辽宁海城-大石桥菱镁矿矿集区生态环境变化的遥感评价

辽宁海城-大石桥地区是中国最大的菱镁矿基地,露天开采使周边生态环境恶化。为了更好地开发矿山、保护地区生态,本文对其环境质量进行监测与评价。选取1984年、1990年、2007年、2010年和2016年Landsat遥感影像,提取绿度、湿度、干度和热度四个生态因子,通过主成分分析法构建遥感生态指数（RSEI）模型,并结合土地利用类型的变化来分析研究区生态环境演化。结果表明,1984—2016年间RSEI指数均值呈先上升后下降再上升的趋势。通过RSEI值分级结果可以看出,生态质量差的区域整体呈现先升高后下降的趋势,生态环境质量优的区域呈波动上升趋势,生态质量良的区域面积最大。结合RSEI值分级和土地利用分类,分析研究区生态环境变差的主要原因：一是城镇化规模扩大,林地及耕地被侵占或林地被改造为耕地;二是菱镁矿的露天开采及排土场影响了矿区环境。后期生态环境改善则是因为矿区复垦、植树造林,提高了林地面积,改善了环境质量,环境治理成效明显。该研究可为露天采矿地区的生态监测及治理提供一定的科学依据。     

基于遥感生态指数的矿业城市生态环境时空变异分析

随着东部煤炭资源枯竭与开采重心战略西移,东部矿业城市的绿色转型发展对生态环境质量评价提出了新要求。当前相关研究多集中于西部集约化高强度采区,相关方法和经验对东部矿业城市的适用性研究较少。其次,目前基于统计结果的矿区生态环境研究尚无法提供空间异质性的定量分析。再者,在较小开采强度下,煤矿开采本身对环境的影响存在争议,而煤炭储存、运输的生态效应并没有得到较多关注。本研究利用2013—2020年Landsat遥感影像,以工矿城市峰峰矿区为研究区,构建遥感生态指数模型(Remote Sensing Ecology Index,RSEI),耦合景观生态指数,对研究区生态环境质量的时空变化和空间异质性进行了定量分析,研究了当地煤炭采—储—运过程的生态效应,并分析了驱动因素。结果表明:2013—2020年峰峰矿区生境质量呈现小幅度波动变化,但结构配置明显优化;景观指数分析表明,RSEI各等级空间异质性加强,非均衡分布现象更为明显;煤炭采—储—运过程对生态环境及其稳定性具有一定的扰动作用,煤炭开采的环境效应不强,储存与运输过程的生态影响呈现梯度特征;峰峰矿区RSEI与高程、坡度、植被覆盖有较稳定的正相...     

基于改进遥感生态指数的山西省及煤炭矿区生态环境分析

遥感生态指数(Remote Sensing Ecology Index,RSEI)是目前生态监测评价中使用较为广泛的一种遥感指 数,在矿区生态环境研究中也得到了大量应用。 但是其提出是基于城市区域的生态环境分析,对于黄河流域水土侵 蚀易发区的适用性尚待研究。 黄河流域中游煤炭矿区高强度、大范围开采带来的局部地质环境、生态状况改变,更对 该指数的适用性提出了挑战。 基于现有遥感生态指数并兼顾地域差异化特点,提出了一种改进型遥感生态指数 (Modified Remote Sensing Ecology Index,MRSEI),即在顾及绿度( NDVI)、湿度( WET)、热度( LST)和干度( NDBSI)因 子的同时,引入土壤侵蚀模型( The Revised Universal Soil Loss Equation,RUSLE),通过归一化运算获取土壤侵蚀因子 (Erosion),并将该因子纳入生态环境质量分析中。 通过在谷歌云平台( Google Earth Engine,GEE)上计算 MRSEI 并将 其应用于山西省及煤炭国家规划矿区,结果表明:① 与传统的 RSEI 相比,改进的生态指数 MRSEI 有效集成了绿度、 湿度、干度、热度和土壤侵蚀 5 个生态因子的综合信息,可以更全面客观地揭示山西省及煤炭国家规划矿区生态环境 及其变化;② 2000—2020 年,山西省的生态环境质量呈现先恶化后好转的趋势,空间分布特征主要表现为省域东南部 生态环境质量较高,而西北、西南区域相对较低。     

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。     

基于遥感生态指数的滁州市生态环境变化分析

文章利用2016、2018、2020年Sentinel-2A、Landsat8遥感影像分析区域生态环境中的绿度、湿度、干度、热度4个生态因素,在此基础上应用主成分分析方法(PCA)计算遥感生态指数(RSEI),对4年间滁州市进行生态环境时空变化分析.结果表明,2016-2020年间,滁州市生态环境质量整体略呈下降趋势.滁州市西南和东南部分遥感生态指数下降明显,老中心城区遥感生态指数略有上升;4个指标中,绿度指标的影响力较大,说明城区生态环境质量下降受到城市化过程中对原始自然绿地环境破坏的影响,这与绿地自然景观的大面积消减密切相关.     

耦合多因子的地表生态状况指数在干旱半干旱区露天矿的应用效果评价

矿区生态环境遥感动态监测是指导绿色矿山建设和生态恢复的重要基础。 耦合绿度、热度、干度、湿度、 亮度多种生态因子的指数,如遥感生态指数( Remote Sensing Ecological Index,RSEI)、地表生态状况组成指数( Land Surface Ecological Status Composition Index,LSESCI)具有可视化、可扩展等优势,已被广泛用于矿区生态环境监测中,但 地表生态状况指数在不同景观条件和露天开采模式下表征矿区生态环境的适宜性及差异性尚不明确,并且研究区多 为单一矿区易忽略因生态环境背景差异导致的区域异质性。 因此,以新疆位于不同生态功能分区以及地形条件下的 金宝铁矿区、黑山煤矿区和乌拉根锌矿区为研究区,基于长时间序列 Landsat 遥感影像提取绿度、热度、干度、湿度、亮 度生态因子耦合构建 LSESCI、RSEI、改进遥感生态指数(Modified Remote Sensing Ecological Index ,MRSEI)及标准化遥 感生态指数(Standardized Remote Sensing Ecological Index,RSEIs) 4 个地表生态状况指数,结合土地利用数据和 DEM 数据,通过相关性分析、缓冲区分析、滑动滤波、Sen+MK 等多种方法综合分析,揭示了基于卫星遥感数据反演获取的 地表生态状况指数表征不同生态功能区露天矿地表生态状况性能的差异性。 结果表明:① 不同地表生态状况指数与 绿度、热度、干度、湿度、亮度各生态因子的平均皮尔森相关系数达到 0. 6 以上,其中 RSEI 指数对各生态因子拟合程度 最好。 ② 结合土地利用数据和 DEM 数据,LSESCI 指数能够有效区分位于山前冲洪积扇区的金宝铁矿露天采区和原 地貌裸土及山间谷地,不会过低估计生态环境质量,能够反映露天开采对生态环境的影响范围。 对于原地貌有低覆 盖植被且存在土地盐渍化的研究区,如黑山煤矿区和乌拉根锌矿区,相比 MRSEI 和 RSEIs 指数,RSEI 指数与湿度、热 度等生态因子相关性更高,不会低估研究区的生态环境质量。 ③ 基于 Sen+MK 时间序列分析算法和最优指数,对 2005—2020 年各矿区的生态环境时空变化特征进行了分析,露天开采对研究区内生态环境质量“良”和“优”的土地 影响不大,通过露天开采占用、挖损的土地主要为生态环境质量“中”的土地。 相比黑山煤矿区,金宝铁矿区和乌拉根 锌矿区的生态环境质量显著下降区域面积小,通过复垦及生态恢复生态环境质量显著提高的面积比例高,其中乌拉 根锌矿区复垦率为 34. 58%,金宝铁矿区复垦率为 20. 75%。     

基于 30年遥感监测的矿区生态环境变化——以南四湖周边矿区为例

南四湖地区煤炭资源丰富,湖区有上百年的采煤历史,煤炭开采为地方社会经济发展发挥支撑作用的同 时,也对区域内的生态环境带来了重大影响。为研究煤炭开采对南四湖地区生态环境的影响,采用Landsat系列遥感 数据,对南四湖上级湖区域 1988—2019年间的生态环境进行了遥感动态监测。利用支持向量机（Support Vector Machine,SVM）分类器提取了南四湖上级湖 1988—2019 年间每年的水域面积,并基于遥感生态指数（Remote Sensing Ecology Index,RSEI）分析了研究区内的生态环境状况及其时空变化特征。研究表明：1988—2019年间,南四湖上级湖 水域面积变化与煤炭开采无明显相关性,而与每年的降水量有显著关系,湖区与非湖区区域生态环境变差主要受到地 下采煤活动影响。为了保护湖区的生态环境,煤矿有序地退出南四湖自然保护区是十分必要的。     

基于遥感生态指数的平朔露天矿生态环境评价

平朔露天矿区复垦对维护周边环境及生物多样性有重要作用,利用平朔矿区1989—2018年4个时相的Landsat影像,运用主成分分析法,集成绿度(NDVI)、湿度(WET)、干度(NDSI)和热度(LST)4项指标构建遥感生态指数(RSEI)综合评估模型,对平朔矿区的生态环境状况进行综合评估。结果表明:平朔露天矿1989、1998、2007、2018年的RSEI值分别为0.564、0.547、0.512、0.576,说明研究区生态环境状况持续变差再转好;绿度和湿度对生态环境状况具有正向作用,而干度和热度对其起负向作用。     

基于遥感生态指数的矿井关闭前后生态环境时空变化规律研究

我国煤炭资源丰富,煤炭资源开采为地方社会经济发展发挥支撑作用的同时,也对矿区周围的生态环境带来重大影响。近年来,随着煤矿资源枯竭和国家去产能政策的出台,大量煤矿被关闭。现有研究多关注开采过程中生态环境的变化,较少涉及关闭矿井后生态环境变化规律的研究。为此,以徐州贾汪关闭矿区为例,选取2009—2021年的Landsat 5和8影像,采用遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index,RSEI)方法动态监测分析了该矿区关闭前后生态环境的时空演化规律。研究表明:矿井关闭后矿区整体的生态质量呈上升趋势,其中权台矿的RSEI值由2009年的0.432上升至2021年的0.568,旗山矿的RSEI值由0.490上升至0.546。贾汪矿区生态等级差和较差区域所占的比例在减少,由2009年的41.51%降为2021年的29.06%;生态等级良和优的区域所占比例在增加,由2009年的36.4%升为2021年的47.36%。另外,生态指数较低的区域不太稳定,重心迁移较明显,生态指数较高的区域相对来说较稳定且集中。将生态结果与高分辨率影像进行可视化对比,反映出利用30 m分辨...     

基于遥感生态指数的达州市生态环境质量评估

当前，在城镇化建设飞速发展的同时城市内的生态环境问题也日益突出，如何高效、快速地对区域环境状况进行监测和评估是当前研究的重点。文章以达州市为研究区，选取2006年、2010年、2016年和2021年4期LandsatTM/OLI影像数据生成绿度、湿度、干度、热度4个重要生态指标，结合主成分分析构建遥感生态环境质量指数(RSEI)评价模型，分析达州市生态环境质量变化，研究结果显示：1)通过主成分分析可知，第一主成分贡献率全都大于57.5%,包含了4个分量指标的大部分信息，且影响其生态环境的主要因素为湿度、热度和干度指标；2)达州市的生态环境质量呈现不断上升趋势，RSEI最大值为0.49、最小值为0.42,总体呈现先上升后下降再上升的势态，其中生态较差的区域分布在西南部，生态环境质量较差的面积占比在减少，优的面积占比在增加，总体趋向于积极的发展方向；3)万源市的RSEI均值一直处于第一，宣汉县位居第二，渠县几乎处于最后，其他县区交替排在中间，主要原因是受到人类活动以及城市建设的扰动。     

基于遥感生态指数的宝日希勒露天矿区生态修复效果评估

煤炭资源露天开采严重破坏了矿区及周边的生态环境,而实现绿色发展则要求矿山企业及时对遭受破坏的地区进行环境治理和生态修复.为评估宝日希勒露天矿区的环境治理和生态修复效果,本文选取该矿区范围内多时相Landsat遥感影像,计算该区域1996—2019年期间的遥感生态指数,并在矿区内部选取已修复区域和对照区域,通过对比矿区开...     

A practical framework for scenario-based optimal decision-making on water-deficient river ecological restoration in mining areas

Mining activities may cause serious damages to the river ecological environment in mining areas. It has been realized that challenging is faced for optimal decision-making on the river ecological restoration resulting from system complexity, multi-objectives, long term restoration in which multiple stages may be needed to take, and difficulty in detailed process quantification. By analyzing and fully reflecting the differences between the central zone and surrounding zones of the restored river passing through the mining area, the comprehensive evaluation index systems of the central zone and surrounding zones are separately suggested firstly. Then a scenario-based optimization decision-making model for river ecological restoration in mining areas was established with taking advantages of spatial divisions and following procedure of first going through optimization by sub-region level, then optimizing by integration. Then, a framework for scenario-based optimal decision-making on water-deficient river ecological restoration in mining areas is proposed in which a multi-objective and multi-stage spatial division optimization method is considered to improve decision-making efficiency and enhance its practicability. It is indicated that this optimization framework is reasonable and practical, which is expected to offer reliable decision support in identifying the effective solutions on optimal management of the water-deficient river ecological restoration in mining areas. At the same time, it has implications in general land reclamation and ecological restoration in the mining areas.     

北京周边重点矿山开采区的植被恢复状况评价

北京地区矿产资源丰富、矿种多样,频繁的矿山开采活动严重地破坏了矿山周边的生态平衡。近年来经过各级国土资源部门的努力,矿山周边环境治理与保护工作力度不断加大。了解北京市重点矿山开采区整体环境变化状况对于合理制定环境保护政策、平衡矿产资源开采与环境可持续发展具有重要的意义。本研究利用了2000年、2005年、2010年和2015四个时期的Landsat TM/OLI影像,采用像元二分模型反演了北京市重点矿山开采区的植被覆盖度,揭示了2000~2005年、2005~2010年以及2010~2015年矿山开采区植被覆盖度的时空变化特征,对矿山开采区的生态环境变化进行了定性定量的分析与评价。研究结果表明,门头沟区与密云区在三个时期中植被复绿和退化均相对不明显,当地政府在矿产资源开发的同时对周边生态环境的保护工作一直高度重视;房山区在2000~2005年间由于矿山开发使得周边植被退化,但在后两个五年阶段政府在矿山开采的同时加强了周边生态环境保护工作。说明矿山环境恢复治理工作进展比较顺利,取得的成果比较明显,为全市建设绿色矿山打下了良好基础。     

基于模糊数学综合评价法的弓长岭铁矿区土壤环境质量研究

采用模糊数学综合评价法,对辽阳弓长岭铁矿区土壤环境质量进行综合评价。以采场和尾矿库为中心,将矿区分为7个典型区域,分别采样。以土壤重金属Cd、Cu、Cr、Pb和Zn含量与土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷和速效磷含量为主要评价对象。结果表明,弓长岭铁矿区土壤重金属污染严重,以Cd为主要污染因子,其次为Cu和Cr,而Pb、Zn为无污染或轻度污染。同时,虽然矿区内土壤养分丰富,但是受开采活动及重金属污染影响,导致碱解氮、全磷和速效磷等能被植物快速有效利用的养分含量较低,不适于植物种植。建议矿区着重监控Cd污染,并及时进行生态修复,在生态修复之前应人工施加肥料,调节土壤养分结构。研究为弓长岭铁矿区土壤生态环境的改善和治理提供科学参考。     

巩义市历史遗留露天矿山地质环境问题现状及治理对策

通过对巩义市10个乡镇241个历史遗留矿山（采点）野外调查、综合调研,全面掌握历史遗留露天矿山地质灾害、地形地貌景观土地资源及含水层4个方面存在的问题,并进行归纳分析。根据位置、矿种、残留资源及周边情况等现状特征,因地制宜、分区综合治理,全域共划分为43个治理区,其中重点治理（开发式治理）区8个,一般治理区35个。针对不同治理区的特点,采取科学有效的工程、生态及生物技术措施,消除地质灾害,修复地形地貌、土地及植被资源,切实解决了矿山地质环境问题,改善了生态环境,为同类型矿山地质环境恢复治理提供示范和指导。     

伊川郭沟铝土矿矿山环境问题及恢复治理技术研究

为改善矿区地质环境，履行矿山业主主体责任，对研究范围内的21个图斑进行治理，分为10个治理区进行统一治理。分析了1号、2号治理的矿山环境问题，主要为地质灾害、地形地貌景观破坏、土地资源破坏等。并对矿区内的生态环境问题、矿山地质环境问题(如地质灾害、地形地貌景观破坏、土地资源破坏等)进行治理修复，通过拆除工程、危岩清理工程、坑底整平及边坡修整工程、覆土工程、绿化工程、养护工程等工程手段，基本消除治理区内因采矿造成的地形地貌景观破坏与地质灾害隐患等地质环境问题，修复治理区内地形地貌景观，改善当地居民的生产生活环境，建立和谐的自然生态环境。研究最大限度地修复了因矿山建设和采矿活动对矿山地质环境、生态环境带来的影响和破坏，实现了生态环境、矿山地质环境的有效恢复。     

矿区生态环境定量遥感监测评价技术框架与应用

为了践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,平衡矿产开发与生态环境保护,迫切需要对矿区生态环境开展动态监测并进行科学评价。本文立足于矿区生态环境场景的特点,在剖析矿区生态环境要素的时空变化特征及其差异性、矿区开采修复活动对生态环境要素影响机制及各要素协同演变规律基础上,为满足新时期矿区生态环境监测与评价的要求,构建了矿区生态环境定量遥感监测与评价的“数据-监测-评价-应用”技术框架。该框架充分利用以遥感影像数据为主体的矿区多源大数据,发挥人工智能与定量遥感等技术手段的优势,以高频次、大面积、长时间、多要素协同、定量反演的方式对矿区生态环境要素进行监测和质量评价,可应用于矿区开采活动监测、矿区生态环境诊断、预警和修复效果评估等方面。最后,介绍了技术框架的两个应用实例,展示了该技术框架的有效性与应用方式。     

基于AHP法的鄂尔多斯市煤矿矿区环境质量评价研究

 在深入分析鄂尔多斯市煤矿矿区资料的基础上,采用层次分析法,从区域地质背景、矿山地质环境、人类活动三个方面选取了13个指标作为矿区环境的评价因子,建立了鄂尔多斯市煤矿矿区环境质量评价模型。采用该模型对鄂尔多斯市五个主要煤矿矿区进行了评价,并对矿区进行了分级,评价结果与矿区实际环境情况基本吻合。研究表明,运用层次分析法进行鄂尔多斯市煤矿矿区环境质量评价是实用的和有效的。     

兼顾生态供给和人类需求的矿业城市生态安全 格局构建——以湖北省大冶市为例

构建生态安全格局是保障矿业城市可持续发展的重要手段。以大冶市为例,兼顾生态系统服务供给和人类需求,通过“源地-廊道”模式构建生态安全格局。针对全市人口的整体需求和部分人口的就近需求,将源地划分为全局型和局地型2种类型,分别采取直接拾取法和综合评价法进行识别,建立了以斑块需求强度、可达性表征人类需求强度,以斑块重要性、连通性表征生态供给能力的局地型源地识别模型。借助最小累积阻力模型（Minimum Cumulative Resistance,MCR）和目视判读方法,结合全局型源地和局地型源地分类,将廊道划分为关键廊道、关联廊道和组团廊道3种类型。研究表明：①大冶市全局型和局地型源地面积分别为144.61 km2和197.42 km²,局地型源地可以划分为6个组团,西北水陆复合组团源地因斑块小而少易受到外界干扰破坏,东部岗丘组团因分布于城市市郊而受城市化冲击的可能性较大;②大冶市关键廊道、关联廊道和组团廊道的长度分别为112.30 km、179.45 km和444.19 km,部分关键廊道受城镇建设、矿业活动或地质灾害影响,局部阻力值较大,需要在今后的城市规划和建设过程中加以疏通和保护。