基于ANP-SWOT模型的平原高潜水位采煤塌陷区土地复垦战略研究

平原高潜水位矿区采煤塌陷区土地复垦是一项复杂的系统工程,矿区社会、经济和生态环境问题交互存在,科学制定土地复垦战略,引导土地复垦统筹,对于解决采煤塌陷区矿、地、人之间的矛盾具有重要意义。本文以沛县北部矿区为例,首先利用SWOT模型梳理了影响采煤塌陷区土地复垦的因素,得出相应的土地复垦战略方案;然后厘清各影响因素之间的关系,利用网络层次分析法构建了采煤塌陷区土地复垦战略网络层次结构模型;最后对SWOT模型分析得出的采煤塌陷区土地复垦战略备选方案进行了评价。结果表明:①影响采煤塌陷区土地复垦的各因素之间存在相互依存或者制约关系;②受影响最大的是调整产业结构,转换经济增长动力因素,权重值达到0.23;③8种备选方案中土地复垦支持产业转型发展、土地复垦推动新型城镇化建设、多元化融资机制三种方案比较重要,权重值分别为0.23、0.20、0.15。研究结果在目前社会经济转型的背景下,可以为统筹解决采煤塌陷区存在的经济、社会和生态环境问题提供理论支撑。     

离子型稀土矿山生态保护修复思路与实践——以赣江流域为例

党的十九大报告提出统筹山水林田湖草系统治理,对我国开展生态文明建设提出了新要求.矿山作为"山水林田湖草"中的重要元素之一,其生态环境质量直接影响山上山下、乃至流域上下游的生境质量.在不同类型的矿山中,稀土矿山由于稀土富存、稀有且产品价值高,是我国重要的战略资源集中地.其中,离子型稀土矿富含我国独有的中重稀土资源,被列为...     

Characterizing landscape dynamics of a small catchment under ecological rehabilitation interventions in Northwestern China

This study compared both pre- and post-landscape structures of Tongziba Catchment (with an ecological rehabilitation program) with a control catchment (Haichaoba, without such a program), and analyzed landscape dynamics in the key ecological conservation zone of Tongziba Catchment from 1987 to 2005 by using landscape metrics method. We used FRAGSTATS software to calculate landscape matrices and characterize landscape structures. Results showed that prior to the 2000 ecological rehabilitation program, the Tongziba Catchment shared with Haichaoba Catchment much of the land-use history and landscape fragmentation, the treated catchment did not have much more sound landscape features than the untreated one when the program was completed in 2005. During the study period, the landscape dynamics of the key ecological conservation zone of Tongziba Catchment were characterized by significant landscape type conversions from a mixture of sparse and dense, to moderately dense, grassland; landscapes became more fragmented and heterogeneous, patch shapes tended to become regular and simplified, and the landscape diversity was decreasing. The ecological rehabilitation program implemented during 2000–2005, however, transformed sparse and moderately dense grassland, riverbed and floodplain in the area to dense grassland. With the rehabilitation interventions, then, the fragmentation was moderated and the spatial properties of landscape patches tended toward complexity. The conservation program did not exert so evident influence on the landscape dynamics at catchment scale, but positive influences on the landscape dynamics of the key ecological conservation zone really did exist.     

秦岭陕西段耕地质量时空变化特征及其驱动力

为深入研究秦岭耕地资源环境变化规律,基于动态度模型、区位指数、重心迁移模型以及地理探测器等方法,采用陕西省2005～2019年1:10 000县级年度耕地质量等别更新评价以及统计年鉴数据,探究秦岭陕西段6个市、39个县(市、区)、353个乡镇的耕地质量时空变化格局和驱动机制。结果表明:①在时间上,秦岭陕西段在2005～2010年、2010～2015年、2015～2019年间耕地资源数量有所减少,且年平均减少率分别为0.45%、0.12%、0.20%,耕地数量变化趋于平稳,耕地质量等别平均值为10.98,相比陕西省耕地质量等别平均值(11.34)略高,相比全国耕地质量等别平均值(9.96)还处于较低的水平; ②在空间上,2005～2019年秦岭陕西段耕地质量呈现出靠近关中平原的北线与西南线以及中部较高,东部、西部较低的分布格局; 从区位指数变化来看,自然地理条件较好的西安市和渭南市耕地质量等别较高且为高等地的聚集区,处于陕南地区的汉中市、安康市、商洛市耕地质量较差,中等地、低等地的聚集程度较高; 从重心迁移角度来看,高等地重心由周至县迁移至西安市鄠邑区,中等地重心由宁陕县迁移至镇安县,低等地重心由安康市汉滨区迁移至柞水县,然后再迁移至镇安县,坐标迁移量从大到小为低等地、中等地、高等地; ③秦岭陕西段耕地质量时空变化的主要驱动力是人类活动,各驱动因子交互作用后解释力增强,共同影响秦岭陕西段耕地质量的变化。     

基于SVAT模型的喀斯特地区水文过程尺度效应研究

水文模型尺度效应是水文学研究的前沿问题,为深入探索水文模型的空间尺度效应,本文采用耦合遥感数据的 SVAT 模型,分别在研究区—区县单元—小流域三个不同量级的空间尺度,基于蓝水绿水视角,对贵阳市非城镇地区的水文变化过程进行模拟,结果表明：在降水量保持不变的情况下,随着植被覆盖度的不断增加,三个不同空间尺度的生态绿水量均呈线性增长趋势;渗漏量在区县和小流域空间尺度,产生了少量异常值,但均为小数点第三位之后的微小波动;水文变化趋势总体上表现出良好的一致性;SVAT 模型对研究区水文变化过程的模拟,尺度效应影响较为有限。     

参照区对比法在美国矿区土地复垦评价体系中的应用及对中国的启示

与西方发达国家相比,我国矿区土地复垦管理与评价体系建立较晚,在植被重建质量评价方面缺少对参照区(reference area)的应用。本文系统梳理了参照区在美国土地复垦评价体系中的应用,并剖析了该方法在理论与实践方面的优缺点,介绍了美国复垦评价体系在过去几十年中对这些缺点的改进,旨在为进一步完善我国土地复垦质量评价体系提供参考。参照区是能代表拟损毁区立地条件和植被情况的、不受采矿扰动的土地单元,用以测度自然条件下或农业生产方式下的植被覆盖度、生产力和植物物种多样性,被当作判断植被重建是否成功的基准。在美国联邦和各州矿区复垦管理与评价体系中,参照区的建立、维护与使用贯穿采前区域基础信息调查、采矿证申请,采中土地管理,以及复垦后的植被重建质量评价。历史上,学界对参照区对比法的质疑主要有:在理论层面,复垦区与参照区在演替阶段和方向上存在差异,二者可比性存疑;在应用层面,参照区面积有限,难以体现植物群落的空间异质性;参照区对比法不够灵活;参照区可能退化等。然而,以上问题都得到了不同程度的解决。由于能够自动校正植被年际变化对评价带来的影响,省去了制定技术标准所需的大量历史数据,参照区对比法成为了美国应用最广泛的植被重建质量评价方法。该评价方法较我国现行复垦区植被重建评价方法有明显优势,对于进一步完善我国土地复垦管理与评价体系具有重要的借鉴意义。     

《IUCN基于自然的解决方案全球标准》下的生态保护修复管理对策研究

面对严峻的生态退化与生物多样性丧失形势,中国陆续出台了诸多生态保护修复相关政策,并实施了三北防护林建设、退耕还林还草、全域土地综合整治、山水林田湖草沙一体化保护修复等工程。上述行动取得显著成效的同时也存在项目系统性不强、保护修复措施缺乏针对性、生物多样性改善成效不足、各类行业标准难以协调、管理模式缺乏科学性等一系列问题。在调查梳理已有管理要求的基础上,参照世界自然保护联盟（IUCN）发布的《IUCN基于自然的解决方案全球标准》核心内容,从管理角度梳理中国当前生态保护修复工作主要的瓶颈以及该标准的“本土化”方式,并分别从技术、资金以及项目管理3个方面提出管理策略：1）围绕生态保护修复项目全生命周期建立标准体系;2）建立健全社会资本投入保护修复领域的机制;3）从完善项目评审、加强部门合作、引入适应性管理及确保有效公众参与方面优化项目管理机制。以期为今后生态保护修复领域的政策制定与管理机制优化提供借鉴。     

归一化植被指数（NDVI）在草原露天煤矿区的适用性分析

煤炭生产不可避免地会对生态环境造成影响,在煤炭生产中,生态环境监测是经济可持续发展的重要环节.目前煤矿生态监测的最常见的方法是基于归一化植被指数（NDVI）的植被覆盖度计算,但在对露天矿的植被监测实验中,基于NDVI的植被覆盖度计算结果出现了的误差.为了给草原矿区生态监测提供合适的方法,本文利用Sentinel-2数据采取遥感波段反演的方法计算了研究区的NDVI.并采取实证对比的方法对胜利、平朔矿区的NDVI分布特征进行了研究.结果表明：NDVI在具有一定植被覆盖的区域能够良好的反映地表植被覆盖情况,但在矿区内部被煤炭覆盖的区域可能会出现一定程度的误差.误差现象在两个研究区均会出现,且在胜利矿区影响更加严重.推测误差现象出现的原因是由于NDVI归一化算法的不足导致仅使用NDVI为参数无法区分光谱曲线具有相似特征的煤炭覆盖区域和中低覆盖草地,因而建议在矿区植被监测中将相关区域进行掩膜处理或更换植被指数以避免此现象的影响.     

Understanding the drivers of sustainable land expansion using a patch-generating land use simulation (PLUS) model: A case study in Wuhan,China

Cellular Automata (CA) are widely used to model the dynamics within complex land use and land cover (LULC) systems. Past CA model research has focused on improving the technical modeling procedures, and only a few studies have sought to improve our understanding of the nonlinear relationships that underlie LULC change. Many CA models lack the ability to simulate the detailed patch evolution of multiple land use types. This study introduces a patch-generating land use simulation (PLUS) model that integrates a land expansion analysis strategy and a CA model based on multi-type random patch seeds. These were used to understand the drivers of land expansion and to investigate the landscape dynamics in Wuhan, China. The proposed model achieved a higher simulation accuracy and more similar landscape pattern metrics to the true landscape than other CA models tested. The land expansion analysis strategy also uncovered some underlying transition rules, such as that grassland is most likely to be found where it is not strongly impacted by human activities, and that deciduous forest areas tend to grow adjacent to arterial roads. We also projected the structure of land use under different optimizing scenarios for 2035 by combining the proposed model with multi-objective programming. The results indicate that the proposed model can help policymakers to manage future land use dynamics and so to realize more sustainable land use patterns for future development. Software for PLUS has been made available at https://github.com/HPSCIL/Patch-generating_Land_Use_Simulation_Model     

某铅锌尾矿库周边土壤重金属污染特征及其来源分析

以某铅锌尾矿库周边土壤为研究对象,测定土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni重金属含量,采用地质统计分析掌握重金属含量空间分布,再利用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和地质累积指数评价重金属污染状况,并结合相关性分析和主成分分析探重金属来源。结果表明,土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni平均含量分别为10.4、1.54、132、653、62.8、73.8、1 392、31.6 mg/kg,越靠近尾矿库,Cd、As、Pb、Cu、Zn、Hg含量越高。内梅罗综合污染指数表明,研究区综合污染指数为11.2,为重污染,单因子污染指数和地质累积指数表明,研究区土壤Cd污染最严重,其次是As、Zn、Pb、Cu、Hg污染,Cr和Ni无污染。相关性分析和主成分分析表明,Cd、Hg、As、Pb、Zn之间存在显著正相关关系,主要受铅锌尾矿库长期堆存、转运及加工等人为活动影响,Cr、Ni主要来自土壤母质,Cu主要受矿业活动和农业活动共同影响。