矿山生态系统社会-经济代谢研究

采矿活动造成矿山生态系统的自适应性降低，以及人类后代生态福利的损失。因此，研究矿产资源开发过程中经济社会与自然环境之间的互馈关系，建立包含环境资源因素价值的可持续性评价指标，不仅对于矿产资源可持续开发与利用，对于产业和区域的可持续发展都具有重要的指导意义。研究内容包括：以社会-经济代谢为理论基础，运用物质能流核算框架和能值评估方法研究矿山社会-经济代谢机制与矿山生态系统之间的关系；定量评估矿山生态系统主要污染物排放对生态环境及人类健康的影响；分析矿山不同生命周期阶段社会-经济代谢与土地利用/土地覆被变化之间的关系。以矿山生态系统中的物能流为突破口，一方面，可通过统一的量纲解决矿山可持续评价中多学科指标难以兼容的问题；另一方面，可丰富矿产资源可持续管理与决策的技术手段。

矿产资源的开发导致的地球表层系统变化，以及采矿过程中的工业新陈代谢与土地转变使得自然环境和人类社会两大复杂系统之间的交互作用越来越明显，显著影响可持续发展。因此，合理认识和评价环境资源的贡献，评估矿业项目和采矿活动最终对可持续的净效应，是矿业持续发展战略的重要课题。世界上一些国际机构、政府、企业已经着手开展矿产资源可持续发展指标建设方面的工作。我国资源环境面临的严峻形势促使自然资源有效利用、生态环境与社会协调发展成为国家重点基础研究发展计划（“973计划”）中的重大需求。为了研究评估矿山生态系统的平衡性，即可持续性，制定可持续发展政策，需要有力的可以衡量的工具。. 本项目采用物质和能流核算论（Material and Energy Flow Accounting, MEFA）跟踪社会系统、经济系统和生态系统的物质流、能量流、废物流，分析它们在矿山生态系统新陈代谢过程中的互馈关系。具体完成了以下研究内容：构建了矿山生态系统物能流能值核算模型，建立了一套矿山生态系统能值评价指标体系对社会-经济代谢机制进行研究；对矿山生态系统的代谢产物，即主要的大气、水污染物排放和固体废弃物堆置造成的生态环境影响进行了量化，特别是定量评估了大气污染物对人体健康的潜在危害程度；以矿山土地利用/土地覆被变化（ Land-Use and Land-Cover Change, LUCC）数据为基础，利用矿山生态系统物能流模型提供的定量数据将社会-经济代谢与土地利用变化联系起来。对我国东部矿山实证研究表明：传统经济指标表现好的矿山企业对环境资源和经济投入的综合利用效率不一定高，而且能值投入占90%左右的煤层能值常常在现行的成本核算中被忽略；传统的能耗核算对能质的差异性考虑不足也低估了甚至忽略了沙石、水泥、油脂等原材料在矿山生态系统社会-经济代谢中的贡献；CO2通过气候变化对人体健康造成的影响不容忽视；能源的利用是矿山生态系统LUCC的重要社会-经济驱动力因子，而且矿山生态系统的垦殖强度明显高于所在区域平均水平。.本项目实现了在矿山生态系统的社会-经济变量与生物物理格局和作用过程之间建立起一种定量联系，解决了多学科综合评价指标的兼容，奠定了矿山生态系统能学过程研究的基础，提供了资源产业可持续性评价、区域产业战略决策、LUCC驱动力研究的新方法，丰富了可持续科学的方法和内涵。