矿区践行生态文明建设高质量发展总体设计及案例

陈 奇，白中科，曹银贵，王金满，周 伟，赵中秋， 冯 宇

2,3,满42,3,4，周 伟2,3,4，（1.四川农业大学风景园林学院，四川 成都 611130；2.中国地质大学（北京）土地科学技术学院，北京 100083；3.自然资源部黄土高原矿区土地复垦野外科学观测研究站，北京 100083；4.自然资源部矿区生态修复工程技术创新中心，北京 100083）

0 引 言

近年来，国内外在科教融合、产教融合立体化平台践行生态文明建设高质量发展方面研究逐渐增多。国务院印发的《国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见》（国办发〔2017〕95号），提出了一系列政策和措施，以推进产教融合发展。同时，各地政府也相继出台了一系列支持产教融合的政策[1]，例如，浙江省政府推出“百校千企工程”，鼓励企业与高校合作，加强人才培养和科技创新。国内一些高校也积极探索科教融合、产教融合立体化平台建设[2]，例如，清华大学的“清华产学研基地”、北京大学的“北京大学生命科学产学研基地”、浙江大学的“互联网+”产学研合作基地、上海交通大学的“产学研一体化平台”、南京大学建立的产学研合作的示范基地等，这些平台将高校、科研机构与企业、政府等合作伙伴联系起来，推动科技成果的转化和应用，同时推动了产业的升级和优化。国外许多高校和研究机构也在积极探索科教融合的实践，例如，德国的弗劳恩霍夫研究所和大学合作，以应对社会经济发展中的挑战[3]。美国的MIT（麻省理工学院）与许多企业进行合作，共同开展科研项目，推动科技成果的转化和应用。德国的“双元制”教育模式、美国的“实践教育”模式、日本的“产学合作”模式等[4]促进了技术创新和经济发展。

综上所述，科教融合、产教融合立体化平台践行生态文明建设和高质量发展的研究正在国内外得到越来越多的关注和实践[5]。基于以上考虑，本文以中煤平朔矿区黄土高原矿区土地复垦野外科学观测研究站为案例，系统梳理和总结多年土地复垦与生态重建经验，进一步探讨矿区践行生态文明建设高质量发展的方法和路径，旨在为绿色矿山建设、资源型城市绿色转型和创新人才培养提供本土化可借鉴的方案。

1 基地建设发展历程

中煤平朔集团有限公司地处黄土高原东部、山西省北部，朔州市平鲁区境内，西北沿长城与内蒙古自治区接壤。平朔安太堡露天煤矿，是在改革开放总设计师邓小平同志亲自关怀下，第一个引进外资的特大型项目，是“中国改革开放试验田”，1987年建成投产，之后又自主建设了安家岭露天煤矿和东露天矿，以及三座千万吨级的井工矿，形成露井联采的布局，产业结构由单一煤炭产业发展为煤炭、电力、煤化工、生态四大产业协调发展的布局。

1986—2023 年，中国地质大学（北京）、山西农业大学、山西省生物研究所、山西大学、自然资源部国土整治重点实验室，与中煤平朔煤业集团有限公司采用“多学科交叉融合、多专家联手攻关”的方式，不断深化研究内容，不断提升研究层次，先后共建了“土地资源可持续利用产学研基地”（2005年），原国土资源部首批“矿区土地复垦—山西朔州野外基地”（2011年，后更名为自然资源部“黄土高原矿区土地复垦野外科学观测研究站”），教育部首批“国家大学生工程实践教育中心”（2012年）、中国地质大学（北京）自然文化院平朔分院（2020年）。针对长期大规模开采活动中引发的资源问题、环境问题和社会经济问题，持续开展以“地貌重塑、土壤重构、植被重建、景观重现、生物多样性重组与保护”为核心的“点-线-面-网”科学观测研究和试验示范[6]，在我国中西部矿区具有典型的代表性、先进性和示范性。

经过38年建设，累计复垦土地已达6万余亩[7]，中国地质大学（北京）、中国农业大学、山西农业大学、山西大学、太原理工大学、太原师范学院等高校相关专业累计培养5 000余名本科生、200余名研究生，培训国土资源技术管理人才1万余人，已形成“矿-市-省-部-校”有效对接的自然资源技术与管理综合人才培养基地。“十四五”期间，基地全面深入贯彻习近平生态文明思想，大力弘扬平朔改革开放精神和右玉精神，锚定“再建一个新平朔”的奋斗目标，利用矿区复垦土地发展农、林、牧、药、生态旅游现代农业，建设光伏发电和风力发电项目，推动氢能、储能等技术储备和产业实践，努力蹚出一条“循环开发、绿色发展”的新型工业化之路。其建设发展历程如图1所示。

图1 中煤平朔集团基地发展历程（1985—2023年）Fig.1 Development history of China Coal Pingshuo Group Base（1985-2023）

2 基地功能建设成效分析

2.1 科学研究功能

我国黄土高原面积64万km2，仅占国土面积的1/20。黄土高原初步探明原煤储量5 800亿t，约占全国的2/3，国家14个战略重点煤炭基地有6个位于黄土高原。中煤平朔矿区是中西部生态脆弱区矿区的一个缩影，38年来，煤炭高强度开采加剧了原本十分脆弱的生态退化，如不及时系统修复，将直接影响我国“三区四带”生态安全战略格局中“黄土高原生态屏障”的生态安全[8]。在国内外，科教融合、产教融合立体化平台践行生态文明建设和高质量发展的研究正在逐渐深入[9]。

基地先后承担国家“八五”“九五”“十一五”“十二五”“十三五”科技支撑计划课题或重点研发计划课题6项，国家自然科学基金8项，教育部重大项目培育资金项目、重点科技项目3项，原国土资源部/原环境保护部公益性科研专项5项，企事业横向课题10项[10]。课题研究与矿区生产紧密结合的方式，取得的创新性成果如下所述。

1）创建了地下损伤防控与地上生态重建协调联动理论；揭示了黄土丘陵区特大型煤矿开采诱发地质环境损伤演化及其水文响应机制，阐明了矿区生态系统受损与退化机理，提出了“地貌重塑、土壤重构、植被重建、景观重现、生物多样性重组与保护”五元共轭论。发展了地质环境损伤防控技术。

2）创新了高强度开采地质环境损伤演化大规模精细化数值模拟预测技术。提出了采动覆岩离层精准注浆减沉技术，形成了“地下-地上”一体化防漏保水技术，研发了特殊敏感保护目标避让减损、物种采集与植被移植技术。

3）研发了地貌重塑与土壤重构技术。创新了黄土丘陵露天煤矿排土场一体化地貌重塑技术，研发了黄土丘陵井工煤矿塌陷地梯田构筑与微地形改造技术，发明了黄土丘陵露天井工复域区水-肥-气-热协同的土壤立体化重构技术。

4）开拓了植被重建与生物多样性重组技术。为黄土丘陵煤矿区筛选了30余种抗逆性强的先锋植被与适生植物，首创了“前期人工支持引导+后期自然修复”植被配置和生物多样性重组模式，建立了全球范围内采矿生态重建区唯一的5个100 m×100 m永久性固定样地和45个25 m×25 m生物多样性功能实验样地。通过持续攻关，不仅从理论上丰富了黄土高原这一特定区域生态修复理论，而且其理论成果对我国类似矿区生态安全以及数百万居民的生产和生活以及社会的可持续发展具有重要的借鉴和实践指导意义[11]。

2.2 教育教学功能

基地依托教育部首批“国家大学生工程实践教育中心”，以土地资源管理-国家级特色专业建设-国家一流专业为目标，以“技术管理型”人才培养为特色，设置了土地挖损、塌陷、压占和污染，以及调查、评价、规划、设计和实施等10余个野外科学观测点[12]；联合采用“《国家职业大典-土地整治绿色职业》人才需求与思政教育相融合”“校内实验平台快速提升与校外试验示范基地充分挖掘相对接”“专职教师引进、培养双轮驱动与企业导师聘请相互补”方法，将技能培养知识点有效融入土地资源管理、土地整治工程专业建设、学科发展等课程体系中，丰富土地资源管理、土地整治领域的技能培养内涵，有效解决了土地整治创新人才培养体系严重缺失、实践教学环节不全、实践技能考核失真、专业师资队伍匮乏等问题，为我国土地资源管理专业、土地整治工程专业的培养目标、标准、教学内容、企业导师等方案的制定提供可借鉴的模式。

2.3 试验示范与科普功能

作为融土地复垦“理论方法-工程技术-试验示范-标准规范-监测监管-推广应用”一体的科普基地，研究成果支撑了中华人民共和国土地管理行业标准《土地复垦方案编制规程-通则》（2011）、《土地复垦方案编制规程-露天煤矿》（2011）、《土地复垦方案编制规程-井工煤矿》（2011）、《土地复垦质量控制标准》（2013）、《生产项目土地复垦验收规程》（2014）、《矿山土地复垦基础信息调查规程》（2016）出台，有力指导了全国煤炭企业土地复垦方案的编制。项目团队主持的国家重点研发计划课题“土地复垦与修复质量标准研究”（2017—2020），按照“保护优先与源头防控、统一规划与统筹实施、人工引导和自然恢复相结合、系统治理与功能提升”的基本原则和技术路径，支撑自然资源部国土空间生态修复司起草了中华人民共和国国家标准《煤矿土地复垦与生态修复技术规范》《矿山土地复垦与生态修复监测评价技术规范》，对规范我国生产煤炭矿山土地复垦与生态修复工作起着重要的指导作用。同时，该基地为中小学生、大学生、企业人员等开展“两山论”科学传播60余次。

3 基地功能提升总体设计

3.1 目标定位局

根据生态文明建设和高质量发展的国家重大需求，遵循“山、水、林、田、湖、草、沙”的理念，从土地资源、水资源、生物资源、景观资源、人居环境损毁与复垦利用角度[13]，探讨矿产资源开发集中区生态安全问题，揭示矿产资源开发集中区生态安全的规律，提出以土地复垦为核心，土地资源、水资源、生物资源、景观资源恢复利用为目的，统筹解决矿区所在地居民的生产、生活、生态问题的控制对策（图2）。

图2 矿区土地复垦与生态重建内涵式发展演变阶段Fig.2 The connotative development and evolution stages of land reclamation and ecological reconstruction in mining areas

具体建设目标主要体现在以下几个方面。育山：重塑与矿区周边景观相协调的地貌；理水：梳理矿-农-城水系网络，探求生态用水平衡；造林：重建矿区植被，保护生物多样性；养田：重构矿山无障碍层的土体，提升土壤质量与功能；调气：开辟矿-农-城区域通风廊道，调节矿区微气候；梳脉：疏通矿-农-城点线面网的绿脉水脉；完型：完善矿-农-城公共空间系统，组织城市多元活动；修文：传承人文山水园林理念，凸显自然生态文化、企业文化和工程精神。

3.2 方法路径

基于科教融合、产教融合的立体化平台功能提升研究方法的路径如下所述。

1）搜集科研、教学、实践、矿山企业文化相关资料，分析“数据观测-规律发现-技术转让-政策制定”一体化产学研协同平台对国家、部委、学校、企业高质量发展的关键环节。

2）针对平台建设的社会经济效益进行评估问卷，调查学校、学院、学生和企业等不同层次和群体对平台建设的理解和成效，获得公众感知的整体认知，为平台未来建设方向提供基础[14]。

3）系统调查分析如何通过国土整治与生态保护修复工程，助推资源型城市“生产、生活、生态”三生空间重构，规避资源枯竭型城市转型发展的世界性难题。生态扶贫的根基是资源承载力的提升，其中，面向“人”的生态扶贫举措中，生计资本和可行能力提升是重点；面向“地”的生态扶贫举措之一，提升地理资本是基础；面向“业”的乡村振兴政策，一方面应降低产业脆弱性，另一方面要增强产业的包容性。降低产业脆弱性方面，既要关注这类地区资源和环境可持续性，又需关注产业竞争力、可持续性、多样化、发展条件改善和经济活力提升等方面。研究结果将涉及到能否在我国生态环境脆弱易损、矿产资源最为集中丰富的开发区[15]，科学、合理、及时重建若干系统完整、生存安全、功能持续的土地生态系统，从而代替传统的农耕生产方式、生活内容、生态模式，保持生态恢复重建的最小风险。

综合成效评估的方法路径如图3所示。

图3 综合成效评估的方法路径图Fig.3 Methodological roadmap for comprehensive effectiveness evaluation

3.3 基于科研功能的野外科学观测研究站建设

从“提升生态系统多样性、稳定性、持续性”角度，基地围绕以下方面开展研究。①特大型矿区剧烈扰动下生态系统受损及退化加剧的程度；②生态重建关键技术应用能促使矿区受损生态系统发生逆转的速度；③在极端气候条件下，重建生态系统抵御自然灾害的强度。系统分析30余年来地貌重塑、土壤重构、植被重建、景观重现与生物多样性重组关键技术的先进性与适用性；系统分析30余年来“草、灌、乔同时并进”模式的碳汇过程及生态系统服务协同过程；系统分析30余年来“五元共轭”理论方法广泛应用于黄土高原、内蒙古草原、西部荒漠矿区等推广应用价值；系统分析30余年来以土地复垦与生态重建为基础，在资源鼎盛期率先打造产业接替、有序实现“现代种植业—现代养殖业—现代加工流通业—现代观光休闲农业”有效对接模式，为我国矿区提供了可复制样板的可行性。

3.4 基于教育教学、试验示范、科普和文化功能的建设

为培养担当民族复兴大任的时代新人、提升自主创新能力、尽快突破关键核心技术，把文化建设摆在更加突出位置，落实立德树人根本任务，充分发挥双方各自人才优势、教育优势和资源优势，形成优势互补、高质量发展的战略合作布局，基地应进一步开展以下研究。系统总结中煤平朔集团作为大型国有企业，珍惜资源、节约资源、科学循环开发利用资源，注重保护和恢复自然生态，人与自然和谐发展的“企业可持续发展”理念；尊重自然、科学合理地进行绿色矿山勘查、绿色开采、绿色建设的绿色矿业文化[16]；充分保护和利用矿业遗迹，开展工业旅游与生态旅游的地学文化；为保证国家安全和社会发展衍生的矿业红色文化；个人发展和企业发展相统一的“企业经营哲学理念”，以及勇于担当社会责任的工程精神和文化遗产。系统分析2012年教育部国家大学生工程实践教育中心建设以来，中国地质大学（北京）等相关高等院校实践教学成效和问题；面向国家需求的土地整治与生态修复创新人才培养体系建设、首创土地整治工程专业在全国16所高校推广应用的成效和不足。系统总结基地边塞军事文化演变、人文古迹与历代名人演变、民族文化与商贸枢纽演变、门神文化与和谐文化演变、农耕文化与矿区景观演变的成效和不足。

3.5 基于校企合作践行“两山论”综合成效评估

平朔矿区在生态文明建设方面符合国家需要，并走在前列。早在20世纪80年代，就开始探索和实践土地复垦工作[17]。为进一步助推企业高质量发展，应开展的研究如下所述。

1）地貌重塑、土壤重构关键技术创新效益评估。国外露天矿排土场建造的惯例是先把开挖区原地貌表土单独剥离存放一处，并加以养护，当排土场达最终标高后，先铺底土，再把原表土二次倒运，铺覆于排土场表面[18]。但据研究团队试验，在黄土高原大型露天煤矿照搬此法不妥。因此，应进一步系统评估“黄土母质直接覆盖、快速熟化”工艺，减少表土单独剥离、存放、二次倒土创造的价值；研究通过复垦获得有生产力的土地面积每公顷土地平均升值价值及累计价值[19]；同时，基地按照国家标准已经验收复垦耕地7 000余亩①1亩=666.67 m2。，应系统评估为企业节省补偿费用的经济效益。

2）植被重建与生物多样性重组关键技术创新效益评估。国外土地复垦与生态恢复中的植被栽植方法往往采取直播，演替途径往往是先草后树，即先依靠草本植物改善生境，数年后木本植物可自然侵入、繁殖定居；但在我国大多煤矿区，由于自然条件恶劣，如果采取此种方式，前期以草为主重建的生态系统在数年后会自行退化，木本植物很难自然侵入，即使有零星自然侵入的树木，也生长不良。例如，1987—1990年，安太堡煤矿还处于中美合资时期，排土场被动接受了美国复垦模式[20]，以草为主，以草先行，现已彻底退化；基地目前累计投入复垦资金超过20亿元，复垦土地超过7万余亩，部分农业生态产业工程已经开始运行。因此，应进一步系统评估“草灌乔同时并进”模式的碳汇价值及生态服务价值增量，系统评估已提供的绿色食品价值、生物产品价值和复垦土地生态修复的旅游观赏服务价值。

3）服务民生保障和生态产业转型发展效益评估。基地先后多次进行用于搬迁村民的住宅修建和生产生活等其他补偿；修复了煤炭开采损毁的耕地，在修复土地新建蔬菜大棚、智能温室和羊场，提供直接就业岗位2 000余个，解决了失地农民就业难的问题，对维护当地社会稳定发挥了重要作用；基地一期潜在农光互补新能源项目已经筹建完毕，二期、三期正在有序筹建，项目建成，预计年发电量6.44～7.36亿kW·h。因此，应进一步系统评估服务民生保障和生态产业转型发展的社会效益。

4 结 语

生态文明建设与高质量发展已成为时代赋予的重大课题，而科教融合、产教融合立体化平台为探索这一重大课题提供了有力的工具和路径。通过深度整合科技研发、教育资源以及产业实践，平台展现了推动生态文明理念建设、促进经济社会绿色转型的巨大潜力。

黄土高原矿区土地复垦野外科学观测研究站以科研功能为基础，充分发挥教育教学功能，打造实验示范与科普基地，本文重点分析基地在解决重大科学问题发挥作用研究、教育和人才培养中建设模式研究、自然与企业文化研究三个方面内容[21]，注重校企合作，推动关键技术落地、复垦产业效应、节约效益和生计效益方面的评估研究，为进一步全面深入贯彻习近平生态文明思想，大力弘扬平朔改革开放精神和右玉精神，利用矿区复垦土地发展农、林、牧、药、生态旅游现代农业，建设光伏发电和风力发电项目，推动氢能、储能等技术储备和产业实践，努力蹚出一条“循环开发、绿色发展”的新型工业化之路。该案例为验证科教融合、产教融合立体化平台对推动行业可持续发展、实现经济效益与生态效益协同优化，提供了本土化可借鉴的经验与启示。同时，该案例还说明，科教融合、产教融合立体化平台助推生态文明建设和高质量发展并非孤立运行，需要政府、企业、高校研究机构等多方力量共同参与。