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。     

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。     

基于遥感影像的平朔矿区碳汇变化及预测研究

土地利用变化直接体现人类活动对生态系统的影响,是全球气候和碳循环变化的重要原因。煤炭开采造成矿区农用地非农化,导致生态环境恶化,改变碳汇量/价值。本文以平朔矿区为研究对象,选取1987年建矿以来的七期遥感影像作为基础数据,从土地利用变化角度定量研究了矿区不同发展阶段碳汇量/价值变化,并基于2013年、2018年两期数据,应用马尔科夫模型预测了未来10年矿区土地利用及碳汇量/价值的变化趋势。结果显示:①平朔矿区自开采以来的32年间土地利用结构发生显著变化,大量耕地和草地被转化成采矿用地和建设用地等,与开矿初期相比耕地,和草地面积分别减少了39.16%和58.32%,采矿用地、建设用地、裸地面积则分别增加了3.19倍、1.29倍、5.57倍;②1987～2013年碳汇量呈下降趋势,由132.38万t下降为120.85万t,碳汇价值由67 248.83万元下降为61 390.50万元,2013年以后至2018年分别增加到124.03万t和63 009.33万元;③未来10年平朔矿区土地利用结构基本稳定,耕地、建设用地及裸地面积略有减少,林地、采矿用地面积略有增加;预计2023年和2028年矿区碳汇量分别比2018年增加0.50万t和0.70万t,碳汇价值分别增加254.79万元和355.84万元,矿区生态环境逐渐改善。     

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。     

煤矿区土地覆盖与景观格局变化研究

以徐州市西矿区2000,2005和2010年Landsat TM/ETM+影像为基础数据源,在遥感（RS）与地理信息系统（GIS）技术支持下,采用土地覆盖/土地利用和景观生态学原理,对遥感影像进行支持向量机（Support Vector Machine,SVM）分类,土地覆盖变化分析和景观格局变化分析,探讨了煤炭开采对矿区土地覆盖变化和景观格局演变的规律。结果表明,近10 a来耕地始终占据矿区土地覆盖的主导类型,其次为建设用地,因此两者之间以及与其他类型的转化成为矿区土地覆盖变化的主要部分。未利用土地的土地覆盖变化幅度和年变化率最大,成为矿区土地覆盖变化的重要组成部分;建设用地和未利用土地的面积先减少后增加,耕地和水体的面积先增加后减少,水体面积的增加主要是由于采矿造成地面塌陷导致积水的形成,林地面积前期变化极小,后期增加。2000-2010年间,矿区景观类型中的建设用地、耕地以及未利用土地经历了一个由大破碎度到小破碎度、再由小破碎度到大破碎度的过程,矿区内各景观的聚集度在2005年达到最高,多样性指数呈增加趋势,矿区生态系统正朝着多样性、均匀化的方向发展。     

基于生态系统服务价值的水源地生态补偿研究——以南水北调东线扬州市为例

生态补偿是协调区域经济发展和生态环境保护的重要机制,补偿标准的确定和补偿资金的分配是生态补偿的难题。文章基于生态系统服务价值法,利用GIS和遥感技术,分析了扬州市2010年、2015年和2018年土地利用类型和生态系统服务价值的变化,确立受水区生态补偿支付标准上限,引入生态补偿优先级（ECPS）对水源地各区补偿的迫切程度进行量化,并建立补偿资金分配机制。研究表明：1）2010-2018年扬州市土地利用结构变化显著,生态系统服务价值从553.58亿元降低到467.99亿元,其中水体和水田生态系统服务价值减少最为显著,占比90.38%;2）受水区应给予补偿的生态系统服务价值为20.91亿元,而支付标准上限为13.59亿元,二级服务水文调节价值占比80.02%,是补偿的核心;3）补偿顺序和补偿资金分配情况依次为高邮市（10.13亿元）、宝应区（5.08亿元）、邗江区（2.81亿元）、江都区（1.79亿元）、仪征市（0.93亿元）和广陵区（0.17亿元）。最后从明确补偿对象、建立监督机制、形成多元化补偿等角度提出相关建议,以期完善水源地生态补偿机制。     

基于生态系统服务价值的水源地生态补偿研究——以南水北调东线扬州市为例

生态补偿是协调区域经济发展和生态环境保护的重要机制，补偿标准的确定和补偿资金的分配是生态补偿的难题。文章基于生态系统服务价值法，利用GIS和遥感技术，分析了扬州市2010年、2015年和2018年土地利用类型和生态系统服务价值的变化，确立受水区生态补偿支付标准上限，引入生态补偿优先级（ECPS）对水源地各区补偿的迫切程度进行量化，并建立补偿资金分配机制。研究表明：1）2010—2018年扬州市土地利用结构变化显著，生态系统服务价值从553.58亿元降低到467.99亿元，其中水体和水田生态系统服务价值减少最为显著，占比90.38%；2）受水区应给予补偿的生态系统服务价值为20.91亿元，而支付标准上限为13.59亿元，二级服务水文调节价值占比80.02%，是补偿的核心；3）补偿顺序和补偿资金分配情况依次为高邮市（10.13亿元）、宝应区（5.08亿元）、邗江区（2.81亿元）、江都区（1.79亿元）、仪征市（0.93亿元）和广陵区（0.17亿元）。最后从明确补偿对象、建立监督机制、形成多元化补偿等角度提出相关建议，以期完善水源地生态补偿机制。     

基于生态服务价值的甘州区土地利用变化生态效应研究

利用生态服务价值框架及构建区域综合生态效应指数,揭示2001—2029年甘州区生态系统服务功能价值总量,以及各地类生态服务价值变化状况。研究表明：1）甘州区生态系统服务价值总值15年来共增加了6 169.45×10^4元,增加幅度达到7.44%;2）2001—2015年,草地、林地、交通水利用地的生态系统服务价值呈增加趋势,增加总量为9 478.76×10^4元,耕地、园地、水域、未利用土地和建设用地的生态系统服务价值呈减少趋势,减少总量为3 714.75×10^4元;3）生态系统中原材料生产、气候调节、保持土壤、维持生物多样性变化大,其中保持土壤增加最多,其次是维护生物多样性、气体调节、气候调节、原材料生产的生态服务价值。4）2022—2029年甘州区的生态服务价值总量将进一步提高,生态环境进一步好转。     

古交市矿区土地覆盖时空动态变化研究

为了研究矿区土地覆盖的动态变化规律,以古交矿区为研究区,通过监督分类解译获取矿区1990年、2000年、2010年相同季节的土地覆盖类型图。运用转移矩阵和CA-Markov模型方法分别对研究区土地覆盖类型动态变化进行了研究和预测,结果表明:1)1990—2010年林地的面积持续增加,年增长率达到了5.49%,耕地和草地的面积大幅度减少,尤其是草地的面积,此外城镇建设用地和水域轻微减少。2)2010—2020年耕地和草地的面积进一步减少,城镇和工矿用地以及水域的面积小幅度增加,林地的面积继续大幅度增长,年增长率达到了2.18%。     

基于生态服务价值的甘州区土地利用变化生态效应研究

利用生态服务价值框架及构建区域综合生态效应指数，揭示2001—2029年甘州区生态系统服务功能价值总量，以及各地类生态服务价值变化状况。研究表明：1）甘州区生态系统服务价值总值15年来共增加了6 169.45×10^4元，增加幅度达到7.44%；2）2001—2015年，草地、林地、交通水利用地的生态系统服务价值呈增加趋势，增加总量为9 478.76×10^4元，耕地、园地、水域、未利用土地和建设用地的生态系统服务价值呈减少趋势，减少总量为3 714.75×10^4元；3）生态系统中原材料生产、气候调节、保持土壤、维持生物多样性变化大，其中保持土壤增加最多，其次是维护生物多样性、气体调节、气候调节、原材料生产的生态服务价值。4）2022—2029年甘州区的生态服务价值总量将进一步提高，生态环境进一步好转。     

新疆乌苏市四棵树煤矿区生态补偿核算

以乌苏市四棵树煤矿为研究对象,根据四棵树矿区生态环境破坏现状调查以及前人研究成果,对四棵树矿区生态环境价值与居民损失价值进行核算。结果表明:四棵树矿区煤炭开采造成环境污染损失达2 204元/d,折合每吨煤损失1.34元,生态破坏损失达8 842元/d,折合每吨煤损失5.38元,居民搬迁及安置费用高达3 768万元,居民健康损失折合每吨煤损失10元。     

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。     

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。     

黄淮海典型采煤塌陷区水土空间格局模拟

黄淮海煤矿区多属于高潜水位矿区,煤炭开采导致地表沉陷、洼地大量积水;同时存在耕地面积锐减、土地产出率低和生态失衡等问题,严重影响了资源可持续利用和社会经济可持续发展,在我国工业化、城镇化高速发展的今天,亟待需要揭示水土资源的演替规律和解决采煤沉陷区的水土资源的盘活利用问题。研究以徐州市沛县矿区为研究对象,将D-InSar二轨差分方法用于从ALOS PALSAR图像中提取表面塌陷信息,基于IDL平台可视化编程选择并实现随机森林算法,并引入图像的光谱、纹理及其他相关指数特征,对沛北矿区的高分辨率遥感影像进行分类,结合塌陷信息和分类信息,进一步将水域划分为天然水域和塌陷水域;采用ANN-CLUE-S模型,对沛北矿区2030年自然发展情景、可持续发展情景、经济发展情景3种不同情景下的水土空间格局模拟预测,从而为政府决策及相关规划方案的制定提供依据。     

高潜水位矿区塌陷土地复垦效益估算研究

高潜水位矿区塌陷土地复垦效益是投资决策的重要依据之一,本文在祁东煤矿复垦项目调查的基础上,借鉴复垦效益评价文献,建立适宜高潜水位矿区塌陷土地复垦效益评价的指标体系,运用系统动力学(SD法),净现金流法,收益还原法和生态系统服务价值法等方法估算相关效益值,并以祁东煤矿复垦项目为例,对土地复垦效益进行评价,包括经济效益、生态效益和社会效益的评价,表明采用适宜的评价方法进行定量化研究其综合效益的可行性,明确塌陷土地复垦各利益相关方的效益值,对于土地复垦工作的推进具有重要的现实意义和应用价值。     

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。     

兴隆庄煤矿建设高效集约化矿井的探索与实践

兴隆庄煤矿是我国第一座自行设计年生产能力300万t的特大型矿井,其建设和发展过程是我国煤炭行业20多年来科技进步和矿井高效集约化的集中体现。兴隆庄煤矿在继承高效集约化成果的基础上,又提出高效洁净的发展方向,为我国的煤炭事业发展和复兴开拓了新的道路。