生态脆弱矿区土地利用动态变化研究——以平朔矿区为例

基于平朔矿区1987年、1996年和2005年三期的TM影像,从土地利用数量变化模型、土地利用程度变化模型对矿区土地利用动态变化情况进行了分析。研究表明：（1）生态脆弱的平朔矿区自1987年以来耕地、林地面积呈减少趋势,而变化幅度最大的是已破坏待复垦地和已破坏复垦地,这主要是因为矿区生产建设占用了大量的耕地与林地,从而造成了许多待复垦地,同时由于受矿区土地复垦工程的影响,矿区内复垦地呈上升趋势;但是目前复垦后土地利用主要以林草地为主,所以无法拉动耕地面积的增长。（2）矿区土地利用程度综合指数显示上升态势,且土地利用程度变化率大于0,表明平朔矿区土地利用处于发展期。今后应加大对矿区的生态重建工作与土地复垦进程,保证矿区耕地平衡,促进矿区生态系统、经济系统和社会系统协调发展。     

黄土区大型露天煤矿区生态承载力评价研究--以平朔安太堡露天煤矿为例

露天矿生态承载力的变化与矿区的污染控制、土地复垦与生态重建措施密切相关。本文根据矿区生态承载力内涵及层次特点,从生态系统弹性力、资源环境承载力及生态系统压力度3个方面提出对其进行量化的研究方法。结合高吉喜提出的生态承载力评价方法,构建了较完整的评价指标体系,利用AHP法求得各指标权重值,对矿区生态承载力状况进行静态和动态评价。研究结果表明:平朔安太堡矿区2007年的生态系统弹性力为46.836,中等稳定;资源环境承载力47.127,中等承载;生态系统压力度为1.396,承载超负荷。从动态变化趋势看,平朔安太堡矿区生态系统弹性力波动较强烈,说明矿区生态系统稳定性差,具有明显的脆弱特性;生态系统压力指数的变化说明,1999年前生态系统的压力对矿区生态系统弹性力和资源环境承载力影响较大,而1999年后影响逐渐减弱,矿区1987~2007年生态系统弹性力和资源环境承载力变化趋势相同;1997年后生态弹性力开始上升,资源环境承载力在1999年后也处于明显上升趋势。     

基于EMD的平朔矿区生态足迹变化及动力学预测分析

生态足迹是一种度量人类对自然利用程度的综合指标,它受到人口、土地、科技、消费等众多社会、经济和自然因素的影响,在时间和空间上具有多尺度特征。在计算平朔矿区1989—2010年人均EF的基础上,采用EMD和动力学预测方法,研究矿区人均EF的长时间序列演化规律,结果表明,矿区人均生态足迹存在一个4.68 a左右的准周期波动;从人均EF波动的趋势量分布来看,1989年以来平朔矿区的人均生态足迹不断增长,且年平均增长率为1.787 4%,但2001年以后的10 a间,由于矿区加强了土地复垦和生态重建工作,人均EF的年平均增长率下降为0.046 7%;预测结果表明,虽然矿区人均EF依然呈上升趋势,但年均增长率减缓,模型预测2020年平朔矿区人均生态足迹为2.566 hm²/cap;研究结果有助于了解矿区未来资源的利用情况和区域生态压力面临的问题,为有关部门制定和实施相应的可持续发展战略措施提供理论参考。     

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。     

平朔矿区开采受损及治理区土壤养分特征对比分析

[目的]了解山西省朔州市平朔矿区土壤养分分布的空间规律,为以后施肥决策提供依据,加速改善矿区土壤状况。[方法]以平朔矿区为研究区域,分别采集开采未损区、开采受损区、受损治理区3个区域的土壤样本各30组,再通过试验测得土壤的养分含量并用R和Sufer等进行分析处理获取不同区域的养分变化情况,最后根据样本各养分因子的隶属度值和权重系数对土壤养分情况进行了综合评价。[结果]通过和土壤养分含量分级与丰缺度标准相对比,结果表明平朔矿区的养分丰缺度为急缺或缺状态,除pH值外其他养分指标变异系数及含量波动大,尤其开采未损区。土地复垦虽然可以一定程度地改善矿区的受损土壤,但是受损治理区土壤要想恢复到开采前状态,还需要很长时间。[结论]平朔矿区的采矿和土地复垦对土壤养分含量和土壤养分分布有重要影响。     

闭矿后矿区土地复垦生态安全评价研究

该文运用模糊数学与层次分析法相结合对闭矿后的矿区土地复垦生态安全进行评价。将影响矿区土地复垦生态安全的土壤因素、水文因素、地质因素、风因素、矸石山因素、采空区因素以及其他因素作为影响因素的第一层加以考虑，建立数学模型。根据权重及安全性等级的隶属度得到模糊矩阵，进一步求得矿区土地复垦的生态安全度。作者以某关闭矿区为例，进行了复垦土地安全性评价，结果表明该矿区复垦土地的生态安全性较高。该方法对闭矿后矿区土地复垦生态安全评价具有一定的指导意义。     

内邱县矿区土地复垦的物元模型研究

针对矿区土地复垦方案设计问题，该文提出了基于物元特性的规划方案设计方法。在分析物元特性：发散、可扩、相关、共轭的基础上构建了矿区土地复垦的物元模型，该物元模型的特征值包括：自然状况、地质构造、复垦工艺、沉陷状况、开采状况、资金、政策措施以及保护意识。首先根据物元特性，对物元三要素：事物、特征、量值进行物元变换，得到多个物元模型，建立复垦方案集，并依据实测特征量值获得复垦初选方案；进一步建立以土地生产值、生产成本、农民人均增加收入、生态系统稳定性、生物多样性、景观多样性为特征值的物元模型，对初选方案建立关联函数，通过评价初选方案的优化程度获得最终方案。以项目区的冯村沉陷地块复垦为例，介绍了采用物元模型和优化程度评价方法进行矿区土地复垦规划的过程，体现该方法的推演性和逻辑性。     

石灰岩露天采石矿区土地农用复垦类型划分研究

矿区土地复垦是社会经济发展到一定阶段解决矿区土地利用问题的必然选择,复垦类型划分对指导土地复垦的科学发展具有重要意义。本研究以满城县李兵露天采石场废弃地立地特性调查资料为基础,运用GIS空间叠加法对研究区进行了矿区土地农用复垦类型划分的研究,并对划分结果从复垦类型空间分布、总体数量结构和复垦效益三个方面进行分析,得出结论:构建的矿区土地农用复垦类型划分体系科学合理的将研究区土地划分为宜耕地区、宜园地区、宜林地区和宜牧草地区四个类型区域,并取得十分显著的综合效益。本文以矿业快速发展的满城县为研究区,得到的土地复垦类型划分符合实际生态保护和建设发展需求,为建立矿区土地复垦理论体系与技术规范提供一定的依据。     

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。     

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。     

大型露天煤矿废弃地生态重建的理论与方法

根据1986～2000年对平朔安太堡露天煤矿土地复垦的系统研究,论述了原地貌土地整治中不曾涉及和以往中小型露天矿废弃地复垦中很少涉及的重要理论与方法(1)大型露天矿区生态系统演变的阶段、类型、过程对效益的影响.(2)大型露天矿区土地利用结构调整及耕地总量动态平衡.(3)大型露天矿区未来空间待复垦土地适宜性评价单元类型的划分.(4)大型露天矿区时空变动地貌的水土保持布局模式.(5)大型露天矿区土地复垦与生态重建规划的方法.     

基于RS与GIS的平朔露天矿区土地利用类型与碳汇量的动态变化

为了研究矿区土地复垦与生态重建对陆地生态系统碳素生物地球化学循环的影响,以平朔安太堡露天煤矿为研究对象,通过遥感影像解译,对矿区1976-2009年33a期间的土地利用类型与碳汇量变化进行了研究。结果表明:1)由于采矿活动和土地复垦工程的交互影响,矿区5224.98hm2范围内土地利用类型发生了巨大变化:3346.35hm2的耕地和906.45hm2的林地全部转化为工业广场、剥离区、露天矿坑、未复垦的排土场和已复垦的排土场,其中复垦面积为1167.72hm2;2)矿区生态系统的碳汇量和碳汇价值,分别由1976年的602040.22t和63214.22万元,下降为2009年的351173.50t和36873.22万元;3)1990-1996年和2001-2005年期间,矿区生态系统碳汇量分别有所上升。通过设置研究区域在33a间"全部废弃地未复垦"、"全部废弃地常规复垦"以及"全部废弃地生态复垦"3种情景模拟,得出碳汇量分别为62279.57t、961622.2t和1250108.86t,说明采取科学的土地复垦与生态重建措施,有利于整个矿区生态系统碳汇量的增加。     

矿区土地复垦的影响评价及复垦思路修正——以重庆石灰岩矿山为例

通过构建生产力评价体系和生态服务价值评价体系,以实例分析土地复垦对矿区农业生产力和生态服务价值的影响,以此完善土地复垦思路。结果表明:土地复垦规划改变了矿区土地利用结构,耕地面积由16.42hm2增加至103.18hm2,林地面积由105.78hm2减少至9.16hm2;农业生产能力呈正向变化,农业生产力指数由28.33增加至92.13;生态服务价值呈负向变化,生态服务价值由597.67万元/a减少至157.90万元/a,其中单项功能的生态服务价值减少以生物多样性最明显,ΔSEV为-329.08万元/a。土地复垦规划对矿区农业生产能力和生态环境有相反的影响,土地复垦方向存在多样性,并采用土地复垦的影响评价结果完善了土地复垦思路。     

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。     

大型露天煤矿土地复垦规划案例研究

大型露天煤矿土地复垦规划目前尚无明确的规范。根据 14年的土地复垦技术研究和工程实施的实践 ,以平朔安太堡露天煤矿 2 0 0 0～ 2 0 10年的土地复垦规划为例 ,重点探讨了大型露天煤矿土地复垦规划所涉及的关键问题 :( 1)规划编制的法律依据和技术依据 ;( 2 )规划编制的服务年限、范围及深度 ;( 3 )规划区土地破坏状况及其预测 ;( 4 )复垦土地适宜性评价 ;( 5 )土地复垦规划的具体方案 ;( 6)复垦规划方案实施的保证措施。提出的论点可适用于工矿区剧烈扰动地貌待复垦土地规划和已复垦土地利用结构调整。     

浅议孟家河露天开采石材矿区土地复垦与生态恢复

矿山土地复垦和生态恢复是绿色矿山建设和矿区经济绿色发展的重中之重。基于此,以陕西省汉中市略阳县孟家河饰面用大理石矿区为对象,结合实际,探讨了露天石材开采对矿区土地和生态环境的影响,提出了土地复垦及生态恢复的技术措施,旨在使矿山开采周期内受损土地能得到合理利用,使矿区生态环境得到有效恢复,进而促进矿山实现可持续发展。     

试论矿区的土地复垦与生态重建

长期以来随着我国经济快速发展和矿山开发活动的加剧,以及矿区生态环境恢复治理与保护工作的薄弱,导致矿区水土流失问题日益突出,矿区脆弱的生态环境日趋恶化,严重影响农业生产和人民生活。因此在矿区进行土地复垦和生态重建的意义重大。通过阐述矿区进行土地复垦与生态重建的意义和重要性,针对矿产资源的可持续性开发提出了几点建议。     

黄土高原矿区复垦土地土壤监测分析

随着煤矿开发活动的加剧,矿区水土流失问题日益突出,对采空沉陷区、排矸场、废弃厂区等区域进行土地复垦和生态重建意义重大。重构土壤是保障生态重建的基础内容之一,以山西省乡宁县毛则渠矿区复垦土地为研究对象,分别对其中的耕地、林地、草地进行了3个周期的监测,从土壤水分、土壤容重、全氮、全磷、全钾等方面分析和讨论了重构土壤特性在监测周期内的变化。总体而言,随着复垦时间的延长,土壤含水量会逐渐增加且高于原地貌水平,土壤容重逐年降低,土壤中有机质含量有不同程度的增加,全磷、全钾、全氮含量呈上升趋势。     

矿区耕地整治潜力评价与整治分区

探索矿区耕地整治潜力评价方法,为新时期矿区耕地整治的实施提供科学依据。该研究以山西省长河流域为例,从耕地的利用低效利用度、生态脆弱度和土地损毁度3个维度构建矿区耕地整治潜力指标体系,在进行分项测度的基础上,结合地形和社会经济因素进行修正,集成测算了耕地整治潜力,并利用自组织双重聚类和DB指数(Davies-Bouldin Index)确定耕地整治分区和整治策略。结果表明:1)长河流域耕地低效利用度、生态脆弱度、土地损毁度及整治潜力的空间分异显著;2)长河流域划分为健康利用提升区、耕地资源整理区、重点生态修复区、损毁土地复垦区、土地治理优配区和综合土地整治区6类分区,并据此制订差异化的整治策略;3)基于自组织双重聚类划定的耕地整治项目区空间连片性较高,利于耕地整治的全域覆盖,研究为同类区域开展耕地整治潜力评价提供借鉴,也为新时期矿区土地整治规划提供指导。     

板集矿区生态恢复规划研究

无论是矿井式采矿还是露天采矿,煤矿开发必然引起区域地形、地貌的变化,造成采空塌陷,从而对生态系统施加不确定的影响。在煤矿开采项目设计阶段,对矿区土地进行生态恢复规划,可最大程度降低这种影响。论文以板集煤矿开发项目为例,在对矿区生态影响预测的基础上,设计了一套预防性、治理性、复垦土地利用和生态环境监测一体化生态恢复规划方案,以期实现对煤矿开发生态影响的全过程控制。