矿区植被覆盖度时空变化遥感监测研究——以广东省大宝山矿区为例

以广东省大宝山矿区为研究对象,结合研究区2005—2019年Landsat TM/ETM/OLI多时相遥感数据,采用归一化植被指数算法和地统计空间分析方法,对研究区2005—2019年植被覆盖度时空变化特征进行系统分析。结果表明,近15年大宝山矿区不同等级植被覆盖度变化时空差异显著,其中2005年总体植被覆盖度最高,中等及以上植被覆盖度区域面积为24.84 km²,占比为78.13%;2019年中等及以上植被覆盖度区域面积达到最小值,仅为20.77 km²,占比65.34%。整体来看,中等以下植被覆盖度区域面积呈现增加态势,中等及以上植被覆盖度面积逐渐减小,一定程度上表明矿区总体生态环境质量状况有所下降。     

1990-2014年新疆卡山保护区植被覆盖度时空变化特征

为估算新疆卡山保护区1990-2014年植被覆盖度的空间格局和变化规律,以Landsat5TM和Landast8OLI遥感影像为数据源,运用基于NDVI的改进后像元二分模型,计算植被覆盖度,从不同空间和时间尺度上分析了保护区植被的年际变化与气候和人文变化的响应。结果表明:1)受气候和人文因素的影响,1990-2014年保护区植被覆盖度下降明显,表现为低盖度区和中低盖度区面积增加,高盖度区和中高盖度区面积减少;人文因素对植被覆盖度的影响在2009-2014年较气候因素更为显著;在空间分布上,2009-2014年对比1990-2009年保护区植被覆盖度的变化较显著。2)卡山保护区的植被覆盖度自1990-2009年虽有所下降,但总体处于较稳定状态,而2009-2014年间植被盖度处于不断下降趋势;在1990-2009年昌吉地区植被覆盖度的下降幅度与阿勒泰地区相近且较低,而2009-2014年间昌吉地区植被盖度下降幅度明显高于阿勒泰地区。     

基于遥感与GIS的黄冈市植被覆盖时空特征研究

利用遥感和GIS技术处理黄冈市2000-2013年共14年的同时相的MODIS影像,获得其植被覆盖度,并对植被覆盖度进行分级。同时对植被覆盖度进行地形统计和分区统计,较清晰地反映了黄冈市植被覆盖度的时间变化和空间三维分布状况。研究结果表明,从2000年到2008年黄冈市植被覆盖度处于上升趋势,从2008年到2013年黄冈市植被覆盖度则处于下降趋势,但总体而言黄冈市的植被覆盖度良好;从2000年到2013年黄冈市植被覆盖度年际变化中变化不明显、上升所占比例较大,下降、急剧下降和快速上升的比例很低;植被覆盖度较高的县市主要有英山县、罗田县、麻城市,植被覆盖较低的县市主要有黄州区、武穴市、黄梅县。     

矿业型小流域植被变化的影响因素

为维护矿区生态持续发展,以山西省东南部的晋城长河流域煤矿区为研究对象,通过遥感技术、空间相关分析等方法,研究表征矿区生态环境质量的植被覆盖度的时空变化特征,分析植被覆盖度与降雨量、温度、坡度、坡向及采煤过程的空间相关性。结果表明:1)2001—2016年研究区的平均植被覆盖度为0.49,植被覆盖度总体呈增加趋势;2)在降雨量相对丰沛的长河流域,不同的气象因子对植被覆盖度影响及其空间变异贡献不同,植被覆盖度与年均温度存在显著相关性,相关系数为0.084;3)长河流域内植被覆盖度受坡度影响显著,坡度越大,植被覆盖度越大,相关系数为0.40。     

宁夏农牧交错区植被覆盖时空变化及成因分析

厘清人类活动和气候变化对宁夏农牧交错区植被覆盖度变化的共同影响对指导宁夏农牧交错区植被恢复具有重要的现实意义。基于Google Earth Engine(GEE)云平台,以宁夏农牧交错区1990-2020年陆地卫星地表反射率数据为基础,采用像元二分模型估算区域植被覆盖度并分析其时空变化规律,通过计算累积植被覆盖度的斜率变化率和残差分析确定人类活动对植被覆盖度的影响,运用相关分析法明确气候因素与植被覆盖度的相关性。结果表明,1)1990-2020年研究区年均植被覆盖度增加,增速为0.58%/a(P<0.05)。其中,1990-2000年年均植被覆盖度无显著变化(P>0.05),2000-2020年年均植被覆盖度显著增加(P<0.05),增速达到1.04%/a。2)空间上,研究区年均植被覆盖度由北向南逐渐递增,植被覆盖度恢复的区域面积大于退化面积,城镇的建城区是植被覆盖度显著降低的主要区域。3)人类活动是研究区植被覆盖度增加的主要影响因素,气象因素次之;气象因素中降雨量对植被覆盖度变化起主要作用。     

矿区生态破坏阶段的土地利用/覆被变化研究——以平朔安家岭矿为例

以平朔安家岭矿为例,在对矿区地貌、植被、土壤等景观要素调查分析的基础上,研究了生态破坏阶段的土地利用/覆被变化扰动因子,土地挖损、土地压占及土地占用的时空顺序、数量、类型及程度,为矿区的生态重建和可持续发展提供依据。     

基于遥感与GIS技术的白云鄂博矿区植被覆盖度变化监测

采用2007年、2010年、2013年、2016年4期TM遥感影像数据,基于NDVI像元二分模型对白云鄂博矿区生态修复之前和之后的植被覆盖度变化趋势进行研究,研究结果表明:白云鄂博矿区NDVI从2013年开始增长,2016年NDVI值在达到了0.35。植被覆盖度逐渐增加,2007~2010年植被覆盖度主要以0.15~0.30为主,2016年植被覆盖度为0.45~1的面积达到32.93hm2,所占总面积百分比率为65.50%。说明生态修复之后白云鄂博矿区植被生长情况逐渐变好。     

近20年宝鸡市植被覆盖度动态变化及驱动力分析

植被覆盖度是反映地区生态环境的重要指标,本文利用1988、2000、2007年三期TM遥感数据,计算出宝鸡市的归一化植被指数(NDVI),并通过像元二分模型计算出不同时段的植被覆盖度,最后将归一化植被指数的差值进行分级,以此来分析宝鸡市1988~2007近20年的植被覆盖变化动态。结果表明:1988~2000年间,极低覆盖度、高覆盖度、极高覆盖度比例都呈现出减少趋势,减少比例分别为宝鸡市土地面积的0.02%、1.66%和1.98%,其他各级别植被覆盖度也都有不同程度下降;2000~2007年间,极高植被覆盖度增大的比例达到8.04%。NDVI差值指数分级结果显示,1988~2000年植被退化明显,2000~2007年有大幅度改善;从长时间序列看,生态退化比较明显的区域是金台区、扶风县、岐山县、凤翔县。人为因素是影响植被覆盖变化的主要驱动因素,主要包括山区或平原区的生态绿化工程、城市景观绿化工程、农业产业结构调整、畜牧业发展、人口因素等。     

基于ERDAS的矿区植被覆盖度遥感信息提取研究 ———以陕西省榆林市神府煤矿区为例

准确、快速地获取植被覆盖信息是矿区生态恢复和建设的关键与重点。通过利用 榆林市神 府矿区1986、1993、2000、2006年四景同期TM影像数据,使用ERDAS软件首先提取植被指 数 （NDVI）,根据像元二分法利用ERDAS的建模工具Spatial Modeler计算出矿区的植被覆 盖度,利 用非监督分类方法对矿区的植被覆盖度进行分类、赋色,最后得出矿区1986～2006年的 植被覆盖 度分类图,定量的说明了矿区20 a年间的植被覆盖变化情况:植被覆盖度整体提高,在局 部矿区则 有所降低。     

基于ERDAS的矿区植被覆盖度遥感信息提取研究——以陕西省榆林市神府煤矿区为例

准确、快速地获取植被覆盖信息是矿区生态恢复和建设的关键与重点.通过利用榆林市神府矿区1986、1993、2000、2006年四景同期TM影像数据,使用ERDAS软件首先提取植被指数(NDVI),根据像元二分法利用ERDAS的建模工具Spatial Modeler计算出矿区的植被覆盖度,利用非监督分类方法对矿区的植被覆盖度进行分类、赋色,最后得出矿区1986～2006年的植被覆盖度分类图,定量的说明了矿区20 a年间的植被覆盖变化情况:植被覆盖度整体提高,在局部矿区则有所降低.     

宁东煤矿基地采煤沉陷区植被动态变化研究

宁东煤炭基地经过长期大规模煤炭开采造成大面积植被损毁,产生一系列生态环境问题。以韦州矿区为例,基于11期Landsat影像,应用归一化植被指数（NDVI）、植被覆盖度（FVC）及一元线性回归分析方法,探讨了煤炭开发对生态的影响及时空表征,为生态治理和生态安全保障提供理论支持和技术支撑。结果表明,韦州矿区近11 a间NDVI年均值总体呈现上升趋势,大部分区域以低植被覆盖度为主。在2007-2017年期间韦州矿区大部分区域植被均得到了中度和轻微改善,植被改善的区域面积占全区面积的95.27%,退化区域仅为0.25%。而在2013-2017年大部分区域植被覆盖度基本保持不变,植被改善面积比为13.44%,退化面积比为11.69%。韦二矿区重度损毁区植被退化程度要大于中度和轻度损毁区,植被退化区域所占面积比依次为18.56%、12.85%、6.64%,表明采煤沉陷在一定程度上对矿区生态环境造成了一定的破坏,影响着植被生长。     

基于可见光植被指数的乌海市矿山排土场坡面植被覆盖信息提取研究

目的利用可见光植被指数快速准确获取矿山排土场坡面植被盖度,为乌海矿区排土场坡面植被调查提供有效方法。方法选取乌海市典型矿山排土场,通过样方调查法、无人机遥感及可见光植被指数计算筛选适于研究区排土场坡面植被提取的可见光植被指数,并估算其植被盖度,试为排土场坡面植被盖度提取提供新方法。结果结果表明:（1）不同可见光植被指数提取植被效果存在一定差异,其中绿红比值指数（RGRI）和绿蓝比值指数（BGRI）的灰度图中越暗的部分代表植被指数越大,而其他常见可见光植被指数是越亮的部分代表植被指数越大。（2）研究区中不同可见光植被指数灰度图像特征值基本分布在[? 1,1]范围内,由蓝、绿波段构建的归一化绿蓝差异指数（NGBDI）和绿蓝比值指数（BGRI）的灰度图中植被与裸地像元值范围有较大重叠,即存在部分混淆。（3）常见可见光植被指数中,可见光波段差异植被指数（VDVI）可以快速准确提取研究区排土场坡面植被,通过人工目视解译及误差矩阵得到VDVI植被指数提取结果平均识别精度在93.4%,表明VDVI植被指数更加适用于乌海市矿山排土场坡面植被提取,优于其他常见可见光植被指数,利用该方法估算可得研究区坡面植被盖度约20.4%。结论可见光植被指数作为一种非监督分类方法,无需人工选择参考地物即可提取植被,可以作为矿山排土场坡面植被盖度调查的一种新方法,具有广阔的应用前景,同时研究表明VDVI植被指数在提取乌海市矿山排土场坡面植被盖度时具有较高提取精度,对指导当地矿山排土场植被恢复具有实际意义。      

基于层次分析法的鹤岗市煤矿区生态脆弱性评价

结合国内外煤矿区生态脆弱性相关理论,借助3S技术,以鹤岗市煤矿区为例,从环境暴露性、敏感性和适应性3个属性出发,基于层次分析法和专家咨询法构建鹤岗市煤矿区生态脆弱性模型及评价指标体系。结果显示,煤矿区生态脆弱性影响因素中适应性影响力大于环境暴露性和敏感性,说明生态环境受外界干扰影响大;10个影响因子指标中植被覆盖率权重最大即影响力显著,耕地面积比例次之。减少人类干扰,提高植被覆盖率和耕地面积比例是煤矿区生态建设的最佳选择,也是经济可持续发展的根本。     

矿区生态重建过程中的土地利用/覆被变化

以平朔矿区为例,采用野外定点调查、室内分析、历史资料查证等相结合的方法,研究了黄土区大型露天矿生态重建中的土地利用/覆被变化。结果表明:矿区土地作为一种特殊的土地利用形式,土地利用/覆被变化异常剧烈,其中,地貌重塑过程中的土地利用/覆被变化主要体现在海拔高度、坡向、坡度、坡型、比表面积的变化;土壤重构过程中的土地利用/覆被变化主要体现在土壤物理性状、化学性状、生物性状及侵蚀性状发生变化;植被重建过程中的土地利用/覆被变化主要体现在91种人工植被的增加和95种野生植被的侵入。     

干旱区生态弹性度与土地利用分析

【目的】 研究新疆鄯善县土地利用变化和生态弹性度,为鄯善县的生态建设提供参考。【方法】 采用GIS技术,生态弹性度,分析鄯善县近35年间生态弹性度和土地利用变化及生态效应,并利用Markov模型对2025年土地覆盖状况模拟预测。【结果】 鄯善县土地覆盖转换程度较大,土地利用指数变化比较明显。在一、二级分类对比情况下,1980~2015年土地利用动态指数的变化趋势,草地中动态指数最高的是中覆盖度草地、高覆盖度草地最低,林地中动态指数最高的是其它林地、灌木林和疏林地次之、有林地最低,水域中动态指数最高的是湖泊、水库坑塘最低;年均土地利用程度综合指数为109.38,各土地利用类型中只有林地面积和未利用地面积随年份减少,其他各土地类型面积随年份增加;各研究年分的生态弹性度分别为1.49、1.51、1.51、1.65、2.34,整体呈现增大趋势。鄯善县生态价值整体增长,土地生态价值的变化和土地利用类型面积的变化相互对应。2015~2025年耕地、林地、草地和建设用地面积在缓慢持续增加,水域出现少量减少的趋势。【结论】 鄯善县各土地类型剧烈转换,土地利用现状不稳定状态。生态弹性度和生态价值指数整体增大趋势,其中水域情况的改善会促进生态环境呈良性循环发展的趋势。     

基于多时相遥感的露天铁矿及其周边植被动态变化特征分析

以新疆某铁矿及其周边区域作为研究对象,运用2007—2016年多时相TM/ETM+、OLI影像,分析铁矿及其周边区域植被覆盖度指数(fractional vegetation cover, FVC)及植被生长状况指数(vegetation condition index, VCI),评价研究区植被覆盖度、植被生长状况时空变化特征及铁矿开采对周边环境的影响,为矿区环境治理提供决策支持。结果表明,FVC及VCI指数能够较好地反映出研究区植被覆盖度及植被生长状况等级不高且铁矿区域几乎无植被生长的实际状况,为研究区生态风险防范提供理论支持。2007—2016年,研究区整体植被覆盖度及植被生长状况呈波动上升趋势,较低植被覆盖度等级和植被生长状况较差等级同时向较好等级发展。FVC及VCI较高等级主要分布在南坡及西南坡。但铁矿面积逐年增大,铁矿开采对其所在区域及周边区域造成了严重的植被退化和生态破坏,极易导致水土流失及山体滑坡等灾害的发生,应及时采取防控措施。     

典型平原采煤塌陷区景观格局时空动态变化特征及驱动力分析——以淮北市临涣矿为例

为了给淮北市临涣矿区的矿产资源开发、土地资源可持续利用和采煤塌陷区的生态环境修复与重建提供参考.采用临涣矿塌陷区2004年的IKONOS影像和2014年的WorldView-3影像,结合eCongnition分类技术和景观指数分析方法,研究景观格局时空动态变化,并对其驱动力进行了分析.结果表明,2004-2014年临涣矿塌陷区不同景观类型间的转化主要表现为耕地面积净减少43.7％,其中约有236 hm2的耕地转化为塌陷区、126hm2耕地用于堆放粉煤灰与煤矸石和359 hm2耕地转化为工业用地与居民区等;塌陷区的面积由2004年的96 hm2变成2014年的443 hm2,大幅增加了246.6％.该矿区景观格局时空动态变化的主要驱动力因子是煤矿开发、农业发展和生态治理政策.这些驱动因子互相影响、互相制约,共同影响矿区景观格局的动态变化.     

煤矿区产业转型的机制、模式研究与实证分析——以平朔矿区为例

为探讨煤炭型矿区复垦土地可持续利用与产业转型,本研究以平朔矿区为例,通过对矿区产业结构框架组成关系、矿区传统土地复垦模式以及产业结构特征与演替规律分析,研究了矿区复垦土地与产业转型的机制与模式。研究表明:我国矿区复垦土地可持续利用与产业转型目标导向机制应从"二元主导机制"过渡到"多元并存主导机制",最终实现"多方合作主导机制";平朔矿区产业框架应由粗放型、外延式向精益型、内涵式转变;依产业链不同,平朔矿区产业转型模式可分为两类,一是黑色工业产业链:煤炭开采-煤矸石-电-硅铝-建材工业,可实现矿区资源、能源和废弃物的高效利用,减缓产业转型的环境压力;二是绿色生态产业链:农-林-牧-药-农产品加工-生态旅游,是依托田园综合体的经济技术原理重构"生产、生活、生态"空间、促使复垦土地功能提升的必然途径。     

平朔煤矿露井联采区生态环境演化分析

采用实地调绘、遥感解译、统计分析、历史类比与趋势外推相结合的方法,对黄土高原区平朔露井联采区2006~2080年期间不同情景下的土地利用/覆盖变化、水土流失变化和生态环境质量状况进行了预测和评价,以期为平朔矿区生态环境建设提供科学依据。研究结果表明:(1)矿区共挖损、压占和占用土地面积10 791.81 hm2,挖损、压占和占用耕地面积6 239.30 hm2。因井工开采诱发地面中度以上沉陷损害土地资源面积2198.60 hm2。(2)不同情境下研究区生态环境状况指数在20.44~25.33之间变化,环境质量状况在山西省属于较差等级,废弃地全部复垦成林草地情况下生态环境质量状况最好。(3)由于采掘规模的不断扩大,植被的彻底破坏,矿区水土流失明显增加,但在后期土地复垦和生态重建措施下,随着林草植被的恢复,水土流失强度逐渐降低。     

大宝山矿区生态恢复的基本思路与途径

大宝山矿因长期采矿等干扰破坏,使原生植被被破坏殆尽,形成了大面积的矿山废弃地,导致生态退化和环境污染,严重制约了当地环境的可持续发展。根据大宝山矿区现状调查,土壤性质及水土流失是制约采矿废弃地生态恢复的关键因素,并提出了通过客土与土壤改良、水土流失防治、植被恢复以及跟踪监测与评价等步骤为加速大宝山矿区生态恢复的基本思路与途径,以期为矿区生态恢复提供参考。