基于遥感技术的干旱荒漠区露天煤矿植被群落受损评估

以新疆准东五彩湾露天煤矿开采区为研究靶区,基于2006~2011年的Landsat TM卫星遥感影像数据,借助植被指数和植被覆盖度指数,对干旱荒漠区露天煤矿开采对植被的扰动进行分析.利用植被覆盖度特征和植被覆盖度转移矩阵,分析了露天煤矿开采中不同等级植被群落的受损速度和面积变化情况,通过植被覆盖度的时空变化趋势和波动程度,研究了植被覆盖度随时间的变化特征,并定量分析了研究区植被受损范围与受损程度.结果表明,2006~2011年,露天煤矿开采对研究区植被破坏程度呈逐年增加趋势,研究区内植被覆盖度年均减少1.2%,并且植被等级越低,植被受损速度也越快.其中植被受煤矿开采粉尘影响的范围较大,占研究区总面积的44.69%,影响的平均最大距离约为3.2km,并且煤矿的开采规模越大,影响的距离越远．煤矿采掘区、排土场压占区和占用区内植被覆盖稀疏,有植被区域占该区域面积的12.15%,尽管该区域植被覆盖面积不大,但所在区域植被覆盖度的波动程度在0.05~0.15之间,植被受损严重.     

煤炭开采地表沉陷环境影响评价分析

煤炭开采形成的地表沉陷是煤矿区主要的环境地质灾害问题。以新疆奇台县某煤矿为研究对象,在综合分析矿区生态环境的基础上,运用概率积分法对其地表沉陷进行预测,划定沉陷范围,并对其可能产生的生态影响进行分析,提出了减少煤炭开采对生态环境影响的措施,为矿井后续开发建设提供环境保护依据。     

1982-2013年潞安矿区NDVI3g变化趋势及气候响应

为了揭示全球变化背景下矿业开发活动对矿区生态环境的影响,采用长时序GIMMS AVHRR NDVI3g（1982-2013年）全球植被指数数据集和气候信息（年均降水量和气温数据）,运用IDL编程实现数据合成运算、线性回归和趋势拟合,从时间、空间、气候三方面对矿区、缓冲区（10 km、20 km）、校验区的NDVI平均值和总值进行比较研究,并推算出生长期变化趋势.时序分析表明,32 a来矿区NDVI总量随开采年限延长呈先增后减/波动中下降的趋势,下降速率为0.18/（10 a）.矿区植被返青期滞后3 d,枯黄期提前30 d,生长期缩短33 d,缩减速率为10.3 d/（10 a）.空间分析表明,除潞安矿区外其他三区生长季均有所延长,研究区平均NDVI年增长率依次为矿区（1.09%） < 10 km缓冲区（2.16%） < 20 km缓冲区（8.86%） < 校验区（9.87%）,矿区NDVI总量自1995年后开始减少,非开采区NDVI总量呈增加趋势.气候变化分析表明,校验区NDVI对温度敏感性高于降水量,矿区NDVI对降水量敏感性高于温度,其中温度对两区植被生长有明显滞后性.研究显示,矿业开发活动抑制了矿区及周边区域NDVI的增长,NDVI年增长率远低于校验区,受温度升高、降水量减少共同作用,自然生态下校验区NDVI呈增加趋势,生长季延长;而受开采扰动影响下的矿区植被活动呈减弱趋势,生长期也有所缩短.      

废旧煤矿区域生态环境保护方式改革与分析研究

煤炭能源长期在中国的能源结构中占据主导地位,是中国不可或缺的一次性能源。煤炭资源的开发和利用极大的促进了中国的经济发展,推进了现代化建设的路程。但同时对煤炭资源的过度开采也导致了严重的生态环境问题。尤其是对废旧矿区的处理不恰当造成了矿区周围地表塌陷,空气污染,植被破坏等一系列问题,废旧矿区周边逐渐发展成为严重受损生态系统。对中国当前废旧煤矿区域已出现的生态环境问题以及潜在的环境和安全隐患进行调查和分析,提出通过恢复植被等方法对废旧煤矿区生态环境治理方法和技术措施。     

神东矿区AVHRR/NDVI的时空、开采强度和气候效应

研究采矿扰动区长时序、多维度NDVI变化趋势,有助于认识非自然生态区植被演替规律,对高强度开采条件下西北脆弱生态区地表植被自然修复和人工修复工作具有指导意义.研究通过设立直接影响区、间接影响区和自然生态校验区,利用长时序GIMMS AVHRR/NDVI（1981～2006）植被指数数据集,结合同期温度、降水和煤炭产量信息,从时间、空间、气候和开采强度方面开展对比分析,并以长时序MODIS NPP/NDVI（2000～2010）数据进行结果验证.时序分析表明,全球变化背景下,神东矿区植被生长季二度延长;空间分析表明,神东矿区NDVI增量低于缓冲区,缓冲区NDVI增量低于自然生态区;开采强度分析表明,随着神东矿区开采强度增强,NDVI增速放缓,增长速率低于自然生态区;气候变化分析表明,神东矿区NDVI受温度升高、降水减少共同作用,与温度相关性较高,与降水相关性较低;同期MODIS NPP/NDVI验证结果表现出与AVHRR/NDVI一致的规律性.     

锑在淮北芦岭矿区土壤和水体中的分布及其环境效应

锑是近年来受到普遍关注的有害微量元素,广泛的存在于环境中.煤炭的开采利用向环境中释放的锑成为煤矿区环境中锑的重要污染源.矿区承载了煤的开采堆放加工等诸多活动.然而锑在煤矿区的分布及其相关的环境效应至今报道较少.本文以安徽淮北芦岭矿区为研究对象.共收集38个表层土壤样和塌陷湖及周边水体水样.通过分析得出:锑在土样中的平均...     

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。     

黄河源植被时空变化及其对地形和气候的响应

基于2000~2019年MODIS归一化植被指数（NDVI）遥感数据,辅以同期气温、降水和地形数据,通过最大值合成、趋势分析及相关分析法,分析了黄河源区植被的时空变化特征及其对地形和气候变化的响应.结果表明：黄河源区植被NDVI整体处于中高水平,但空间差异显著,呈现由东南向西北递减的空间分布格局;近20a来,植被总体上呈现出变好的趋势.植被对高程和坡度响应明显,随着高程的增加,植被NDVI呈现先增加后减少的趋势,但在3500~4100m区间植被NDVI变化不显著;此外,植被NDVI随着坡度的增大呈现出先增大后减小的变化趋势,且在24~26°坡度带植被NDVI达到最大值.黄河源区植被受气温和降水的共同影响,与降水相比,气温对黄河源区植被变化的影响更为显著.     

煤矿开采沉陷区综合整治与生态恢复的研究

煤炭资源大多分布在中国的生态脆弱区或粮食生产区,煤矿开采沉陷导致大量的土地遭受破坏,根据煤矿区地表沉陷的特点,利用采煤沉陷地复垦方法,对沉陷区进行综合整治及生态恢复,使受轻度影响的耕地经过简单整治全部可以恢复原有生产力;受中度影响的耕地经过复垦整治可恢复生产能力;受重度影响的耕地采用铲运机械分层剥离分层回填工艺,可恢复耕地功能.     

清洁生产技术在神东矿区煤炭开采中的应用

传统煤矿开采过程中产生大量的矿井废水、煤矸石和煤粉尘,导致了周边环境污染和生态破坏。神东煤炭集团有限责任公司通过在煤炭开采中源头、过程和末端进行清洁生产技术的应用,减少了污染物的大量外排,改善了神东矿区的生态环境和居住生活环境。     

煤炭开采的生态环境承载力评价——以山西省为例

应用层次分析法,从生态弹性力、资源-环境承载力、煤炭开采压力三个方面,建立了煤炭开采环境影响综合评价模型,并以山西省为例,对主要煤矿区的生态环境承载力差异作出了评价,对科学制定煤炭资源开发战略具有重要的指导意义.     

神府东胜煤田采煤对生态脆弱带环境灾害的影响与对策

神府东胜煤田是黄土高原生态环境最脆弱的地区,根据矿区考察研究,分析采煤对该地区生态环境的影响,结果表明,自１９８７年采矿以来,沙暴,土壤侵蚀,洪水泥沙,河道淤积,水污染,滑坡和泥石流等人为环境灾害显著增加,矿区生态环境恶化,并提出煤田开发与环境整治协调发展的建议与对策。     

碳中和战略下煤矿区生态碳汇体系构建及功能提升展望

煤炭资源开发引起矿区生态碳汇总量的降低,在碳中和战略下探索煤矿区生态碳汇提升技术和模式具有重大意义.通过研究构建了包括管理模式与技术方法两个层次,土壤碳汇、植被碳汇和湿地碳汇这3个主要类别,矿区生态碳汇规划、碳汇监测调查、碳汇功能提升和碳汇损失防控等多项技术内容的煤矿区生态碳汇体系框架,明确了煤矿区的主要生态碳汇类型(...     

山西省煤炭开采环境损失的经济核算

以环境经济学的经济外部性理论为依据,识别采煤过程中生态环境的外部不经济因素,应用环境价值评价法,对这些不经济因素进行量化和货币化,初步建立了省域煤炭开采环境污染和生态破坏经济损失核算体系.以2003年为基准年,核算了山西省煤炭开采环境污染和生态破坏的经济损失量.结果表明:2003年山西省煤炭开采环境污染与生态破坏造成的损失约为286.746 8×108元,折合每t煤损失63.79元.其中环境污染年损失61.979 4×108元,折合每t煤损失13.78元;生态破坏损失224.767 4×108元,折合每t煤损失50.00元.依据该核算结果,1978─2003年山西省累计采煤约65×108 t,所造成的环境损失约为4　100×108元.      

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.      

浅埋矿区煤炭开采对地表生态环境的影响研究

在分析大量文献资料的基础上,从地表塌陷、土壤破坏、水体污染等方面综述了浅埋矿区煤炭开采对地表生态环境影响的研究现状.并指出当前研究中存在的问题,包括煤炭开采对生态环境的影响主要集中某一方面的环境问题,以及缺乏对生态环境有效的预测方法等.针对上述问题,结合浅埋煤矿区生态环境特征,构建了相对完整的生态环境评价指标体系,筛选出基于灰色系统模型的预测方法,进而为下一步建立预测模型和预警系统奠定基础.     

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。     

基于(火用)分析法的矿区工业生态链物质能量流动研究

从工业生态学角度研究矿区工业生态系统的工业代谢和工业生态链,建立矿区物质循环与能量流动(火用)分析和(火用)效率模型.根据生态效率的理念,矿区发展需要五项关键支撑技术,为合理选择煤炭的产业链延伸途径打下理论基础,促进矿区可持续发展.     

基于[火用]分析法的矿区工业生态链物质能量流动研究

从工业生态学角度研究矿区工业生态系统的工业代谢和工业生态链，建立矿区物质循环与能量流动[火用]分析和[火用]效率模型。根据生态效率的理念，矿区发展需要五项关键支撑技术，为合理选择煤炭的产业链延伸途径打下理论基础，促进矿区可持续发展。     

攀枝花煤矿区周围农田重金属污染特征及风险分析

本研究以四川省攀枝花市几大煤矿区周围农田为研究对象,采集表层煤矿区附近的24个农田土壤表层样,利用三酸消解法提取并测定土壤样品中Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb六种重金属元素的总量,同时利用0.1 mol/L氯化钙和0.5 mol/L磷酸二氢钾浸提并测定Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As有效态含量。采用内梅罗综合污染指数法、地累积指数法和生态风险指数法分析研究区农田重金属污染状况及其环境风险。结果表明所有煤矿区周边农田土壤中Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的平均含量高于四川省土壤背景值,其中部分点位As、Cd和Zn超过国家农田土壤重金属风险管控标准,点位超标率分别为8.3%、41.7%和25%;Cd和Pb具有较高生物有效性,生物有效性系数分别为35.29%和20.10%;相关性分析结果表明Cd、Zn、As和Pb两两间存在互为显著相关,农田中这四种元素主要来源于煤矿开采和加工。三种评价结果均表明煤矿区附近农田中Cd处于显著污染水平,是农田土壤污染风险的主要贡献因子;花山矿区周围的农田是四大矿区中重金属污染最为严重的,需引起相关部门重视或采取一定的土壤污染风险管控措施。