合任城區(qū)煤礦分布區(qū)地下潛水情況和開采煤層賦存條件,煤礦采煤沉陷深度小于300mm區(qū)域的采煤沉陷區(qū),地表不會出現(xiàn)裂縫,僅有極小的坡度變化,不影響正常農(nóng)業(yè)耕作,可采取人工自行治理即可恢復(fù)平整。推動礦山企業(yè)開展預(yù)治理和“邊開采、邊治理”技術(shù)應(yīng)用推廣[22],全力推動綜合治理和生態(tài)修復(fù),積極申報國家級采煤沉陷區(qū)綜合治理工程。

5 結(jié)語

濟(jì)寧市任城區(qū)牢固樹立“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念,堅持改革創(chuàng)新、因地制宜,歷經(jīng)多年實(shí)踐,積累了豐富的治理經(jīng)驗(yàn)。通過案頭研究,走訪調(diào)研,本文提煉總結(jié)出“采煤沉陷區(qū)治理+N”模式。值得注意的是,在采煤沉陷區(qū)治理取得良好效果的同時,也暴露了一些亟待解決的問題。

國家提出雙碳戰(zhàn)略為解決上述問題提供了新的思路和方向。本文認(rèn)為雙碳戰(zhàn)略與采煤沉陷區(qū)綜合治理相結(jié)合將是采煤沉陷區(qū)治理的必由之路。結(jié)合任城區(qū)實(shí)際情況,本文建議在采煤沉陷區(qū)的治理工作中,將碳排放管控措施納入治理規(guī)劃,設(shè)立關(guān)于雙碳目標(biāo)的約束性指標(biāo)完善治理規(guī)范,融合使用多領(lǐng)域的減碳技術(shù),以綠色開采、協(xié)調(diào)開采控制破壞源頭,助推減碳增匯,實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)。