黄河作为我国的“母亲河”，不仅是重要的生态屏障，也是国家能源经济的核心地带。黄河上游地区承担着水源涵养的重要任务，同时也是煤炭生产的集中区域，为国家能源供给提供了坚实保障。
黄河流域风沙采煤沉陷区的现状
黄河流域高强度的煤炭资源开发在促进经济发展的同时，也带来了严峻的生态问题。大规模采煤活动引发地表沉陷、裂缝及滑坡等地质灾害，使原本生态脆弱的风沙地区雪上加霜。据统计，我国23个省（区、市）共形成约200万公顷的采煤沉陷区，并以每年7万公顷的速度不断扩大，其中黄河流域占据重要比例。这些沉陷区不仅面临生态修复难度大的问题，还因地下水系统破坏、水资源流失和污染等问题，进一步加重区域生态负担。在这样的背景下，作者对黄河流域风沙采煤沉陷区的生态治理与修复开展了一些列研究。
布尔台煤矿景貌
风沙采煤沉陷区的危害
采煤沉陷对生态环境的影响是多方面的，其直接表现为地表沉降、裂缝以及滑坡等灾害的发生。这些地质灾害不仅改变了原有地貌形态，还破坏了土壤结构。裂缝使土壤持水力下降，进一步引发风蚀和水蚀，导致土壤养分大量流失，同时破坏了土壤微环境的稳定性。此外，采煤沉陷还对区域水资源造成污染，地下水渗漏和水质恶化问题显著。生态系统层面，植被退化现象普遍，生物多样性受到严重威胁，而土壤微生物群落结构的改变则进一步削弱了生态系统的恢复能力。这些恶性循环不仅使生态系统功能丧失，还对区域居民的生活与生产造成深远影响。例如，农田减产、牧草退化等问题使当地经济发展面临巨大挑战。资源开发和环境保护之间的矛盾在采煤沉陷区表现得尤为突出，亟需创新治理方法予以破解。
采煤沉陷危害（左图为沉陷区地表裂缝，右图为墙体裂缝）
风沙采煤沉陷区治理的创新
针对采煤沉陷区复杂的生态问题，本研究团队通过多年野外调查和实验研究，发现了传统治理理念的局限性，提出了一系列创新性的治理措施。传统观念认为，沉陷裂缝的出现只会对植被根系造成损伤，进而引发植被枯死和林分退化。然而，研究发现，在沉陷裂缝周边，小叶杨等植物根系受损后能够沿裂缝带萌蘖出新的幼苗。这一现象为生态修复提供了全新的自然推动力。基于这一发现，本书提出了“防渗蓄水保肥技术”和“植被重建技术”，从土壤改良与植被恢复两方面入手，有效解决了沉陷区土壤水分流失和植被退化的核心问题。此外，本研究还将经济树种的引入作为修复策略的一部分，例如通过种植适应性强、经济价值高的树种，兼顾生态治理和区域经济发展需求。通过这一系列创新措施，本研究为黄河流域采煤沉陷区的绿色可持续发展提供了重要的理论支撑和实践路径。
采煤沉区小叶杨萌蘖
内容简介
本书基于黄河流域风沙采煤沉陷区植被恢复与生态治理现状，结合土壤学、植物生理学等理论知识，介绍了黄河流域风沙采煤沉陷区的主要生态环境问题与治理思路，规避了在传统试验思路和成果中，沉陷裂缝造成的根系受损被惯性认为只会带来植被枯死、林分退化的问题，重点对沉陷裂缝周边的土壤、植被和地表覆盖物等环境指标进行了相关的试验与探究，并提出了黄河流域风沙采煤沉陷区防渗蓄水保肥技术及植被重建技术，为风沙采煤沉陷区植被恢复及衰退林的保育提供了理论依据和科学手段。课题组成员将多年来积累的相关研究经验汇集为本书，以期在黄河流域矿区经济效益最大化的同时使生态效益得到最大保障。
第1章 矿区生态破坏与修复概述。对黄河流域矿区生态修复现状进行了概括描述，介绍了当前采煤沉陷对生态环境的破坏情况与修复手段。
第2章 风沙采煤沉陷对土壤的影响。基于前人的研究思路，探究了沉陷裂缝下不同沉陷程度与沉陷深度对土壤容重、土壤水分分布等土壤性质的扰动，总结了沉陷裂缝影响下土壤物理性质的变化特征。
第3章 风沙采煤沉陷区土壤水热耦合特征。选定不受人为干扰的土壤样地对冬季冻融土进行温湿度监测，系统分析了采煤沉陷区冻融过程中土壤温度变化，探究了土壤水热运移对冻融过程的响应机制
第4章 风沙采煤沉陷区受损小叶杨根系萌蘖与土壤微环境耦合特性。针对沉陷裂缝处小叶杨根系萌蘖现象，在开展一系列小叶杨受损根系萌蘖与土壤微环境的耦合关系探究试验的基础上，对影响小叶杨根系萌蘖的土壤微环境条件进行了主次分析。
第5章 风沙采煤沉陷区修复树种凋落物的分解特征。重点分析了采煤沉陷区大面积覆盖的凋落物分解情况，探明了采煤沉陷区凋落物分解机理与影响因素。
第6章 风沙采煤沉陷区生物结皮分布及其对环境影响的特征。探究了生物结皮覆被对植被和土壤的作用效果，就生物结皮对环境的改良与碳排放效果变化进行了说明。
第7章 风沙采煤沉陷对植被蒸散发的影响特征。主要通过分析采煤沉陷区滑动型沉陷对土壤及植物群落蒸散发的影响，量化了沉陷区常见生态恢复树种蒸腾量，确定了采煤沉陷区影响土壤蒸发及植物蒸腾的主要环境因子。
第8章 采煤沉陷区不同种源地文冠果的生长适宜性及耐盐性。在调查不同种源地文冠果对试验地的生长适宜性的基础上，明晰了不同浓度盐胁迫下文冠果生长和生理指标的变化，揭示了特殊生境下不同种源地树种的适应机理。
第9章 采煤沉陷区土壤防渗蓄水保肥技术。在前文研究及模拟施用土壤改良剂的基础上，详述了改良作用下土壤环境与植被生理特征的变化，为大规模实施土壤防渗蓄水保肥技术提供依据。
第10章 风沙采煤沉陷区经济树种生长适宜性评价。采用实地考察方法对沉陷区经济树种的植被恢复情况进行了调查，通过树种适应性评价结果，得出沉陷区植被恢复选育树种，为黄河流域风沙采煤沉陷区植被恢复与生态治理提供了技术支撑。
图书学术价值
本书立足于风沙采煤沉陷区的生态治理现状，系统研究了沉陷裂缝对土壤、植被和地表环境的多重影响，挑战了传统观点中裂缝仅带来破坏的认知，首次揭示了沉陷裂缝在特定条件下对植被根系萌蘖的生态修复促进作用。这一发现不仅拓展了采煤沉陷区植被恢复的理论视野，还为区域生态治理提供了全新思路。同时，本书深入探讨了冻融条件下土壤水热耦合特性，揭示了水热运移对土壤结构和植被恢复的关键作用，并分析了生物结皮对土壤改良、植被生长和碳排放调控的显著贡献。此外，通过对凋落物分解规律的研究，明确了其在沉陷区土壤养分循环中的核心地位。结合这些研究成果，本书提出了防渗蓄水保肥技术、植被重建技术及经济树种引入策略等系统性治理方案，这些技术不仅有效缓解了沉陷区水土流失、土壤退化等问题，还实现了生态效益与经济效益的协同提升。本书的理论创新和技术实践为风沙采煤沉陷区的绿色可持续发展提供了系统性支撑，也为国内外类似生态脆弱区域的治理提供了宝贵的经验和参考。
资助项目
内蒙古自治区科技重大专项课题“重点区域荒漠化过程与生态修复研究示范（zdzx2018058）”
内蒙古自治区自然科学基金“风沙采煤沉陷区小叶杨根系萌蘖与裂缝微环境互馈机制（2023MS03002）”
鄂尔多斯市科技重大专项课题“鄂尔多斯采煤沉陷区植被修复与营建技术研究（2022EEDSKJZDZX020）”
内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目“风沙采煤沉陷区小叶杨根系萌蘖促发机制（BR220401）”
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