淮北市煤炭开采与生态系统服务耦合度研究

为研究煤炭资源型城市煤炭开采与生态系统服务的耦合协调发展态势,以我国高潜水位煤炭资源型城市——淮北市为研究对象,在分析煤炭开采与生态系统服务耦合作用机理的基础上,采用基于灰色关联分析的关联度模型和耦合度模型,揭示了1990-2016年该地区煤炭开采与生态系统服务耦合度的时序变化规律.结果表明:①淮北市煤炭开采与生态系统服务两个系统指标间的关联度均在0.447 5~0.553 4之间,其中,煤炭开采对生态系统服务的胁迫作用主要是水资源破坏,而生态系统服务对煤炭开采的约束作用主要来自调节服务.②淮北市煤炭开采与生态系统服务耦合度表现为1990-1999年逐渐降低、2000-2008年不断升高、2009年之后又呈下降趋势,反映了该地区煤炭开采与生态系统之间的矛盾趋于缓和,出现了统筹协调发展的大好形势.研究显示,1990-2016年淮北市煤炭开采与生态系统服务总体上呈中等耦合态势,耦合度时序变化总体上呈"倒N"型变化特征,今后需继续推进资源型城市转型建设,加大生态治理力度,以保持统筹协调发展态势.      

西部生态脆弱区矿山不同开采强度下生态系统服务时空变化——以神府矿区为例

以神府矿区为例,选取土地利用、植被覆盖、土壤、气象等生态环境与统计数据指标,利用RS和GIS技术构建生态系统服务遥感测量评估指标体系,评估研究区2005-2015年生态系统服务变化及时空分布特征,进一步探究神府矿区不同开采强度对生态系统服务的影响并进行驱动力分析。研究结果表明：（1）2005年、2010年、2015年研究区的总生态系统服务分别为1.598×10¹⁰元、1.905×10¹⁰元、2.134×10¹⁰元,呈现逐年递增的趋势;（2）生态系统服务功能中水土保持价值比例最大,草地的单位面积生态系统服务价值最高,耕地、草地生态系统为该地区贡献了最多的生态系统服务价值;（3）研究区生态系统服务分布表现为由东北向西南逐渐降低的趋势,不同开采强度下的生态系统服务增长变化较为相似,煤炭开采区域生态系统服务未显著下降,整体较为平稳。对生态系统服务变化的驱动分析表明在近年来相对改善的气候环境与人工修复共同作用下,神府矿区生态系统服务未发生明显的缩减。此类半干旱生态脆弱矿区国土空间生态修复适宜通过主动的“保护性开发”以及“人工诱导+自然修复”为主的方式,避免大范围与高强度的水土扰动型治理,通过适度的人为干预保证与维持区域内生态系统服务的功能。研究成果不但揭示高强度煤矿开采下的生态环境变化,也对西部生态脆弱区环境做了定量评估;同时,为将来的矿区重建提供了重要的依据。     

黄河下游影响带地下水资源评价及合理开发利用

论文研究黄河下游影响带(河南段)地下水资源评价及合理开发利用问题。在概要介绍河南省黄河影响带水文地质条件基础上,运用FEFLOW建立研究区三维地下水流模型,计算出地下水多年平均补给资源28.35×10⁸m³/a和可开采资源量19.43×10⁸m³/a。重点阐述新增9个水源地的开采条件,并通过地下水模型预测新增133×10⁴m³/d开采量条件下,浅层地下水位最大降深小于20m,开采5～10年后地下水趋于稳定,新增开采量的62.58%来自黄河水的补给。研究表明,黄河对研究区地下水具有重要的补给作用,新增地下水开采量是有保证的。同时阐述了研究区地下水可持续开发利用的对策。     

锡林河流域生态系统服务价值变化研究

论文采用Costanza等人的生态系统服务评价方法对锡林河流域生态系统服务功能价值变化进行研究,结果表明,在1987～2000年的13年间,锡林河流域各类生态系统每年提供的服务总价值下降了31.6%,其中,草原生态系统服务价值从5.13×10⁸美元降至4.38×10⁸美元,下降13.3%;湿地生态系统服务的总价值由2.62×10⁸美元下降为0.9×10⁸美元,下降了65.1%;而农田生态系统服务价值由0.01×10⁸美元上升到0.03×10⁸美元,增加了200%。在草原生态系统服务功能总价值中,绣线菊草原、贝加尔针茅草原、羊草杂草类草原和羊草丛生禾草草原等优质草原所占的比重在逐渐减小,克氏针茅草原、冷蒿草原等退化类型所占的比重在逐渐增加,说明锡林河流域草原生态系统退化严重。该流域生态系统服务功能价值的下降与生态系统的退化和面积的减小有关。     

煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用:模型·实证

为研究煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用,基于系统动力学原理构建一般情况下煤炭开采对生态系统功能胁迫作用的系统动力学模型,分析不同情境下煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用特征,并以淮河流域典型煤炭资源型城市——淮南市为例进行实证研究. 结果表明:煤炭开采对生态系统功能有胁迫作用,政府是重要影响因素;不同情境下煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用不同,表现为情境一(理想状态)<情境二(良性状态)<情境三(一般状态)<情境四(停滞状态)<情境五(糟糕状态);生态治理投资系数和煤炭开采技术投资系数的比值越大,则煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用越小. 实证结果通过有效性检验,表明该研究建立的系统动力学模型具有可靠性. 当前淮南市生态治理投资和煤炭开采技术投资的比值为0.511,表明淮南市生态系统功能系统和煤炭开采系统处于一般状态. 研究显示,政府在维持生态系统功能稳态中发挥着一定作用. 煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用特征:当生态治理投资系数和煤炭开采技术投资系数的比值为0时,生态系统功能系统和煤炭开采系统处于糟糕状态;当比值为(0,1)时,处于一般状态;当比值为1时,处于良性状态;当比值大于1时,两大系统进入理想状态.      

2000~2005年三江平原土地利用/覆被变化对植被净初级生产力的影响研究

区域土地利用/覆被变化对植被生产力的影响是LUCC环境效应的重要组成部分,对于区域陆地生态系统碳循环的研究具有重要意义。三江平原地区是我国土地利用变化最为剧烈的地区之一,然而,区域尺度上土地利用/覆被变化对植被生产力的影响研究不多。基于以上原因,论文应用以遥感观测和生态系统过程模型为基础的土地利用数据和植被净初级生产力NPP数据,估算土地利用变化过程对三江平原地区植被生产力的影响。结果表明,林地、草地和沼泽湿地向耕地的转化是三江平原土地利用/覆被变化的最主要特征。2000~2005年期间,耕地面积增加了43.28×10⁴hm²,主要来自林地、草地和湿地的转化,转化面积分别为26.20×10⁴、10.81×10⁴和22.45×10⁴hm²。过去5年间,三江平原平均NPP由401.1g C m^-2 a^-1下降为377.5g C m^-2 a^-1,其中沼泽湿地平均NPP下降了7.8%,耕地、林地和草地的平均NPP均呈下降趋势。2000~2005年期间,三江平原地区净初级生产总量由4.37×10⁴G g C a^-1下降为4.11×10⁴G g C a^-1,减少量为2 575.1G g C a^-1,减少率为5.9%。三江平原地区2000年和2005年的气候因子变化不大,其对NPP的影响可以忽略。土地覆被变化直接导致区域净初级生产力的降低,人类活动干扰的强度和频度加剧对于区域植被净初级生产力的降低具有重要影响。     

香港海沙资源的勘探开发与管理

海沙开采已成为仅次于油气开采的世界第二重要海洋开采业。1980年代以来,香港政府投资1.7×10⁸港元为寻找海岸围垦填料进行了一系列的海沙勘探活动,在1828km²香港水域发现22个地点海沙资源储量7.4×10⁸m³,其中9个地点4.2×10⁸m³储量因覆盖层较厚或污染严重或海区环境特别敏感等原因被暂时搁置。1990～2002年共开采海沙2.7×10⁸m³,为形成2100hm²新土地的多项围垦工程提供了约一半的填料。基于地球物理勘探和钻探资料建立了香港海域第四纪层序和海沙产状地质模型,发现和证实了含气沉积物地震剖面的声波浑浊现象。香港政府对海沙资源进行统一勘探和统一管理,强调海沙开采的环境和生态影响评估,利用废弃的海床挖沙坑回填倾废的非污染海泥和受污染海泥。我国内地海沙勘探管理可以从中取得借鉴。     

中国草地生态系统服务功能价值遥感估算研究

草地生态系统是我国陆地上面积最大的生态系统,不仅生产大量的产品,而且提供巨大的生态服务功能。利用遥感技术估算草地生态系统服务价值,具有廉价、动态、快速、范围广等优点,并可解决传统方法所不能解决的空间异质性问题。论文考虑有机物质生产、维持CO₂和O₂平衡、营养物质循环、对环境污染的净化作用、土壤侵蚀控制和涵养水源等主要服务功能,提出了一个基于净初级生产力(NPP)和植被覆盖率的草地生态系统服务价值估算方法,并介绍了从MODIS数据反演NPP和植被覆盖率的方法。对2003年我国草地生态系统服务价值的估算结果表明,我国草地生态系统总服务价值达17050.25×10⁸元,平均48.44×10⁴元/km²,是草地生产收益的19倍;不同类型的草地生态系统单位面积服务价值空间差异悬殊,从5.62×10⁴元/km²变化到99.0×10⁴元/km²以上。     

西藏森林生态系统服务价值

森林生态系统作为可再生的自然资源,具有公共物品的属性,随着环境污染和资源危机的加剧,具有可持续意义的森林生态服务价值受到人类的重视。论文采用产量-价格法、直接市场法、影子工程法、机会成本法等主要研究方法,核算了西藏森林生态系统价值,结果表明:西藏森林生态系统服务价值中碳库、木材和生物多样性存量价值为44543.5×10⁸元,其中生态价值是直接经济价值的2.24倍;在流量中,年流量价值1738.3×10⁸元,其中年生态价值为1565.9×10⁸元,是直接经济价值172.4×10⁸元的9倍,社会价值只有9.5×10⁸元。论文旨在强调森林的生态功能,为西藏的生态补偿、绿色GDP核算奠定良好的基础。     

河北省38°N生态样带生态系统服务功能时空变化

河北省38°N生态样带是一条由太行山区-山前平原区-低平原区-滨海平原区组成的典型生态样带。论文引进区域修正系数和环境成本系数对前人的生态系统服务功能价值评估模型进行改进,并对该生态样带土地利用变化驱动下的生态系统服务功能时空变化进行了研究。结果表明:1990-2008年,该生态样带的生态系统服务功能价值总量由334.83×10⁸元增至360.13×10⁸元,但食物生产功能价值持续减少,累计减少了4.67%。太行山区的生态系统服务功能单位面积价值为西高东低,主要由林地和草地提供;山前平原区和低平原区的生态系统服务功能单位面积价值较低且分布均匀,主要由农田提供;滨海平原区的生态系统服务功能单位面积价值东部明显高于中西部,主要由水体和湿地提供。     

淮北市南湖湿地生态系统服务及价值评估

淮北市南湖湿地是由采煤塌陷形成的,经过多年的生态恢复,已经建设成为国家湿地公园,在物质生产、净化水质、动物栖息地等方面具有巨大的综合效益。通过实地考察,针对湿地的特点,依据生态经济学的原理,运用直接市场法、替代市场法、条件价值法等多种价值评估方法,对南湖湿地生态服务的直接使用价值、间接使用价值和非使用价值进行货币化评估。研究发现,南湖湿地主要生态服务价值量总和计3544.4×10⁴元/a（2007年不变价,下同）。其中,物质生产功能的价值最大,在南湖湿地生态系统服务价值中的比例为27%,其次是非使用价值,占总生态服务价值的25.9%。     

西北地区煤炭城市主要生态环境问题分析与防治对策

本文分析了西北地区煤炭城市主要的生态环境问题,包括水资源短缺与水体污染、土地资源破坏与污染、大气污染、生物资源损害以及噪声污染.从而从城市规划,管理,科学技术研究等角度分别提出了防治对策.     

煤矿区土地修复的生态系统服务功能改善研究

采用3S技术,对我国典型的煤炭资源枯竭型城市石嘴山市煤炭开采区的生态修复前后的生态系统服务进行了分析。采用2001年与2011年两期LandsatETM和TM遥感影像图的人工解译与变化监测,分析了煤矿区的土地利用覆盖变化。并通过建立响应的评价指标体系,对其成功的治理煤矸石山,改造塌陷区,建立煤矿地质公园,将塌陷区改善为生态湿地等活动的生态系统服务功能变化进行了全面定量化评价。研究表明,通过10年的土地修复,采矿迹地的生态恢复能够提高其生态系统服务功能10倍左右,尤其是环境美学功能受到社会广泛认同。     

矿区土地复垦与生态重建效益演变与配置研究

矿区复合生态系统的重建是对未来空间系统结构和功能的超前安排,其效益的演变极大地受到自然、社会、经济的影响。论文从资源经济、生态经济角度,讨论了矿区土地复垦与生态重建效益的概念和内涵,分析了矿区生态系统演变、矿区生态重建目标、矿区生态系统类型、矿区生态重建措施及矿产资源综合利用对矿区生态系统“三大效益”配置的影响;并以平朔安太堡露天煤矿1985～2015年土地复垦与生态重建过程中的土地资源利用结构动态演变为实例,初步揭示矿区生态重建过程中“三大效益”的有序配置和高度统一问题;为优化矿区土地资源利用结构和建立矿区复合生态系统重建的效益评价指标体系提供理论基础。     

土地利用规划生态环境影响区域差异研究

应用生态系统服务价值计算方法,在结合区域实际确定单位面积土地生态系统服务价值的基础上,分析了广西崇左市各县市(区)土地利用总体规划实施前后生态服务价值变化,从而评价规划实施所产生的生态环境影响.结果显示:崇左市及部分县市(区)土地利用的生态系统服务价值呈上升趋势,最大增幅达1.33%;所选取的8种生态功能变化各异,其中气体管理功能增幅最大,达1.03%.表明崇左市各县市(区)在规划实施过程中已取得一定的生态环境建设成果,生态环境质量开始向良性发展,但仍需加强生态建设的力度,进一步提升土地生态系统服务功能.为此在规划修编的过程中,应当结合生态建设的要求,更加关注对生态与环境用地的合理调控.      

关于淮北市饮用水环境安全的思考

随着城市的发展和经济持续稳步的增长,淮北市不可避免地出现一系列的环境问题,其中以水污染问题最为突出。淮北市许多地表水均受到较严重的有机污染和无机污染,其中的有害成分可以渗入地下,污染地下水,而淮北市是安徽省唯一依赖地下水生存的城市,淮北市饮用水环境安全问题不容忽视。     

安徽淮北平原地下水动态变化研究

论文对安徽淮北地区69个地下水位站的1980-2006年平均地下水埋深资料进行分析,得出淮北地区多年平均地下水埋深2.33m,1980-1990年各地下水年均埋深较浅、变幅较小,1990年以后地下水埋深变幅加大,且埋深有明显的加深趋势。研究认为淮北平原地下水动态虽然受降水量、蒸发量和人类活动等多种因素影响,但近些年来地下水的动态变化主要是人类活动影响的结果。这些人类活动包括地下水资源开发利用、土地利用、水利工程、农业节水灌溉措施等。其中过度开发利用地下水是导致安徽淮北平原地下水埋深下降,地下水资源减少的主要原因。适度开发利用地下水有利于淮北地区地下水的循环更新,但过度的开发利用,已造成平原北部开始出现严重的环境地质问题,应限制开采。