第一节　泥炭工程学的研究对象和任务

一、泥炭的概念

由于泥炭科学发展历史浅近，泥炭的概念和名词至今尚未统一，给泥炭贸易和学术交流中造成不必要的混淆和麻烦。在我国，民间把泥炭称为草炭、土煤或草垡子，煤炭学界根据泥炭处于成煤过程第一阶段，沿用俄文文献称呼，将泥炭称为泥煤。事实上，用草炭统称泥炭是不符合科学事实的，因为藓类泥炭是藓类植物残体构成的，木本泥炭是木本植物残体构成的，藓类植物和木本植物都不是草本植物，因而也就不能用草炭一词统称。而泥煤一词只有煤炭学界使用，学科覆盖范围较小。为了学术和产业交流的一致性，避免商业纠纷发生和学术交流歧义，应该对泥炭名称进行统一和规范。

在国际贸易和学术交流中，泥炭一词在英文里是peat，俄语里是торф，德语里是torf，芬兰语中是turve，瑞典语中是 torv，这些名称在国际交流中是通畅和没有歧义的。但一些俗名或者生僻单词常常在交流中出现一定的混淆。德国泥炭学家韦伯将泥炭地划分为高位、中位和低位三种类型，分别对应着高位泥炭、中位泥炭和低位泥炭，经常被误解为泥炭质量的高低，而其本意是泥炭发展阶段和营养类型，应该翻译为贫营养泥炭、中营养泥炭和富营养泥炭会更准确一些。而在英文词汇中，表示贫营养泥炭的词语是oligotrophic peat，中营养泥炭的专用词语是mesotrophic peat，富营养泥炭的专用词语是eutrophic peat。为了统一起见，可以用sphagnum peat藓类泥炭代表高位贫营养泥炭，而用fen peat草本泥炭代表低位富营养泥炭。此外，白泥炭和黑泥炭两个名词有时分别代表藓类泥炭和草本泥炭，但也可能用于区分不同分解度的藓类泥炭。两种称呼在泥炭生产和学术研究中约定俗成，有时甚至用于企业之间的贸易合同。特别需要提出的是，sphagnum和moss两个词虽然都指藓类泥炭，但sphagnum peat 主要指藓类植物残体已经转变为泥炭，而sphagnum moss 往往指尚未转化为泥炭的活藓层。sphagnum是植物学上的泥炭藓专用名词，中文既有翻译为水藓的，也有翻译为水苔的，我们认为还是统一翻译为泥炭藓更好。对于普通用户来讲，只要知道是sphagnum 和moss 都是藓类泥炭，不是草本泥炭就足够了。我国泥炭以草本泥炭为主，英文中表示草本泥炭的词语是fen peat，属于富营养泥炭（eutrophic peat）。如果植物残体以苔草为主，可以用苔草泥炭表示（sedge peat），如果以芦苇残体为主，也可以称为芦苇泥炭。但无论如何草本泥炭不能用moss peat作英文译名。

不仅泥炭名词存在模糊问题，泥炭概念和定义也有较大的争议，特别是确认泥炭特征的技术指标在不同国家间也有很大不同。因为泥炭由植物残体、腐殖质和矿物质三大组分构成，所以泥炭定义既要看泥炭有机质含量的最低标准，又要看其中的有机物分解状况。柴岫等人在其所著的《泥炭地学》绪论中提出，泥炭是由不同分解程度的松软有机堆积物构成，其有机质含量应在30%以上。这种定义可以将泥炭与褐煤、草根层以及枯枝层加以区分。褐煤中未分解的有机体极少，残体难以辨认，含水量少，炭化程度高，C/H值和C/N值都比较高，而且大多石化。枯枝落叶层的残体分解很少，枝叶保存完好，易于与泥炭区分。草根层是泥炭的形成层，草根层中有机质含量大多超过30%，但活植物根系含量也可能超过50%以上，这就可能导致草根层具有一些泥炭层中所没有的新鲜成分。此外，草根层处于好氧通气状态，植物残体的分解以好氧分解为主，因此，可以根据这些特征将草根层和泥炭层区分。

有机质是泥炭的主体，是泥炭的基本属性。但是不同国家秉持不同的开发理念和保护政策，所以各国泥炭的有机质含量下限也不尽一致。有的国家将有机质含量30%以上定为泥炭，有的国家将有机质含量50%以上定为泥炭，目前看采用有机质含量30%作为泥炭标准下限的国家占多数。另外从矿产资源利用价值上看，泥炭矿产除了有机质含量要超过一个标准外，其泥炭层厚度和泥炭矿规模也要达到一定标准。世界多数国家的泥炭层最低厚度在自然湿地状态下是50cm，在疏干状态下是30cm。

二、泥炭地和泥炭矿的概念

泥炭地就是泥炭的产地或有泥炭堆积的地方。拥有繁茂的沼泽植被和稳定的沼泽水文情势、正在持续进行泥炭形成和积累的泥炭地叫泥炭沼泽，英语中将这类泥炭地称为mire，即活着的泥炭地。如果泥炭地被掩埋、疏干、开垦，沼泽植被、沼泽水文情势完全丧失，泥炭形成和积累完全停止，则称为衰亡泥炭地。可见泥炭地是包含了正在积累泥炭的自然泥炭地和停止泥炭形成和积累的退化或衰亡泥炭地的统称。

英语中关于泥炭地、泥炭沼泽有一些特定词语和用法，熟悉和理解这些词语对提高国际学术商务交流水平、加强国际合作具有一定意义。首先，中文里的沼泽是一个笼统的包容性很强的词语，只要生长湿地植被、存在湿地水文情势、土壤积累泥炭或土壤严重潜育化的地段都可以划入沼泽的范畴。但在英语中，不同类型的沼泽有不同的专有名词。mire专指仍在形成和积累泥炭的泥炭沼泽，也就是我们所说的自然泥炭地或现代泥炭地。 swamp 是指森林沼泽或芦苇沼泽，多数情况下有泥炭积累，也有因为反复泛滥掩埋，不能形成泥炭积累，如红树林沼泽和芦苇沼泽。fen 专指富营养草本泥炭沼泽，有草本泥炭积累。marsh则特指没有泥炭积累的草本沼泽，国内一般翻译为矿质沼泽。在泥炭沼泽中，由藓类植物为主导群落的、泥炭地表中心凸起的藓类泥炭沼泽叫bog，中文可以翻译为凸起藓类沼泽或高位沼泽；在水汽丰沛、气候冷湿的大西洋东岸山坡上广泛发育的藓类泥炭沼泽blanket，中文可翻译为披盖式泥炭沼泽。芬兰等国还有垄洼复合的apaa沼泽，中文可以翻译为垄洼复合沼泽。

因为中英文泥炭地名词语境的不同，在中英文互译中经常发现没有准确对应的表达词语。拉姆萨尔Ramsar公约的湿地定义是一个管理指向的综合概念，将各种富水的自然体如沼泽、湖泊、河流、海滨以及稻田水塘等全部并入湿地范畴。从表1-1可以看到，湿地公约的bog是凸起藓类沼泽，fen是草本泥炭沼泽，swamp是森林沼泽或芦苇沼泽，marsh是矿质沼泽（包括淡水沼泽和盐沼）。而Ramsar公约定义中的peatlands（泥炭地）却有边界模糊的问题。因为泥炭地一词既可能是具有湿地植被和湿地水文、正在进行泥炭形成和积累的现代泥炭沼泽，也可能是已经疏干退化、湿地植被和湿地水文缺失、泥炭形成和积累完全停止的衰亡泥炭地。这种衰亡泥炭地已经彻底丧失了湿地功能和效益，已经不属于湿地范畴，只不过是碳的储存场所，且这种储存功能也因为泥炭沼泽排水后通气性加强、有机质分解加快而逐渐耗散，不能真正起到保护有机碳库的作用，这种衰亡泥炭地中的泥炭会因为不断分解耗散，不可能留给子孙后代。

泥炭矿是从矿产开发角度提出的专用名词。所谓泥炭矿，就是达到合理技术经济指标的泥炭含矿地段。为了泥炭开发的技术经济合理性，泥炭矿中的泥炭品位不仅要达到规定的最低标准，还要求有一定泥炭厚度和储量。不同储量规模和品位的泥炭矿其开发条件和开发利用方向以及开发利用效益都有很大差别。所以，我国规定，作为矿产的泥炭资源品位至少要达到30%以上。其中有机质含量在30%～50%的泥炭定为劣质泥炭，有机质含量大于50%定为优质泥炭，劣质泥炭和优质泥炭的利用价值不言而喻。泥炭储量依据于泥炭地面积、平均深度和容重，所以泥炭的最低厚度也是泥炭矿的基础指标之一。我国规定，疏水前的泥炭层厚度必须大于50cm，排水后的泥炭层厚度必须大于30cm。如果是多层泥炭矿，则至少一层泥炭要达到可采厚度。在泥炭储量上，我国规定总储量1万～10万吨（烘干重）的为小矿，10万～100万吨的为中矿，大于100万吨的为大矿。

三、泥炭工程学的概念

泥炭工程学是研究如何从地球表层获取泥炭矿产资源并进行高效加工的技术科学，换句话说，泥炭工程学是研究泥炭矿产开采与利用的技术科学。泥炭工程学以工程学理念和方法为手段，以泥炭矿产合理利用和经济、社会、环境协调发展为目标，综合运用物理学、化学、地质学、环境学、经济学、社会学和土木工程、机电技术等知识和手段，系统分析和深入研究泥炭矿产开发和保护过程所涉及的成矿过程、勘查评价、规划设计、开采运输、矿石处理、产品加工、市场推广、迹地修复、保护重建和项目管理等一系列工程技术问题，以达到用最少的社会、经济、环境成本，为人类提供高效、安全、有用的泥炭产品和服务的目的。

泥炭工程学是研究泥炭开发利用和保护管理的技术科学。泥炭工程学是根据基础科学原理，研究泥炭矿产的形成发育规律，探索泥炭矿产的地质特征，综合运用泥炭地质学、水文地质学、工程地质学、矿山安全科学与技术，按科学的工程程序，采用一定的机电设备及配套管理体系，采出矿床里的泥炭资源，并进行科学加工和应用推广的一种工程活动和技术科学。泥炭工程学的研究目的是泥炭开采的安全、高效、低能耗、少排放和加工技术的高产、低耗、增值和减排，这就要求泥炭工程学综合运用现代科学理论与相关工程技术，深入分析、研究泥炭矿产开采的复杂多变、影响多样的客观条件，掌握和利用泥炭露天开采的基本规律，系统研究和深入开发高效、安全、高收率、具舒适作业条件的现代化泥炭开采的科学理论和工程技术。同时，广泛吸取相邻学科的先进理论和技术手段，针对泥炭资源的特性特征，努力开发高效环保、健康绿色的泥炭新产品，提高泥炭资源附加值，增加企业利润和国家税收，促进社会、经济和环境可持续发展。

泥炭资源属于新兴矿产资源，泥炭赋存于地表浅层，和周边气候、水文、植被、土壤、人类活动关系密切。泥炭矿产开采主要采取露天开采方式，空间完全开放，容易对外界产生影响；开采施工可能造成地表道路、水系、建筑物、耕地、林地发生必要的改变；泥炭矿多分布在负地形内，泥炭开采后地表高程进一步降低，形成更深的负地面，易于造成水分积聚。但由于我国泥炭层厚度普遍较薄，泥炭地面积广大，整体地面高程下沉，会形成新的相对地表形态，所以开采迹地的修复和再利用并不困难；泥炭矿石的干燥、加工利用过程可能产生一定粉尘和噪声。这些泥炭开采加工过程都必然面临诸多需要解决的社会、经济和环境问题，需要进行系统的、综合的、全面的规划和安排，提出相应的对策和措施，也需要泥炭工程学提出科学解决途径。所以，泥炭工程学面临的问题不仅涉及物理、化学、经济学等基础学科，还与地区的社会、经济和环境关系密切，对区域社会、经济和环境的可持续发展具有重要的意义。

四、泥炭工程学的研究内容与任务

泥炭工程学是一门综合性科学与面向生产实际的工程技术，它涉及泥炭矿产地质特征勘查，采集和分析样品，规划设计与开采方案，评价泥炭开采和加工的环境影响，编制设计泥炭开采加工可行性研究报告，设计开采后泥炭原料包装标识，设计组织泥炭产品的研发、产业化和生产工艺，组织实施泥炭标准化，开展泥炭开采迹地的修复重建，设计规划泥炭地保护工程，推进实施泥炭地责任管理等内容。泥炭工程学学科内容涉及泥炭地质学、水文地质学、工程地质学、气象气候学、植物修复学、机电工程技术、系统科学与工程、计算机科学与技术、环境保护、安全技术与工程、机械设计修理等多个学科门类，目前已经形成了许多研究方向。

（一）泥炭地质学

泥炭是泥炭沼泽的产物。以矿产地质学理论和方法，对泥炭成矿因素和成矿过程进行深入研究，查明泥炭矿床成因、矿床和矿体地质特征，分析泥炭品位变化规律，调查泥炭矿区水文地质和工程地质特征，以便为合理规划设计泥炭开采和排水方案、规划实施泥炭开采迹地修复重建及保护利用提供科学依据，实现合理开发利用泥炭资源、提高开采率、降低贫化率、减少开采风险的目标。

（二）泥炭勘查工程

包括勘查阶段划分、勘查网度布置、勘查手段选择、取样方法选择、检测项目和方法选择、储量计算方法和储量计算、矿区测绘、泥炭矿区开发利用条件评价等。鉴于泥炭矿床规模、矿层变化和品位变化的特殊性，常规用于煤田地质勘查方法和手段无法照搬到泥炭矿产勘查中，现有的煤田、泥炭地质勘查规定在勘探网度布置上也显得宽严不当。根据泥炭矿产特征，研究适度、经济、高效的泥炭矿产勘查方法和技术手段，合理布局泥炭取样和检测数量和种类，对于提高勘查效率、降低勘查成本、提高勘查精度，具有重要的实践意义。

（三）采矿系统工程学

根据泥炭采矿工程的内在规律与基本原理，以系统论、现代数学方法、计算机协调技术研究和解决泥炭开采工程优化问题。通过对地质勘查数据、块段品位、区段储量计算进行泥炭资源评价，对不同开采量与加工产量、开采设计和投资效益分析的矿山生产工艺深入分析，研究开采工艺与设备选择、开采和加工工艺综合协调与单向作业优化，推进泥炭矿山生产管理、生产过程监控、生产安全与项目管理，实现泥炭的系统、综合开采加工规划设计。在与矿山业主沟通和充分考虑业主现有物质、财力、技术资源和计划产量基础上，对泥炭矿区的开采方式、开采设备、道路运输、矿石处理、产品工艺、排水工程、电力供应、劳动保护、污染控制、投入产出进行系统分析和论证，提出合理科学开发利用方案，是泥炭开采方案设计的重要内容。

（四）泥炭开采的环境影响评价

建设项目环境影响评价是对建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，跟踪监测的方法与制度。环境影响评价必须在泥炭开采方案基础上，对泥炭开采、矿石运输、产品加工等各个环节中可能产生的环境影响类型、影响范围和影响程度做出评价，提出环境变化控制措施，制订环境变化监测方案。采矿诱发灾害是根据物理、化学、力学、地质、矿物学、岩石学、采矿学、社会学及人类学等学科原理，研究在泥炭资源开采影响条件下诱发灾害的成因、发生条件、机理、预测预报以及防灾减灾技术措施的科学技术基础，获得有效的各种灾害的预测、预报以及减灾防灾的各种技术措施，达到防灾减灾的目的。泥炭地质勘查报告、泥炭开采方案、环境影响评价和泥炭开采风险评价是泥炭开采证申请的四大必备文件。

（五）泥炭地排水系统设计与施工

以水文学、水文地质学、泥炭水力传导系数、排水定额以及开采作业面宽度和泥炭水分的要求，研究排水渠道宽度、深度、间距、渠底坡度、排水去路与泥炭地水位下降关系，探索不同排水设备、流量和抽水周期，设计规划不同气象条件下的泥炭地排水工作方案，以达到确保泥炭正常开采、成本最低的目的。

（六）泥炭开采技术

以运筹学、系统科学与工程、露天开采学为基础，研究泥炭切割、破碎、采装、运输、排卸设备和工艺、露天开采技术与生产组织、自动化调度系统、生产计划与过程的优化、开拓运输系统和采装系统的设计与优化、泥炭干燥工艺与优化等研究与开发，形成机械化、自动化、电子化、计算机化等多学科的交叉研究。同时，以工程地质学、水文地质学、岩石力学、散体力学、露天开采学、环境科学为基础，研究露天开采采场与排土场边坡稳定理论和技术，边坡优化设计、边坡稳定的自动化监测与预警系统开发，边坡破坏的防止理论和技术等。

（七）泥炭产品生产工程

以物理工艺学、化学工艺学、机械设备学、机电技术为手段，以市场需求为导向，以经济成本和环境效益为基准，以产品利润和项目经济、社会和环境综合效益为目标，深入开展泥炭基质、泥炭功能肥料、泥炭土壤调理剂、泥炭保健品等泥炭高新技术产品的工艺、设备、标准、检验、管理方面的创新，努力提高产品附加值，降低资源消耗和环境负效应，打造高效、绿色、健康、规模的泥炭产业。

（八）泥炭标准与检测工程

泥炭标准和检验是对市场经营和交换的各种泥炭产品与服务进行全面规范的具有法律属性的管理手段和措施。泥炭标准化与泥炭产品质量检验监督是泥炭产业之车的两轮，泥炭产业之鹰的两翼，共同保障着泥炭生产和泥炭市场的经济有效和正常运行。泥炭标准化建设包括国家标准征集、标准调研立项、编制修改评审、上报审批发布、宣传推广贯彻等严格程序。泥炭检验工程建设包括国家评审立项、检验机构建设、人员全面培训、制度规章制定、行业抽样检验、仲裁权威检验、行业质量控制等，需要科学、严谨、细致、系统、全面、深入和长期的努力和积累。

（九）泥炭开采迹地修复重建

研究在具备修复重建条件、符合地方环境规划的泥炭开采迹地，通过生态技术或生态工程手段对退化或消失的湿地进行修复或重建，再现开采前的泥炭地生态系统结构、功能以及相关的物理、化学和生物学特征，使其发挥应有的湿地功能和湿地效益。深入研究不同条件、不同湿地的恢复目标和恢复策略，探索泥炭开采迹地修复的关键技术，建立生态、经济和环境效益可持续发展的湿地修复示范工程，是泥炭工程学的重要研究内容之一。利用3S技术动态监测矿区环境，揭示主要环境影响的时空变化规律以及影响程度，深入揭示采矿对环境的影响机理，特别是对景观格局与地表覆盖、耕地生产力等方面的影响机制，绿色开采及矿区可持续发展对策，探讨在采矿与生态环境保护并行的先进采矿环境修复一体化工艺、绿色开采技术以及矿区环境保护与可持续发展的管理办法和管理模式，探索土壤复垦的原理和方法、复垦土地景观重构与水土保持技术、快速恢复植被技术、复垦土地土壤改良与植物群落重建技术、矿区固体废物的处理和利用、矿区固体废物的堆置技术与设计要点、矿区固体废物的综合利用技术与矿区固体废物场的绿化技术。

（十）泥炭沼泽保护与管理

研究泥炭沼泽在自然环境中的作用，探索泥炭沼泽与周边环境相互协调、相互制约的性质和程度，研究保护区域生态平衡的措施。特别要研究泥炭沼泽对地方气候的影响，对河川径流与区域水体平衡的影响以及对大气二氧化碳聚集的影响，对动物、植物多样性的影响，制定保护原则和措施，创造新的生态平衡条件，把不利因素转变为有利条件。

（十一）泥炭产业创新工程

任何一个新兴产业都要经历从产品创意、技术开发、产品开发、市场开发到产业发展的一系列过程。在泥炭产业创新中，概念创新是基础，技术创新是关键，组织创新是保障，产品创新是载体，市场创新是体现，产业创新是目标。泥炭产业必须经过概念创新、技术创新、组织创新、市场创新和产业创新的完整过程，实现从产品概念到产业创新的飞跃，推动我国经济、社会和环境可持续发展。

五、泥炭工程学面临的挑战和机遇

随着我国经济快速发展，现代农业技术进步，对泥炭资源及其产品产生了巨大市场需求，市场对泥炭价格的承受能力也急速提升，泥炭资源的利用和保护管理达到与之相适应的水平，泥炭工程学迎来了前所未有的历史机遇。这些年来，泥炭基础研究和应用研究不断发展，技术装备和信息化水平不断提高，给泥炭资源的保护和开发提供了全新的理念和手段，物理、化学、生物学等基础研究成果，促进了开采和加工利用技术的变革。高新技术和相邻学科的渗透，使泥炭工程发生着日新月异的变化，大马力胶轮拖拉机、大型气动采收车、螺旋翻耙机、机械采收车、液压切块开采机等设备的广泛应用，不仅大大提高了开采效率，也保证了产品质量，降低了贫化率，提高了开采质量。由此可见，泥炭工程学正面对前所未有的大好局面，是一个千载难逢的历史机遇。

我国是一个幅员辽阔、农业比重大、经济发展迅速的国家，泥炭产业发展的市场潜力巨大。我国总泥炭蕴藏量约124亿立方米，但我国泥炭资源存在分布不均、品位偏低、经济基础差、泥炭企业技术水平低、泥炭产品市场发育不足等问题，泥炭资源的开发利用长期徘徊不前。其主要原因有五点：①我国泥炭以低位草本泥炭为主，高质量的藓类泥炭储量很少，因此开发工业泥炭产品成本高，副产品多，经营效益不佳；②我国裸露泥炭地主要分布在东北山地平原和西北西南高原，华北、东南沿海地区泥炭大多为埋藏的分解度很大的劣质泥炭，而泥炭市场却集中在华北、东南沿海或内陆干旱地区，泥炭资源产地与泥炭市场距离遥远，泥炭应用必须经过长途运输，大大提高了泥炭成本，直接限制了泥炭在我国的普遍应用；③传统的泥炭利用以原料泥炭的直接开采销售或低值简单加工为主，技术附加值很低，运输体积庞大，运费高，企业经营困难，自我发展实力不足，限制了泥炭产业的自我发展；④泥炭资源无序开发，缺乏系统的规划设计，滥采乱挖严重，开采迹地未能及时复垦重建，浪费和破坏了泥炭资源和泥炭地环境，给区域社会、环境的可持续发展留下隐患；⑤一些媒体和政府管理部门不能正确区分可开采泥炭地和应保护湿地的界限，简单武断地认为只要涉及泥炭资源即属于湿地保护对象，限制泥炭勘探证和开采许可证办法，不利于资金和技术向泥炭产业流动，也制约了泥炭产业的发展。

六、泥炭工程学的基本科学问题

泥炭开发与环境保护是一对尖锐对立的矛盾，泥炭地利用和保护相悖的严峻现实和泥炭资源管理中的技术与观念滞后，给泥炭理论和技术研究提出了新的课题。加强泥炭资源的基础理论研究，澄清和明确泥炭资源概念、属性及类型特征，根据我国泥炭资源性质、特征和社会经济条件，提出我国泥炭资源开发利用对策，不仅具有重要的理论意义，而且对提高引领和带动泥炭新兴产业的发展、加强泥炭资源的保护和管理具有重要的实践意义。泥炭开采和加工是一个综合众多学科的大工程，很难统一到一学科框架下进行独立研究。为了加速我国泥炭产业的发展，根据我国泥炭质量、储量、开发利用中存在的问题，建议在以下四个共性的基本科学问题上深入工作。

（一）科学界定泥炭开发保护界限，协调泥炭开发与环境保护矛盾

湿地保护与泥炭开发是相互对立相互矛盾的焦点。按照环境保护观点，泥炭地是人类社会的环境资本，如果被无谓破坏，就可能会永远失去它的许多重要功能和价值。按照经济学观点，发展经济和环境保护总是互相矛盾的，在经济适度发展的同时，少量的环境牺牲是必要的，是换取发展资金改善环境的必要步骤。实际上，上述两种观念都有失偏颇。原封不动的保护将使人们永远停留在洪荒时代，过度开发将导致人类生存生产资源的加快耗失，合理的途径只有选择可持续发展的理念和做法。对于现代泥炭地，因为其湿地植被和水文存在，正在发挥着湿地功能和效益，就应该积极投资建立自然保护区，进行严格的生态、环境和生物多样性保护，以维持社会、经济和环境可持续发展。对于那些因为人为或自然因素造成退化和破坏、已经失去了湿地的环境功能和效益的衰亡泥炭地，则不属于湿地保护范畴，应该在环境评价和规划设计基础上进行有序开发。因为这样的泥炭地本身低洼易涝，冷僵贪青，农业生产力很低，如不加改造很难适应高产稳产的农业生产要求。此外，排水疏干后泥炭地极易因荒火或人类活动不慎酿成火灾，难以扑灭，造成泥炭资源的无谓浪费和损耗。加之，泥炭本身是天然、绿色生产资料，应用泥炭产品不仅有利于培肥地力，增加土壤有机质，促进农业生态环境可持续发展，也能够提高作物生理活性和抗逆性，增加作物产量，改善品质。泥炭开发实际上是通过市场配置手段，将泥炭蕴藏地冗余资源转移到泥炭稀缺地区，是对泥炭资源价值最大化的实现过程。作为一种多功能、多用途、多价值自然资源，泥炭资源的利用保护必须根据矿产地地域条件，采取相应的管理对策，实现泥炭资本的储存、泥炭价值的转换和持续增长。由于泥炭资本的低可替代性、不可逆性和不确定性，应该确定相应的资源开发阈值，建立泥炭地状态评价标准，根据评价结果，进行分类管理、合理利用，保护处于健康状态的自然泥炭地，开发因为自然和人为干扰造成泥炭地沼泽植被破坏、水文情势改变、已经不具备湿地功能和环境效益的衰亡泥炭地，避免由于自然分解和荒火焚烧造成资源的浪费和损失。

（二）泥炭属性和特性的基础研究

泥炭是沼泽中死亡植物残体积累转化形成的有机矿产资源。泥炭的有机质、腐植酸含量高，纤维含量丰富，疏松多孔，通气透水性好，比表面积大，吸附螯合能力强，有较强的离子交换能力和盐分平衡控制能力，是良好的作物栽培基质。泥炭腐植酸的自由基属于半醌结构，既能氧化为醌，又能还原为酚，在植物体的氧化还原中起着重要作用，具有较高的生物活性和生理刺激作用。泥炭腐植酸还具有较强的抗旱、抗病、抗低温、抗盐渍的作用，在农业生产中有广泛的应用。泥炭是一种全新的有机矿产资源，泥炭的许多特性都需要进行深入专业的探索研究。尤其是泥炭腐植酸，作为成煤的第一阶段，腐植酸的形成过程、形成条件、形态、结构和功能都缺乏深入科学的研究分析，腐植酸的结构秘密至今尚未解开。而这些属性和特性探索和研究都是泥炭高科技产品开发、提高资源利用效率的重要基础。此外，泥炭标准的制定和评审也需要大量的基础研究工作支持，这样才能经得起实践的检验，真正为泥炭产业规范正常发展起到保驾护航的作用。

（三）泥炭加工工艺和泥炭产品创新

泥炭产品创新是提高泥炭开发效益、减少泥炭资源消耗、加速泥炭产业发展的重要基础，也是新泥炭产品对旧泥炭产品的超越过程。在泥炭产品的创新过程中，概念创新是超越过程的先导，技术创新是超越过程的核心，市场创新是超越过程的实现，而产品创新则是整个超越过程的载体。概念创新是在现有产品和研究基础上，经过改进、修正、重组、替换原料等一系列比较分析，建立新产品技术模型的过程。针对我国泥炭资源特征和当前重视环保绿色、生命健康、简便高效的市场需求，泥炭新产品概念创新应积极发展绿色环保、一体化集成的产品，面向高经济价值作物生产，走中高端市场路线。在概念创新基础上，技术创新必须为满足市场需求和产品创新目标进行一系列技术开发活动，达到概念创新的产品设计指标。同时在产品价值和成本分析基础上，在产品性能指标和生产成本之间进行平衡和取舍，取得最佳经济收益。泥炭新产品走向市场必然存在市场交易双方的产品信息不对称问题，厂家对产品的了解多于客户，卖家对商品的认识多于买家。市场创新就是要克服泥炭新产品交易过程中的信息不对称问题，在不减少交易成果的条件下，减少交易费用，扩大泥炭产品的市场铺展速度和覆盖范围，并用完善的市场创新激发概念创新、技术创新的热情，加快产品创新的步伐。所以泥炭产业必须重视泥炭新产品开发，通过科学技术提高泥炭产业的经济效益，减少泥炭资源消耗，逐步改变以出卖原料和简单粗加工维持企业生计的经营方式。

（四）泥炭工程学基础理论体系的形成和完善

尽管经过长期的研究和实践，泥炭矿产开发和加工形成了一些实用技术体系和基本理论，但随着科学技术进步、泥炭开采方法和规模的变化，加上国家、社会对泥炭开采的要求日益提高，泥炭开采和加工的基础理论研究远远满足不了泥炭产业飞速发展和市场需要，基础理论研究遇到许多新问题。如埋藏泥炭开采中的边坡控制理论、开采区火灾涌水控制理论、高效开采理论、机电一体化理论、泥炭与伴生矿产共采理论等都需要在现代科学技术条件下不断完善和重建，这样才能满足现代社会现代科学技术条件下泥炭开采和加工生产的需要。

七、泥炭工程学的发展战略和战略目标

以超前的科学思想为指导，采取跨越式发展战略，广泛吸取基础科学与相关学科的理论与技术，加强学科交叉，推动泥炭工程变革与重大技术进步，设定相关重点支持方向与重点支持项目。根据国内外泥炭开采发展趋势，针对我国泥炭开采的科技现状和泥炭赋存特点，围绕泥炭开采和加工中的可持续发展和国民经济发展需要，设定泥炭工程学发展的战略目标是：

①综合运用采矿学、力学、电子、机电、信息、通信、系统科学理论和技术，针对中国泥炭赋存条件和土地占用难题，开展高效、分层、切块、高采出率的泥炭开采理论研究与综合技术开发，实现泥炭开采的综合机械化、半自动化、自动化，提高开采效益，根本改变工人的作业条件和工作环境。

②建立绿色开采理论和技术体系，结合泥炭开采的理论和技术，综合泥炭与伴生矿产资源，预留足量底层泥炭用于土地复垦和湿地修复，减少和消除泥炭开采导致的积水、滑坡、植被破坏等情况，加强开采矿区生态环境的重建工作，使泥炭开采与矿区环境协调发展。

③加强泥炭基础理论研究与高新技术的开发应用，在已有的泥炭开采和加工理论基础上，为适应现代泥炭开采加工需要，加强相关理论的研究，推动理论、技术等方面的创新，注重边缘交叉学科的发展和应用，运用现代相关理论与技术，开发泥炭安全开采新技术。

④开展计算机仿真与信息系统建设，深入研究开采过程计算机仿真与优化开采基础研究，构建泥炭开采现代管理信息与决策系统，开发泥炭开采区和矿山的可持续发展评价与预警决策系统。