露天矿区生态环境质量与资源利用评价——以平朔安太堡露天煤矿为例

以山西省平朔安太堡露天煤矿为例,针对露天矿生态环境的影响因素及其资源利用情况,提出了能够体现露天矿区生态环境质量与资源利用主要特征的定性、定量评价指标体系,利用层次分析和模糊数学等方法,对露天矿生态环境质量与资源利用进行综合评价。研究结果表明:矿区生态环境与资源利用水平由1995年前的5级变为2000年的4级,又转为2005年的2级,未来的理想状况会向1级水平发展。说明矿区生态环境质量与资源利用正在向好的方向发展。     

县域农业生态环境质量动态评价及预测

全面客观地评价和预测区域农业生态环境质量状况及发展趋势,对于维持农业可持续发展和生态平衡具有重要意义。基于2001-2010年临汾市尧都区农业生态环境质量相关数据,从农业自然环境状况、农业生产投入和农业生态环境响应3个方面构建农业生态环境评价指标体系,运用主成分分析法对评价指标进行了筛选,并采用灰色系统GM(1,1)模型对临汾市尧都区未来农业生态环境状况进行预测。研究结果表明:尧都区农业生态环境质量综合指数总体呈上升趋势,质量等级从2001年的"差"变为2015年的"优";尧都区农业生态环境质量状况空间差异明显,不同乡镇由于社会经济发展水平、农业发展方式、农业生态保护力度等因素不同,导致全区农业生态环境格局分布的差异性以及空间演化的异质性;农业生产投入子系统对农业生态环境质量的变化影响最大,表明了人类活动对农业生态环境质量变化的显著影响;针对农业生态环境质量不同影响因素的作用力度,尧都区应该开展植树造林活动以提高林地指数,根据区域水资源承载力状况合理加大水资源开发力度,改善农田排水系统,逐步加大生物农药施用量的比重。农业生态环境质量动态评价及预测研究能够有效地反映生态环境质量的演变趋势,为区域农业可持续发展和农业生态环境建设提供一定的决策参考。     

基于遥感生态指数的神东矿区1995-2020年生态环境质量的时空变化特征分析

[目的] 分析神东矿区1995—2020年生态环境质量时变化特征,为改善该区域生态环境提供科学依据。[方法] 基于1995—2020年6期Landsat 5 TM及Landsat 8 OLI数据,利用主成分分析法,选用干度指标（NDSI）、绿度指标（NDVI）、热度指标（LST）、湿度指标（WET）构建遥感生态指数（RSEI）。运用重分类将RSEI分为5级,按照重心迁移方法分析RSEIⅠ—Ⅴ等级的重心迁移情况,并分析RSEI的空间变化规律,实现利用RSEI对神东矿区的生态环境质量的动态监测和评价。[结果] ①神东矿区在1995—2020年生态环境状况明显提升,其中呈上升趋势的面积占矿区总面积的42.22%,绿度、干度指标对矿区生态环境质量影响较大。②矿区生态环境质量各级土地利用类型以草地、耕地为主,且生态环境质量变化受耕地、草地面积变化影响较大。③矿区生态环境质量主要以Ⅱ,Ⅲ级为主,Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅴ级迁移幅度较大且重心整体向矿区西南、西北方向迁移。[结论] 1995—2020年神东矿区生态环境质量呈现总体上升态势,受植被生长情况和人类活动因素影响较大。     

荒漠草原金属矿区NDVI时空动态变化与生态质量评价

[目的]采用遥感技术明确草原金属矿山开采的影响范围,综合评价矿区及影响区生态质量,为草原矿山及周边区域的生态修复与环境保护提供科学依据。[方法]以地处生态脆弱区荒漠草原的金矿区为研究对象,基于长时间序列遥感数据分析研究区植被指数动态变化特征,采用遥感生态指数(RSEI)对研究区生态质量进行综合评价。[结果]研究确定荒漠草原金矿开采影响区为矿区边界向外半径5 km范围内;矿山开采期间(2009—2021年)研究区NDVI值呈波动性增加,井工开采运行期矿区内NVDI年平均值比露天开采运行期提高了51.9%,露天开采对研究区植被影响更大;矿区及影响区遥感生态指数表现出先增加后减小随后趋于稳定的变化规律,整体以不显著增加为主;根据遥感生态指数的空间分布,矿区及影响区生态环境质量较差的区域主要为排土场及周边区域。[结论]荒漠草原金矿开采对周边植被的影响主要集中在5 km范围内。采取边开采边治理的生态修复方式能使矿区及影响区的生态环境逐步得到改善。荒漠草原金矿生态建设过程中,应重点加强排土场及周边区域的生态修复与环境治理。     

废弃矿山生态治理潜力评价方法

矿山资源的开发利用,既为经济发展提供了重要的原材料和能源,对经济发展起到了巨大的推动作用,同时也对生态环境产生重大影响。一些矿区不合理的开采方式,使生态环境遭到严重破坏,因此,矿业废弃地的植被恢复与重建对国土资源的合理利用及生态环境的保护均有重要意义。根据实地调查研究,筛选出了影响废弃矿山生态治理潜力的自然条件方面的3类11个亚类因子,并划分为6个等级。运用层次分析法(AHP法),参考专家评分,来确定废弃矿山生态治理综合潜力值的大小以及每一级别的值域范围。可为全国废弃矿山生态治理潜力评价及矿区废弃地有效合理利用提供有益参考。     

新疆伊犁湿地资源现状与生态环境评价

湿地是陆地最重要的生态系统之一,在维护和调节生态环境质量方面具有不可替代的作用。建立和运用科学、实用的生态环境评价方法和指标体系,对湿地生态环境进行评价,是湿地利用、保护和管理的基础,可为制定合理的保护措施提供依据。新疆伊犁湿地是多种珍稀濒危鸟类的迁徙和繁殖地,维护区域生态平衡作用显著,可是,多年来由于不合理的开发利用,湿地面积急剧减少、生态环境质量明显下降。通过对伊犁湿地资源现状进行全面调查,生态环境质量现状以及目前湿地实施的保护与恢复措施对环境产生的影响进行综合评价和分析,全面、系统的掌握了湿地面临的生态和管理问题,对提高研究与保护利用水平,确保湿地及其资源的持续利用具有重要意义。     

GIS支持下的湖南省生态环境质量综合评价

采用GIS技术与层次分析法相结合,对湖南省生态环境质量状况进行了综合评价。通过建立综合评价的指标体系和基本评价单元,应用层次分析法确定各评价指标的权重,再运用GIS技术,计算评价单元的质量指数和分指数,自动生成湖南省生态环境综合评价等级图,并从自然环境、灾害状况、环境污染和社会经济状况方面进行了空间分界规律分析。结果表明,社会经济与自然环境状况的空间格局大体吻合,湖南省生态环境质量基本上由东向西逐渐降低,但局部地区有差异。说明自然条件对湖南省生态环境质量的空间分异起主要作用,但灾害状况、社会经济和环境污染等因素也在一定程度上影响了生态环境质量的空间格局。     

福建省农业生态环境质量指数的时空动态变化

根据农业生态环境质量评价指标筛选原则,结合福建省农业生产特点,邀请省内外农业生态环境专家对19个候选因子进行排队打分,建立了由13个因子组成的福建省农业生态环境质量指数评价指标体系和农业生态环境质量总指数计算公式。利用GIS技术制作了不同时段（20世纪80年代、90年代、2001-2005年）福建省分县级农业生态环境质量指数分布图,计算各年代省级、地市级、县级农业生态环境质量指数。结果表明：福建省的农业生态环境质量随年代逐渐变差,各地农业生态环境质量指数为1级（农业生态环境质量好）的县数随年代减小,5级（农业生态环境质量差）的县数随年代增加;从空间分布看,东南沿海农业生态环境质量差或较差,西北地区较好。     

矿区废弃地生态恢复研究进展

矿山开采破坏和占用大量土地资源,对矿区周边的生态环境也会造成严重影响。矿区废弃土地生态恢复越来越受到全球的重视。现阶段,我国对矿山土地生态恢复的研究已不仅仅是生态恢复适宜性和效益的评价,更关注矿区生态恢复治理问题。通过分析国内外矿山废弃地生态恢复现状,对国内外在矿山废弃地生态恢复中采取的治理方法与技术措施进行阐述,为今后矿山废弃地生态恢复工作提供借鉴。     

安徽省城镇化演进边际生态环境效应的测度与分析

以安徽省为例,构建了由32个指标组成的城镇化与生态环境质量评价体系。采用主成分分析综合评价方法,对城镇化与生态环境质量进行了综合评价;并借鉴随机回归影响模型(STIRPAT模型),采用偏最小二乘回归方法,对城镇化演进的边际生态环境效应进行了测度。研究结果表明:(1) 安徽省城镇化综合评价指数由1996年的43.83上升至2011年的83.83,呈波动递增态势。(2) 安徽省生态环境综合评价指数由1996年的40.95上升至2011年的80.95,整体呈上升态势,反映了该区生态环境质量良好。(3) 安徽省城镇化演进与生态环境质量呈正向关联关系,城镇化演进对生态环境具有弱正向效应,其边际弹性系数为0.010 2。     

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。     

煤矿区生态储存估算及其对土地利用的综合响应评价

为对煤矿区生态储存估算及其对土地利用的综合响应进行评价,以山西省位于长河流域的晋煤集团11个集中连片煤矿区为例,在生态服务功能理论的基础上,通过收集研究区10a的土地利用类型以及矿区与非矿区的相关数据,分析各类土地利用类型的面积、分布和变化方向,并建立评价指标体系以估计不同时期的生态储存,进而得出煤矿区基于煤炭开采的生态储存的响应。研究结果:研究区整体的生态储存呈下降趋势,除了天安圣华,其他煤矿区的生态都出现不同程度的退化,且矿区的退化速度远高于非矿区;12个区域中(11个煤矿区和1个非煤矿区)有一半以上区域的生态储存等级为第3级,研究区11个煤矿区的生态储存能力普遍较高,生态改善的可能性较大,可为煤矿区生态保护规划以及相应的管理提供基础数据和应用借鉴。     

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。     

基于理想点法的矿区生态环境敏感性评价

[目的]对河北省保定市涞源县13个主要矿区进行生态环境敏感性评价,旨在为矿区生态环境评价和治理提供理论基础和技术保障。[方法]通过PSR框架模型建立矿区生态环境敏感性评价指标体系,并引入理想点(TOPSIS)法。[结果](1)空间布局上,涞源县南部矿区生态环境质量较差,中部矿区中等,而北部矿区较好;(2)具体矿区上,塔崖驿乡矿区、东团堡乡矿区生环境敏感性最好,而乌龙沟乡矿区最差。[结论]引入TOPSIS法进行小尺度县域矿区范围内生态环境敏感性评价,评价过程简便易行,可操作性强,且不受评价指标个数的影响,评价结果更加准确、客观、实用,能很好地反映涞源县各矿区生态环境的优劣程度及区域差异。     

煤炭开采对"矿-农"复合区农田质量影响评价

农田质量的内涵应包括本底质量、经济质量和生态环境质量3部分。煤炭开采导致农田严重受损,科学合理评价煤炭开采对矿-农复合区农田质量的影响,对制定区域土地复垦规划和综合整治有着重要的意义。以山西省泽州县长河流域为研究区,该研究首先建立了煤炭开采沉陷区农田质量评价的指标体系,选取农田自然质量、农业生产条件、区位条件、农田环境条件来表征农田质量,对并依据这些指标进行空间可视化,利用多因素加权求和的方法对农田质量进行综合评价。研究结果表明:与煤炭开采非扰动区相比,位于煤矿区井田边界内的农田自然质量、农业生产条件、区位条件、农田生态环境条件评价分值均较低;煤矿井田边界范围内的农田质量(平均值为0.37)低于非矿区农田(平均值为0.55)。应结合煤炭开采扰动影响区农田质量区域分布特点,制定科学合理的矿-农复合区土地复垦规划和土地综合整治方案。     

基于四象限模型煤粮复合区景观生态质量时空变化及影响因素

在煤粮复合区,煤炭开采通过影响区域的景观格局,不断地冲击着原有农业景观生态系统的功能和过程,对该区域的景观生态质量及其影响因素进行分析对于矿区生态治理具有重要的理论意义和实践价值。该研究以河南省辉县市赵固煤矿为例,以行政村为评价单元,采用四象限模型对研究区景观生态质量进行了综合评价。结果表明:1)受煤炭开采活动和土地生态整治的影响,2008—2016年,研究区耕地面积总体上呈现先减少后增加的变化趋势,耕地主要向建设用地和水域转移。建设用地呈现先增加后减少的变化趋势,建设用地主要向水域和耕地转移。2)研究区的景观稳定性指数呈现先减少后增加的变化趋势,而景观干扰性指数呈现先增加后减少的变化特征。3)研究区景观生态质量在时间尺度上呈现“良好—较差—较好”的变化特征。2008年,矿井建设及开采初期研究区景观生态质量整体上较好。随着开采活动增强,到2011年研究区景观干扰程度增加和稳定程度降低,造成区域景观生态质量下降。2014年后大规模土地复垦使研究区土地利用率增加,大面积沉陷水域改善了区域景观结构,景观系统稳定性增加。4)在空间尺度上,受开采活动和土地生态整治的影响,矿区采点附近村庄景观生态质量呈现先变差后好转的变化趋势,远离矿区开采点的村庄有略微变差的趋势。总体上,与2011年相比,2016年质量为优的村庄数量和面积增加,质量为差的村庄数量和面积减少,但与2008年相比,2016年质量为优的村庄数量和面积仍是减少,质量为差的区域的村庄数量和面积仍是增加,表明研究区景观生态质量虽有所改善,但仍未恢复到受扰动前的景观生态质量水平。     

毛乌素沙地煤矿开采对植被景观的影响

毛乌素沙地气候干燥,水资源短缺,生态环境十分脆弱,对各种人为扰动极为敏感。该地区煤炭资源的开采势必会增加当地环境负担,使得生态环境恶化。以陕西省神木县大保当煤矿为例,通过实地调查,在查明自然植被种类、类型和分布的基础上,借助地理信息系统技术与地表沉陷预测模型,对煤矿开采造成的植被景观格局变化进行了预测,并分析了斑块数、形状指数、多样性指数等指标。结果表明,煤矿开采后矿区景观破碎度上升,斑块形状复杂化,景观异质性降低,植被生物量减少。矿区植被类型发生变化,原先以叉子圆柏(Sabina vulgaris)、北沙柳(Salix psammophila)、斜茎黄耆(Astragalus adsurgens)为优势种的灌木丛向以黑沙蒿(Artemisia ordosica)为优势种的灌草丛转化。从矿区整体变化程度来看,煤矿开采对区域自然生态系统存在一定的干扰,但未造成其根本性改变,自然生态系统仍存在一定的恢复和调控能力,应采取一系列生物与工程措施引导矿区生态环境向可持续方向发展。     

矿山废弃地土地复垦与生态恢复研究进展

矿山开采破坏环境、挤占耕地,诱发严重的社会问题.近几十年来,矿山废弃地土地复垦和生态恢复已成为跨学科研究热点,然而,和欧美发达国家相比,我国矿山废弃地工作存在土地复垦比率低与复垦质量差的特点.矿山废弃地土地复垦和生态恢复主要包括3方面:土壤重构、生物恢复和废水控制与处理.土壤重构技术主要包括物理、化学和工程措施,目标是重构适宜的土壤剖面和理化性质,重金属污染去除技术也是土壤重构的重要内容.生物修复可以划分为植物修复、土壤动物修复、土壤微生物修复以及菌根生物修复技术.就生态恢复和土地复垦的内涵、目标、基础理论和技术体系展开评述,并指出建立健全管理机构、明确资金来源对矿山废弃地复垦的重要性.同时认为应当加强矿山废弃地生态环境影响机制机制研究,采用3S技术和信息系统技术监测、评估和监管复垦工作,努力实现矿山废弃地环境损害减缓技术突破,建立矿山废弃地土地复垦和生态恢复的理论体系与技术规范.