特大型露天煤矿土地损毁生态风险评价

露天矿在"剥－采－运－排－复"生产活动中的土地损毁对矿区生态系统产生直接和间接的危害或影响。该文以山西安太堡露天煤矿为例,将土地损毁过程作为矿区的风险源,通过构建黄土区特大型露天煤矿生态风险因果链,建立其综合生态风险的评价模型。根据露天煤矿不同土地损毁类型及矿区生态系统状态,利用生态遥感指数、实测数据与GIS空间分析方法进行风险源与风险受体评价,应用综合评价模型得出矿区综合风险值。结果表明：1）矿区土地损毁高生态风险区主要集中在未复垦的排土场,本身极不稳定,主要存在的风险为扬尘污染、水土流失、地质灾害等;2）已复垦排土场和工业场地由于多年实施复垦及管护措施,逐步恢复稳定性,而部分外排土场在早期排土过程中,由于排土工艺不合理以及后期管护不当,导致土壤和植被退化,风险相对较高;3）露天采区的生态风险性较小,其生态敏感度属于中值区,受土地损毁影响较大,人类活动对其产生剧烈扰动。该研究将矿区生态风险进行量化,实现了风险值的空间化和可视化,有利于制定基于不同风险值的分级分区防范措施。     

基于生态风险评价的采煤矿区土地损毁与复垦过程分析

煤炭开采和复垦活动带来强烈的地表变化和生态环境扰动。该文以山西省平朔矿区为例,通过构建评价模型分析采煤矿区的生态风险动态变化。通过采用最小损毁累积模型测算风险源累积损毁影响值,利用遥感影像结合野外实测数据计算生态脆弱度指数,得出矿区2001年和2010年矿区生态风险值,分析不同开采年份中矿区由于采矿和复垦活动带来的生态风险变化。结果表明:随着煤炭产量的增加,2010年土地损毁的累积影响范围比2001年增长了7 095.17 hm2;但是已复垦排土场的损毁累积危害下降明显,并且随着矿区扰动区域的东移,采矿对研究区西部的影响也在减弱。经过10年的土地复垦与生态重建措施,已复垦的排土场生态风险值呈下降趋势,生态系统趋于稳定。在采矿扰动区中,2001年处于中等风险及以下的区域占比为0.02%,到2010年为16.77%。特大型采煤矿区扰动范围较大,但是采后土地复垦有助于降低局部生态风险的影响。通过研究矿区土地损毁情况、复垦过程和复垦后的状态,分析不同区域生态风险的动态变化,可以为矿区的生态环境治理和区域发展规划提供参考,为矿区管理和相关决策提供科学依据。     

西部矿区土地退化因素评价与分析

基于文献分析理论并结合西部矿区实际,从代表性、普遍性和可操作性原则出发,运用定性研究与定量分析相结合的研究策略,提出了西部矿区土地退化评价指标体系。选择极具代表性的乌海矿区作为实证区域,选取2000—2015年的多种驱动因素,综合运用标准离差法、CRITIC法两种客观赋权法判定各指标的权重,初步得出各因素的影响程度,随后采取主成分分析法进行深入分析,压缩指标维数,两种方法相互比较,互为验证。结果表明:西部矿区土地退化的第一驱动因子为矿区经济结构状况、第二驱动因子为区域水分条件状况、第三驱动因子为矿区社会发展水平、第四驱动因子为区域生物量状况;矿山资源开采活动对矿区的土地退化驱动作用最为直接,其次是以地区GDP为代表的经济社会发展因素,此外自然环境因素对矿区的土地退化也有加剧作用。     

大庆油田区土地生态安全评价

大庆油田自开采以来已经过近五十年的历程,随着油田用地不断扩张的同时,油区内的土地生态问题也日益突出,通过实地调查,在逻辑分析的基础上,采用熵权系数法对2004年大庆的喇萨杏油田区内土地生态安全情况进行定量的评价,结果表明油田区内土地生态安全情况较为严峻,土地生态安全等级处在风险级,油田区内土地退化情况严重,土地复垦整治工作还有待进一步加强,如不能及时采取相应整治措施,油田区内土地生态环境还会进一步恶化。     

基于"质量-风险"的干旱区休耕空间布局及补偿策略

构建节水型休耕生态补偿机制是干旱地区农业可持续发展的必然选择，探讨符合干旱地区休耕地的空间布局方法是提高休耕生态补偿效率的关键。该研究以新疆开都-孔雀河流域为例，从土壤理化属性和耕作便利条件两方面建立耕地质量评价指标体系，利用综合评估法评估流域内耕地质量状况；基于MEDALUS-ESAs模型框架，从土壤、气候、植被和土地利用与管理4个方面评估全流域的土地退化风险；综合考虑耕地质量和土地退化风险，利用Z-score方法确定休耕空间布局，并提出不同分区的休耕补偿策略。结果表明：1）开都-孔雀河流域耕地质量"总体良好，局部较差"，土地退化风险呈现"北低南高"的空间分布格局；2）流域内优先休耕区内耕地面积为67 814.60 hm2，次优先休耕区的耕地面积为71 784.94 hm2，限制休耕区内耕地面积为80 576.89 hm2，禁止休耕区内耕地面积为107 358.03 hm2；3）优先休耕区耕地的约束条件为耕地质量，可将休耕与耕地质量提升相结合，实施中长期休耕，依据农业收益损失和土地改良成本确定休耕补偿标准；次优先休耕区耕地质量较好，可与农业节水相结合，基于水资源短缺状况对耕地进行季节性休耕，依据农业收益损失确定休耕补偿标准；限制休耕区受耕地质量和生态安全的双重约束，应将休耕与耕地质量提升、生态保护相结合，实施年度休耕，依据农业收益损失、土地改良成本和生态保护成本确定休耕补偿标准。     

矿区次生裸地水土保持与生态重建技术探讨

矿区次生裸地具有众多危害环境的极端理化性质。全国因采矿累计占用土地约586万hm2,破坏土地157万hm2,且每年仍以4万hm2的速度递增,而矿区土地复垦率仅为10%。在人为破坏严重的采矿区,通过人为的生态修复建设,既缩短了生态恢复的周期,又提高了生态恢复的质量。矿区生态修复技术主要有:挖运客土覆盖退化土地;有针对性添加沙子或黏土和有机肥、化肥;利用细菌和微生物;化学方法改变土壤的酸碱度;实施土壤改良剂;种植豆科植物,改良土壤;利用植物固定、植物抽取方法减少土壤的重金属污染。今后研究方向:在措施上实现"三个结合",多学科协同研究,共克时坚。加强相关实用技术研究和新技术的应用,重点是土壤生态系统的重建和修复。选择适宜的植物种类。     

基于综合环境效益的矿山复垦规划研究

根据国家相关规程与法律,结合地方经济发展特点,通过个例阐述矿山复垦规划与地方经济发展的协调问题。结果表明:统筹矿区各类土地的功能并与开采设计相结合,可使矿区土地复垦和生态修复与采矿活动同步进行;对采矿引起的土地功能退化等问题,可通过工程、生物等综合措施来恢复。矿山复垦规划对地方经济科学发展至关重要,有效控制开采有利于矿区土地、生态环境的保护,可使受破坏的土地得到迅速恢复,实现矿山开发利用与经济社会的协调发展。     

西南山区采煤塌陷地生态服务价值分析——以重庆市松藻矿区为例

为研究煤炭地下开采对土地生态服务功能价值的影响,基于千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment,MA)理论框架,采用机会成本法、影子工程法等方法,以典型西南山区采煤塌陷区——重庆松藻矿区1999年、2004年、2008年土地利用数据为基础,对西南山区采煤塌陷地生态系统服务价值变化进行了分析,评估的生态系统服务类型包括食物生产、气候调节、空气净化、水源涵养、控制侵蚀、废弃物处理、营养物质循环。结果表明:耕地的单位面积生态服务价值量最高,塌陷地的单位面积生态服务价值量较小,仅为耕地的47%;1999—2008年松藻矿区采煤塌陷地生态系统服务损失价值量不断增大,平均损失价值量占生态系统服务总价值量的10%;矿区生态系统服务价值降低的主要原因是采煤活动对土地资源的直接破坏,其次是采煤导致的土地利用类型之间的转换。土地复垦和生态恢复是解决矿区土地退化问题,实现矿区可持续发展的重要途径。     

榆神府矿区土地利用变化及合理性分析

土地利用/覆被变化(LUCC)是全球变化的重要组成部分和驱动因素,也是土地资源合理利用和区域可持续发展的关键问题。在对3期土地利用信息提取的基础上,结合地形数据,运用土地利用变化动态度、合理度、土地利用程度对榆神府矿区土地利用时空演变特征及其合理程度进行了分析。结果表明:1990—2006年榆神府矿区土地利用变化速率加快,土地利用程度明显减弱,且减少最快的为耕地,增加最快的为建设用地和工矿用地;总体上研究区土地利用变化合理度较低,属低度合理,与1990—2000年相比,2000—2006年的土地利用变化合理度降低了2.85%,其中耕地和林地变化的合理性明显降低,而草地、水域、建设用地和未利用土地变化的合理性都有不同程度的提高,工矿用地变化不大。生态退耕政策的实施对土地利用变化过程产生了明显的影响,土地利用发生了由发展期到衰退期的转变。在未来的土地利用规划和政策实施上,既要控制退耕的合理规模,更要加大对林草植被的保护力度以及采取措施使退耕的坡耕地及时恢复林草植被。     

尼泊尔中部山区Melamchi流域农户类型及其土地利用方式

农户生计策略变化为土地利用变化提供了新的研究视角。基于问卷调查、半结构访谈、数理统计等方法,对尼泊尔中部山区Melamchi流域4个典型村进行了系统调查,分析了不同类型农户的生计策略及土地利用特征。结果表明:农为主和非农为主型农户生计策略组合较优,生计多样性指数相对较高,生计风险相对较小。不同类型农户在耕作面积、土地利用结构、劳动力投入、土地增产性投入等方面均表现出不同特征。不同类型农户对改善生计的认识及策略不同,其对土地的作用及影响也有所差异。非农生计活动不仅降低了生计脆弱性和生计风险,同时也降低了农户对土地的依赖程度和垦殖率,促进了土地所有权改变和土地再分配,提高了农业生产率,但也增加了土地质量退化和环境污染的风险。针对尼泊尔山区资源环境特点及影响农户生计改善的不利因素,从农户和区域层次分别提出农户生计优化及土地可持续利用的建议。     

基于CLUE-S模型县域土地利用情景模拟与碳排放效应分析

土地利用与变化产生的碳排放是国家温室气体排放清单核算中的重要组成部分。该研究以辽宁省沈阳市法库县为研究区域,基于2013年土地利用现状数据,运用CLUE-S模型对法库县2019年土地利用变化格局进行模拟与验证。在此基础上,通过设置基线情景、农业发展、建设发展、生态保护、土地利用结构优化5种模拟情景预测2030年法库县土地利用分布空间格局及各情景下土地利用碳收支状况。结果表明：1）CLUE-S模型对法库县土地利用格局变化具有良好的模拟能力,Kappa系数为0.989 6,模拟总体精度达到99.14%;2）在5种模拟情景中,土地利用结构优化情景下2030年法库县土地资源利用效果最优,是法库县中长期发展阶段较为适宜的土地利用模式;3）法库县2013-2019年碳排放量增长5.53%。5种模拟情景同2019年相比,除生态保护和农业发展情景外,其余模拟情景下法库县碳排放量均呈现增长趋势,其中土地利用结构优化情景增幅最小,为2.29%。研究结果可为法库县土地利用优化布局、国土空间规划编制及碳减排相关政策制订提供参考依据和决策支持,研究方法也可为其他区域土地利用格局预测及碳收支变化提供借鉴。     

矿业城市土地损毁生态风险评价与空间防范策略

为量化矿业城市土地损毁生态风险、提高土地复垦和综合整治有效性,以吉林省辽源市为研究区,提出基于GIS的矿业城市土地损毁生态风险定量评价与空间防范的思路和方法。首先将土地损毁作为直接生态风险源,将土地生态系统作为生态风险受体,借助遥感信息模型与GIS空间分析模型,依次评价土地生态系统的生态敏感性、土地损毁累积作用以及二者间的暴露关系;然后确定综合生态风险值及其等级空间分布,并据此将矿业城市土地利用划分为环境敏感特别保护区、一般生态保护区、生态保育区、生态协调区、生态复垦区、限制发展区、工矿发展区与城镇发展区等八大功能区,各区内生态风险防范措施各有侧重;最后利用2010年城市总体规划图对评价与分区结果进行有效性分析,分析结果表明,辽源市90%以上的规划建设用地属于发展主导区域、70%以上的非规划用地属于生态保护主导区,研究结果与2010年城市规划用地布局范围基本吻合。基于 GIS 定量方法进行矿业城市土地损毁生态风险分析可空间化土地利用的风险等级与主导风险因素,为制定有针对性的风险防范措施提供了空间信息;也为矿业城市土地复垦规划、土地整理规划与土地利用总体规划的有机结合提供了参考。     

黄土区大型露天矿农业用地格局演变的分析

在矿区废弃地的恢复中，格局变化的研究将对矿区生态系统的变化起着至关重要的作用。其中，农业用地格局演变的过程及覆被类型的变化，对矿区的生态安全、耕地保护及土地资源可持续利用具有重要的现实意义。该文以山西平朔矿区为例，基于GIS平台，在分析矿区土地动态变化的基础上，运用景观生态学理论与方法，对平朔矿区景观动态变化过程、特征及覆被类型的变化进行了研究，特别对矿区农用地的变化做了重要分析，结果表明：大型露天矿区生态系统景观动态变化过程包括生态破坏过程的景观变化(土地挖损、土地压占、土地占用)和生态重建过程的景观变化(地貌重塑、土壤重构、植被重建)；经过20年的人工控制的生态重建后，矿区土地利用空间格局由以旱地—疏林地格局演变为以林地—建设用地为主的重建生态格局；矿区生态重建已经改变了原脆弱生态系统的生态环境，其中农业用地增加了50%，但由于管理制度等原因，复垦的农用地目前大部分尚不能转换为耕地使用。     

退耕还林背景下寒地山区土地生态安全格局动态变化

为了研究退耕还林工程引起的土地生态安全格局变化,该文应用遥感和GIS技术对牡丹江地区2000-2014年土地利用变化特征进行了分析,并基于DPSIR概念框架构建评价指标体系,从空间上揭示了研究区退耕还林期间土地生态安全水平及格局变化.结果表明,退耕还林工程的实施对研究区土地利用结构产生了极大的影响,林地面积增加1 520.16 km2,草地、耕地面积分别减少878.50、517.14km2,土地利用强度先下降后上升:退耕还林工程在有效控制坡地垦殖、增加林地面积的同时,能够显著提高区域土地生态安全水平,2000-2014年,各坡度等级内安全、较安全、临界安全面积共增加1 088.6 km2;14 a来研究区土地生态安全水平总体呈“先改善后恶化”的趋势,但仍较2000年工程实施前有了较大幅度的提升,西部、东部及南部地区土地生态安全水平显著提高,但中部牡丹江河谷盆地土地生态安全水平提升缓慢,建议新一轮退耕还林工程将此地区作为重点调控整治区域.     

不同空间约束条件下的城镇土地利用变化多预案模拟

为研究不同预案下辛庄镇未来几十年的土地利用变化情况,基于高分辨率遥感影像获取辛庄镇四期土地利用历史数据,结合GIS空间分析技术,从城镇土地利用发展趋势、耕地保护和生态安全角度设计了目前趋势发展、城镇规划和基本农田保护、生态环境保护3种预案,对研究区土地利用变化进行相应约束,利用CLUE-S模型模拟不同预案下辛庄镇未来20 a土地利用变化过程,并从时空特征、空间格局和生态风险等方面对不同预案下的土地利用预测结果进行比较分析。结果表明,在设计的3种预案下,未来的村镇建设用地均将持续增加,其中目前趋势发展预案尤为显著,并以消耗大量的耕地资源为代价。不同预案下的土地利用变化特征、景观格局和生态安全存在明显的分异特征,综合比较结果表明城镇规划和基本农田保护预案是辛庄镇未来土地利用变化的推荐预案。CLUE-S模型模拟结果能较好地反映不同约束条件下的未来土地利用变化以及潜在生态风险,基于该模型的预案设计和空间模拟方法可很好地辅助土地利用规划决策。     

土地复垦矿区的景观生态质量变化

为揭示土地复垦对矿区景观生态状况的影响,以徐州市贾汪矿区为例,运用RS、GIS和景观生态学方法,从生态系统稳定与干扰程度2个方面构建景观生态质量评价模型,并分析评价了该区的景观生态质量及变化。研究结果表明:2001-2010年间,贾汪矿区景观生态质量发生了明显变化,总体呈变好的趋势。2001年和2010年景观生态质量达到稳定和较稳定的面积分别为49994.86和56160.31hm2,2010年比2001年增加了6164.45hm2;从总体变化看,变好和略微变好的地区约占28.23%,主要分布在破坏较少的山区和煤矿复垦区,表明土地复垦工程对矿区生态环境起到了一定的改善作用。变差和略微变差的地区约占19.44%,表明部分地区生态环境质量仍在下降,主要由于城镇化的快速发展,煤炭开采的继续,环境保护措施不及时以及复垦地区的二次塌陷、治理标准低等原因。因此,需加大对生态脆弱区的环境保护,完善矿区复垦技术规程,制定生态修复策略,从而实现矿区土地的可持续发展。     

首都生态圈典型地区土地利用变化时空差异及政策驱动研究——以河北省围场县为 例

以围场县为例,通过运用多项数量指标对土地利用变化的时空动态特征进行探讨,分析了围场县在生态建设中政策调控对土地利用变化及产业结构调整的影响。结果表明:在时间变化上,1992年~1998年土地利用变化总体较为剧烈,但耕地变化缓慢;1998年~2002年总体变化相对和缓,而耕地减少速度加快,园地则一直快速增加。在地类转移上,1992年~1998年主要是牧草地、未利用地向林地转变为主;1998年~2002年除牧草地、未利用地与前期类似的转移方向外,耕地向林地转移的比重急剧增加。在空间变化上,土地利用结构总体多样性趋于下降,其中四合永镇多样性指数最高并有所增加,御道口乡多样性指数则有所增加,大唤起乡多样性指数则下降至最低。国家生态建设政策引导和调控下的人类活动是导致围场县土地利用变化的最主要原因,而农业结构调整,尤其是近年来大力实施的退耕还林还草则是耕地减少的重要原因。     

矿区土地复垦景观格局变化和生态效应

为了揭示矿区土地复垦对项目区景观格局的影响及生态效应,应用GIS和景观生态学方法,以徐州市九里矿区土地复垦项目为例,分析了该区土地利用结构和景观格局变化。结合景观格局优化目标建立了相应的评价指标体系并利用层次分析法对各评价因子赋以权重,对矿区复垦的生态效应进行评价。结果表明,矿区土地复垦项目的实施对区域生态环境起到一定的改善作用,但部分评价因子呈现出正效应或负效应,如:平均斑块面积增加、生态服务价值增加、生态廊道的密度和面积增大使生物多样性提高等为正效应,但由于生态廊道的建设,宽度的增加和密度的增加,对景观斑块进行切割,降低了最大斑块面积,使斑块破碎度提高而对矿区生态系统造成负面影响。因此在土地复垦过程中应采取生物、工程、技术措施来进行生态补偿。