基于遥感影像的平朔矿区植被碳库变化分析

选取中国最大的露天煤矿平朔矿区为研究区,基于遥感影像数据,利用ENVI、ARCGIS等软件平台,研究该区域1987—2010年植被碳汇量的时空变化,并对其碳汇价值进行估算。研究表明,1987年林地碳汇量约占整个矿区植被碳汇量的8995%,随着矿区的发展,林地碳汇量不断减少,之后由于退耕还林政策和矿区复垦,林地碳汇量开始有小幅回升;草地碳汇量在整个矿区植被碳汇量中所占比重较小,呈现先减少、后增加的发展趋势,2010年草地碳汇量与1987年相比,增加了298%;耕地碳汇量持续下降,截至2010年耕地碳汇量减少了2130%,这与矿区开采力度加大、退耕还林政策的实施有关。此外,碳汇价值分析表明,不同的土地利用类型,其碳汇价值不同,林地、耕地、草地的碳汇价值的增减和它们的碳汇量的变化呈正相关关系。     

平朔露天矿区土地利用/覆盖变化分析

平朔煤矿是我国最大的露天矿区,对其进行土地利用/覆盖变化研究有着典型性和指导性,特别是对露天矿区的开发、生态环境的保护以及后期的土地复垦都具有重要意义。本次研究采用1986年、1995年以及2005年3个时相的TM数据,依据土地利用分类系统,在Erdas软件支持下完成不同时相的矿区土地利用现状信息的提取,然后利用地理信息系统平台获取土地利用/覆盖变化情况,并进行分析。结果表明:在平朔露天矿区近20年的采矿活动和土地复垦过程中,矿区土地利用/覆盖的变化非常剧烈。主要表现为耕地逐年减少;而林地和荒草地则由减少到增加的过程;独立工矿用地逐渐增加。本次研究综合应用遥感(RS)技术与地理信息系统(G IS)技术,对平朔露天矿区土地利用/覆盖结构、各地类面积变化率、土地利用程度变化以及土地利用/覆盖变化区域等进行分析研究。经过分析论证,指出了平朔露天矿区1986年、1995年以及2005年的土地利用与覆盖变化情况,分析研究找出引起变化的原因,为矿区治理与生态修复等提供依据。     

高潜水位矿区土地利用和碳储量时空变化规律与预测

高潜水位矿区采矿活动及城镇化发展会导致土地利用类型明显变化,进而影响矿区的固碳能力。采用潘谢矿区2002—2021年5期土地利用数据,利用FLUS (Future Land Use Simulation)模型,选取了采矿、社会经济和气候环境等方面数据作为驱动因子,分别预测了自然发展和生态保护两种情景下2028年土地利用变化,再结合InVEST (Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)模型,计算了潘谢矿区2002—2021年的历史碳储量以及2028年不同情景下的未来碳储量,并对潘谢矿区碳储量的时空变化特征进行了分析。结果表明：(1) 2002—2021年潘谢矿区土地利用变化表现为耕地不断减少,湿地和建筑用地持续增加,其中耕地减少了147.93 km²,湿地和建筑用地分别增加了71.01 km²和75.76 km²。在此期间,潘谢矿区碳储量减少了1.62×10⁵ t,减少幅度为3.83%,其中在2018—2021年碳储量下降最快...     

煤矿区土地利用变化对生态系统植被碳储量的影响——以徐州垞城矿为例

以徐州垞城矿为例,通过RS和GIS技术,采用改进的CASA模型对煤矿区1987年、1998年、2005年、2008年的植被碳储量进行了测算研究,结果表明：矿区碳储量的年平均值的变化量与采矿生产能力呈高度负相关,相关系数为-0.902,随着矿区生产能力从45万t/a提高到100万t/a,植被碳量的年平均碳密度值从181.24 g/m 2下降到111.43 g/m 2,矿区总碳储量从443.53 Pg下降到272.68 Pg;不同土地覆盖类型植被碳密度分析得出,耕地的碳密度降低了43.91 g/m 2,林地碳密度降低了53.52 g/m 2,水域用地碳密度降低了81.44 g/m 2;分析矿区采矿活动导致的土地利用变化对矿区碳储量的影响表明,在1987-2008年间矿区碳总量降低了170.85 Pg,其中耕地碳总量降低了203.90 Pg,是矿区碳总量降低的主要原因,是因为采矿活动导致矿区耕地面积的减少和耕地碳密度降低所导致的,林地碳总量增加了25.39 Pg,是因为采矿活动导致耕地转变为林地,林地面积增大所引起的。     

平朔露天矿区土地利用/覆盖变化分析

平朔煤矿是我国最大的露天矿区，对其进行土地利用／覆盖变化研究有着典型性和指导性，特别是对露天矿区的开发、生态环境的保护以及后期的土地复垦都具有重要意义。本次研究采用1986年、1995年以及2005年3个时相的TM数据，依据土地利用分类系统，在Erdas软件支持下完成不同时相的矿区土地利用现状信息的提取，然后利用地理信息系统平台获取土地利用／覆盖变化情况，并进行分析。结果表明：在平朔露天矿区近20年的采矿活动和土地复垦过程中，矿区土地利用／覆盖的变化非常剧烈。主要表现为耕地逐年减少；而林地和荒草地则由减少到增加的过程；独立工矿用地逐渐增加。本次研究综合应用遥感（RS）技术与地理信息系统（GIS）技术，对平朔露天矿区土地利用／覆盖结构、各地类面积变化率、土地利用程度变化以及土地利用／覆盖变化区域等进行分析研究。经过分析论证，指出了平朔露天矿区1986年、1995年以及2005年的土地利用与覆盖变化情况，分析研究找出引起变化的原因，为矿区治理与生态修复等提供依据。     

兴隆庄煤矿生态系统服务价值评估

以兖州矿区兴隆庄煤矿为例,基于1990-2018年间的遥感影像数据,从供给、调节、支持和文化4个方面对兴隆庄生态系统服务价值进行测算评估,并分析其动态变化度及敏感性。评估结果表明,总生态服务价值表现为先增加后减少,1990-2010年矿区生态系统服务总价值从18841.5万元增加至29034.2万元,主要原因是采煤塌陷导致耕地向塌陷水体转变以及林地面积的增加;2010-2018年生态总价值减少了2484.8万元,主要在于耕地大规模地转变为建设用地以及区域地下水位下降造成的水域面积减小。敏感性分析显示,耕地和水体是平原矿区生态系统服务价值最敏感的因素,耕地的敏感性指数由1990年的0.79降为2018年的0.28,说明其在生态服务价值中的影响逐年降低。     

平朔矿区生态系统服务功能价值情景模拟研究

研究土地利用变化对矿区生态系统服务价值的影响具有重要意义。本文以平朔矿区土地利用的动态数据为基础,对该矿区不同类型土地的生态服务价值及矿区总的生态服务价值进行研究。结果表明：1985-1990年矿区生态价值呈下降趋势,从31 270.98万元降至30 348.14万元;1990-2005年生态价值逐渐上升,2005年为311 090.05万元。矿区无复垦措施和有复垦措施两种情景设置结果显示：在完全没有复垦措施的情况下,矿区总的生态价值呈下降趋势,2005年仅为26 401.6万元;而在有完全复垦措施的情况下,总生态价值呈急剧上升状态,到2005年为49 835.55万元。说明土地复垦及生态重建工程对矿区的生态可持续发展起到重要作用。     

灰色预测模型在矿区土地利用变化研究中的应用

利用平朔矿区3个时相的TM影像数据,结合矿区土地利用的实际特点,划分了耕地、林草地、工业及住宅用地、水域、交通用地、待复垦地和未利用地7种矿区土地利用类型,分析并研究了平朔矿区土地利用中灰色建模的方法以及求解过程。预测结果表明：矿区耕地逐渐下降,到2023年预计耕地面积18 173.21 hm²,占矿区总面积的45.4%;同时由塌陷地和排土场形成的待复垦地逐渐增多,预计2023年将达到3 849.62 hm²。因此,应该加大土地复垦的力度和进度,促进已复垦地尽快转为耕地,协调生产建设和生态建设对土地利用的改变速度,保证矿区各类土地的可持续利用。     

玉溪市土地利用及其生态系统服务价值动态变化

开展区域土地利用与生态系统服务变化研究，有利于优化区域土地利用结构，实现区域可持续发展。为此，采用土地利用动态度、土地利用程度和生态系统服务价值方法，对玉溪市2009-2018年土地利用及生态系统服务价值的时空变化展开研究。研究结果显示：1)10年间玉溪市耕地、园地、其他土地一直呈不断下降趋势，林地、建设用地面积呈增长趋势，草地、水域及水利设施用地基本没变。2)玉溪市土地利用程度综合指数不断增强，土地利用处于发展期，其中，红塔区土地开发利用程度远高于周边地区，平均利用程度综合指数273.73,是利用程度最低的元江县(214.45)的1.28倍，说明土地利用程度的不均衡性影响着区域协调发展。3)玉溪市生态系统服务总价值呈下降趋势，10年间共减少18 751.04万元，其中红塔区减少最多，元江县减少最少；林地是玉溪市生态系统服务价值的主要贡献者，反映出研究区生态优势尚未有效转化为生态价值。     

平朔矿区生态系统服务功能价值变化研究

矿区是人类活动干扰最强的生态系统之一,矿区的开采利用对经济的发展起到了巨大的推动作用,但同时也对当地环境产生了重大影响。本文以平朔矿区为对象,采用了市场价值法、成本法和影子工程法等研究了该区域1985-2005年土地利用变化所引起的生态系统服务价值的变化。结果表明,1985-1990年矿区总的生态价值呈下降趋势,从31 270.98万元降至30 348.14万元;1990-2005年生态价值逐渐上升,到2005年时为311 090.05万元。复垦地的增加带来了良好的生态效益,改善了生态环境,提高了生态服务价值,减少了因受损地增加而产生的负面作用。     

基于修正模型的矿-农-城复合区生态服务价值研究:以山西省平朔为例

在露天煤矿开采、高速城镇化和土地复垦的三重影响下,矿-农-城复合区的土地利用类型和生态系统服务价值都发生着变化。本文以山西省平朔矿区及其周边城区为研究对象,以1986年、1996年、2004年和2013年的遥感影像等数据为基础,针对研究区的特征,对原有生态系统服务价值当量表进行了修正,并根据修正后的当量表进行生态系统服务价值的测算。结果表明:土地复垦虽然对生态系统的恢复有所助益,但煤炭开采和城镇化进程对原地貌生态系统的影响仍较大,使其退化严重。1986~2013年,研究区生态系统服务总价值由45637.94万元下降到21410.72万元,下降率达53.09%。各单项生态系统服务中,以废物处理变化幅度最大,从5172.22下降为-4706.47万元,变化率达到-191.00%,即生态系统所能提供的废物处理服务,已不能仅依靠自然净化废弃物,还需要人工处理。     

矿区土地复垦碳减排效果测度模型与实证分析

矿区土地复垦是改善矿区受损生态环境和恢复破坏土地利用的重要技术途径,但它对土壤碳库和植被碳库的作用及其大小目前研究还不充分。本文以淮北矿区为例,在综合现有农地、林地、湿地、草地、建设用地等碳源碳汇模型的基础上,建立了矿区土地复垦碳减排效果测度模型并评估了淮北矿区土地复垦碳减排效果。结果表明:耕地(复垦前)—耕地(复垦后)的复垦模式的碳汇能力有所提高,废弃地—耕地、林地的碳减排效果最显著,积水区向其它用地类型转化的碳减排效应并不明显甚至会变成碳源,煤矸石充填复垦可有效减少CO2的潜在排放。测算结果表明,淮北矿区已复垦的1.05×104hm2损毁土地,年CO2吸收量可增加1.68×108kg,碳减排效益明显。由此证明,矿区土地复垦是矿山碳减排的一条重要途径。     

平朔矿区土地复垦与生态重建措施研究

为了更好地恢复平朔矿区生态环境，积极贯彻落实国家生态治理理念，分析了平朔矿区土地复垦区的基本情况，给出了土地复垦与生态重建的原则，从土地复垦、土壤再造、景观再生等方面研究了平朔矿区生态恢复方式，并通过开发大棚种养采摘观光项目、林下养殖项目、矿史博物馆教育项目、康体健身项目、充分利用现有资源适度开发工业项目等途径，打造了平朔矿区舒适宜居的人文生态环境。     

安家岭露天煤矿土地利用结构预测

采用实地调绘、航片判读、统计分析、历史类比与趋势外推相结合的方法,对平朔安家岭露天煤矿１９９８～２０１９年剧烈扰动的１６５２０ｈｍ２的土地利用结构进行了预测性研究．结果表明,２２ａ间,共剥离岩土１６０９８００万ｍ３,挖损土地１２０００ｈｍ２,压占土地４５２０ｈｍ２,其中,耕地和林牧用地分别消失８７４３ｈｍ２和７９０ｈｍ２．规划后的土地利用结构有了明显的改善,其中,耕地由原来的５２９％提高到７０７％;林牧用地由原来的４８％提高到２９３％,基本消除了荒地和其它未利用地．同时,耕地总量动态平衡结果表明,以６ａ为耕地恢复期,大约在采矿２６ａ后,耕地总量可达到平衡;若以１０ａ为耕地恢复期,大约在采矿３４ａ后,耕地总量可达到平衡．     

基于RSEI的平朔矿区生态环境变化研究

矿区生态环境问题涉及到社会经济可持续发展,历来是社会关注的焦点。本文选取1987、1998、2007、2013、2018五期遥感影像为数据源,提取绿度、湿度、干度、热度指标,采用主成分分析法计算各指标贡献率,构建RSEI模型,研究平朔矿区32年的生态环境质量及其变化趋势。结果表明：1987-2007年,受煤炭开采的影响,矿区生态环境质量下降,RSEI指数由0.564下降至0.512;2007-2018年,矿区大力开展生态恢复治理工作,生态环境逐渐改善,RSEI指数逐渐上升至0.576,生态质量优与较优等级的面积分别提高了4.14%和3.65%。矿区北部地区生态质量较好,安家岭及安太堡露天矿周边及南部地区生态质量较差,经生态恢复治理后,煤矿周边及南地区生态环境得到改善。建议后续仍应着重开展南部地区生态治理工作,注重整体土地利用的协调性。