济宁采煤塌陷地区生态适宜度评价

选取济宁市兖州区、邹城市部分煤矿开采区为研究对象,针对影响采煤塌陷区生态环境的主要因素,以生态位适宜度的理论为基础,利用层次分析法和德尔菲法构建矿区生态适宜性评价体系及模型,并通过多因子评价综合叠加方法和空间分析原理评价矿区生态适宜性的区域分布特征,最终实现矿区塌陷土地的生态适宜度综合评价的可视化。研究结果表明,生态环境适宜区域分布在泗河和白马河沿岸,面积约12.092km2,占研究区域面积的17.25%;生态环境最不适宜区域主要分布在采矿厂、矸石山、城乡建设用地周围,面积约5.72km2,占研究区域面积的8.16%。     

基于遥感信息的矿区生态扰动监测研究——以迁安市为例

矿产资源开发会引发一系列环境问题,制约了矿区城市的可持续发展,矿区生态环境扰动监测已成为矿区城市生态文明建设的重要组成部分。为研究矿区活动及矿区生态修复对我国典型矿产资源型城市——迁安市生态环境的影响,利用2000—2018年Landsat系列遥感数据对该市矿区生态扰动进行了监测研究。利用随机森林（Random Forest, RF）算法对迁安市2000—2018年间矿区演变进行了提取研究,并构建了遥感生态指数（Remote Sensing Ecological Index, RSEI）定量分析研究区生态环境质量及变化特征。研究表明：2000—2018年间,迁安市矿区范围变化明显,矿区总面积明显变少,且有修复效果优良的矿区;该市生态环境质量整体呈现波动下降趋势,其变化与矿区活动及矿区生态修复具有较强的相关性。结合RSEI时空分布与矿区生态修复活动,迁安市生态环境变化可分为两个阶段：①2000—2008年间,生态环境质量主要由优、良向中、差转变,生态环境质量改善和恶化面积占比分别为20.18%和34.31%;②2008—2018年间,生态环境质量整体上升,生态质量改善面积占比达到43.11%,且变化具有明显的区域性。2000—2018年,迁安市生态环境经历了先恶化、后逐步恢复的过程,表明该市在实行功能分区、健全矿产资源规划和矿区分区治理政策后,生态环境得到改善,生态修复效果显著,为矿区城市环境治理和生态文明建设提供了参考。     

矿区土地生态质量评价及动态变化

以徐州市贾汪矿区为研究案例,从景观生态学角度构建指标体系和评价模型,运用遥感、GIS技术,综合评价了2001年和2010年徐州市贾汪煤矿区土地景观生态质量,并分析其变化趋势。研究结果表明：研究区土地生态质量总体呈变好的趋势。2010年的土地生态质量达到好和较好的面积比2001年增加了1 549.42 hm 2;从总体变化看,变好和略微变化的地区约占32.51%,变差和略微变差的地区约占20.69%,变好地区比变差地区增加了4 036.11 hm 2。随着土地复垦工程的实施,采煤塌陷区经复垦后土地生态质量得到显著改善,大部分复垦区生态状况良好。由于城镇的快速发展,煤炭开采的继续,复垦地区二次塌陷等原因,使得部分地区生态环境质量仍在下降。为此,从矿区高效复垦与生态重建、景观生态修复角度,提出了改善矿区生态环境的策略。     

基于遥感与GIS技术的陕北煤矿区生态环境质量评价——以杨伙盘矿区为例

针对陕北煤矿区的生态环境特点,利用遥感技术提取了能够体现煤矿区生态环境质量主要特征的生态环境因子,定性、定量地考核了研究区的评价指标体系,并利用综合指数法和层次分析等方法,建立了煤矿区的生态环境质量综合评价模型,揭示了杨伙盘煤矿区的生态环境质量空间分布特征。评价结果显示,研究区的生态环境质量大部分较好,但由于研究区部分区域处在煤矿采煤塌陷区,相对应的生态环境情况较差。根据评价分析后提出,煤矿区的地面塌陷是制约陕北矿区生态环境可持续发展的主要因子,在综合整治工作中应以矿区的土地复垦、地面塌陷为重点。     

浅析地下开采引起的地表积水问题

地下开采容易引起地表下沉形成地表塌陷坑,塌陷坑内极易积水,使大量耕地受淹和盐碱化,并有可能在一定程度上改变地表径流方向和汇水条件,使矿区水文环境和生态环境发生改变。通过对地表塌陷坑积水成因的分析,为矿区水文环境和生态环境的改善及综合治理,为保证矿区的和谐发展提供理论基础。     

基于RS和GIS的朝阳县矿区生态环境评价

利用Landsat8 OLI遥感影像、ASTER卫星DEM数据，提取了朝阳县地形坡度、植被覆盖度信息，运用层次分析法确定了地质安全隐患、区域重要程度、土地损毁程度等12个评价指标权重，根据相关规范确定评价指标等级，建立矿区生态环境评价模型。运用网格法将研究区分为若干个评价单元，将评价指标进行赋值、叠加，确定各个矿区评价分值，依据评分将研究区分为影响严重区、较重区、较轻区与无影响区4个区域。研究表明：1）矿区生态环境影响严重区主要分布在朝阳县北部铁矿区和西南部锰矿区，该区域地质灾害隐患较严重，矿区地质环境复杂，开采破坏程度严重，生态环境影响严重。2）朝阳县生态环境影响最为集中区域为朝阳县北部矿区，该区域为群采区，开发强度高，开采时间长，形成严重的生态环境问题。3）矿山开采导致的土地损毁问题较为突出，不同土地类型的损毁面积占全县采矿用地面积的41.6 %，矿区生态修复潜力较大。识别与分析朝阳县矿区生态环境问题，为朝阳县生态修复规划提供理论支撑，对后续矿山生态修复措施研究，绿色矿山建设工作的开展有着重要的意义。     

唐山市马家沟矿开采沉陷损坏特征研究

开采沉陷损坏特征研究对于矿区沉降机理分析和生态修复利用至关重要。以唐山市马家沟矿区为例,根据该区域煤炭开采和矾土矿资源赋存特征,结合现场勘测与调查资料,分析了矿区开采沉陷变形损坏 特征。结果表明：急倾斜煤层开采在下山方向地表易形成台阶状非连续变形地裂缝,处于裂缝处的建（构）筑物破坏严重,位于裂缝以外的建（构）筑物破坏轻微,说明开采沉陷在裂缝处发生集中变形;根据物探勘 测,原采动过程中形成的地裂缝随着开采沉陷的稳定绝大部分闭合密实,但个别裂缝仍存在;在急倾斜煤层露头区域,不仅在开采过程中地表出现抽冒塌陷现象,而且开采沉陷稳定若干年后仍可能出现抽冒塌陷现象 。上述分析可为闭坑后的马家沟矿区采空区专项勘察及塌陷土地建设提供基础数据和设计依据,同时对国内类似矿区开采沉陷规律研究及矿区景观生态修复也有一定的参考意义。     

淮南潘谢矿区土地与水域演变趋势及治理对策

淮南潘谢矿区为高潜水位煤层群开采条件,随着煤炭大规模开发,引起地表大范围的沉陷导致生态环境发生严重变化,在现状调查的基础上,结合矿区生产规划,应用开采沉陷预测技术、地理信息及遥感技术,对淮南矿区土地、水域演变趋势进行研究并提出治理对策。分析结果表明沉陷区土地面积占比整体快速下降,而水体面积占比快速上升,到煤炭资源采毕后,淮南潘谢矿区范围内（不包括留设煤柱保护的建筑用地）积水面积相当于100个西湖,达597.6km2;蓄水容积相当于3个太湖,达143.6亿m3;生态系统结构由陆生生态系统转变为水陆复合生态系统。鉴此提出一套湿地生态系统重构、生态农业构建等多种治理模式相结合的复垦和生态修复体系,充分利用沉陷区并改善生态环境;结合沉陷积水区、天然湖泊洼地及水系相通的条件,将沉陷区开发为蓄水工程,为国家“引江济淮”服务,改善区域水资源短缺现状。     

东部高潜水位厚煤层采煤塌陷地治理措施研究

针对东部高潜水位矿区多煤层开采导致重复塌陷、土源缺乏、易于积水等治理问题,文中在分析东部高潜水位厚煤层矿区采煤塌陷特征的基础上,结合采煤塌陷区的区位优势,提出了土地预治理、矸石充填、湿地景观构建、产业导入等综合治理措施,加快采煤塌陷地土地资源及时恢复利用和矿区生态环境修复,为东部高潜水位厚煤层矿区采煤塌陷地治理提供一点...     

神东矿区植被覆盖度时序变化与驱动因素分析及引导恢复策略

国家煤炭开采战略重心西移及集群化、高强度的开采方式,使得西部矿区的地表生态环境呈现出强烈扰动的态势,使本就脆弱的生态环境日趋退化,其中最直观的体现就是对植被影响。传统矿区植被恢复重建其生态恢复效益以及对生态环境影响还有待商榷,可能会形成了植被恢复资金高、投入与恢复低效率的矛盾局面。矿区植被恢复应严格遵循当地自然生态系统发展规律,避免对采后生态系统的再次扰动,科学配置,优化布局、引导恢复生态系统的自修复能力。而弄清煤炭开采扰动区植被覆盖度时序变化,是探索半干旱矿区植被引导型恢复有效方法的重要基础与前提。基于Landsat-NDVI时序数据,以神东中心矿区为研究尺度,分析了不同开采年份采区和非采区植被覆盖度的时序变化,依据不同时序植被覆盖度格点回归斜率、相关系数及标准差,对研究区植被覆盖度变化趋势以及年际波动程度进行评估,并对影响植被覆盖度变化的驱动因素进行了分析。结果得到:从2000—2016年神东中心矿区植被NDVI时序上整体呈物候性周期变化,由于大面积矿区植被重建,2005年后中心矿区植被INDV明显提升,INDV差异值时序变化与该工作面煤炭开采年份密切相关;煤炭开采塌陷对植被覆盖度...     

高潜水位矿区生态系统演变趋势研究:以淮南潘谢矿区为例

为了有效地应对高潜水位矿区煤炭资源开采后带来的生态环境问题,以淮南潘谢矿区为研究区域,应用遥感技术分析了耕地、水体分布以及景观格局,分析了生态系统结构的变化,得出了矿区生态系统结构总体变化规律以及不同生态系统相互转化规律。应用开采沉陷预测技术,基于矿区生态系统结构的变化规律,预测了生态系统演化趋势,得出的结论为:耕地面积逐年减少,矿区煤炭资源完全开采结束时,矿区的生态景观将由水域占绝对主导优势,矿区由陆地生态系统向水陆复合生态系统演变,土地利用模式将优化。     

西部干旱半干旱露天煤矿生态重构技术难点及发展方向

以陕西大柳塔煤矿国家水土保持科技示范园内采煤沉陷区为试验区域,利用无人机获取激光雷达数据,估测植物群落冠层结构参数,并揭示不同植物配置模式下冠层结构的差异。结果表明：利用LiDAR数据能够准确可靠地估算植物群落冠层高度、冠盖度、叶面积指数、叶高多样性4个冠层结构参数;研究区水平方向上的冠盖度与垂直方向上的冠层高度、叶高多样性之间存在显著的正相关关系,水平方向上的叶面积指数受垂直结构影响较小;植物配置模式对群落冠层结构具有显著影响。生态修复后乔木群落的垂直层次结构较好,而灌木群落在水平结构上表现较好。研究表明基于无人机的激光雷达遥感方法可以有效揭示采煤沉陷区生态修复植物群落冠层结构的异质性,为矿山生态监测与评价提供基础数据和科学依据。

     

神华呼伦贝尔矿区生态环境动态分析

为科学分析神华集团资源整合后资源开发对草原生态环境的影响以保护矿区生态环境及实现矿区土地资源可持续利用与煤炭资源绿色开发,基于遥感检测技术并在充分收集呼伦贝尔矿区开发以来积累的各类地理、地质、环境等调查资料和专题研究成果的基础上,通过统计分析区域土地利用类型、植被覆盖度、土壤侵蚀强度3个因子,评价2002年至2017年间呼伦贝尔地区生态环境动态变化,对矿区生态环境进行综合评价分析。研究结果表明,总体上16年来呼伦贝尔区域生态环境状况持续为一般,2002~2006年生态环境状况恶化,2007~2012年有所改善,2013~2017年则继续变好。2002~2017年期间区内土地利用类型结构发生了较大变化,主要表现在耕地先增后减再增,草地先减后增再减、林地和城镇工矿用地持续增加。植被覆盖总体变化趋势为植被覆盖区持续减少、2002~2012年期间高覆盖度植被持续减少,中、低覆盖度植被逐步增加;而2013~2017年期间高覆盖度植被迅速增加,中、低覆盖度植被减少。土壤侵蚀总体变化趋势是中度侵蚀先增后减,轻度侵蚀先减后增;轻微侵蚀先减后增再减,总体呈减少的特趋势;其他侵蚀等级整体变化不大。     

河南采煤塌陷区土地复垦与生态恢复浅析

本文通过对河南省煤炭开采区基本情况和煤炭开采造成的环境问题分析，提出了土地复垦和生态重建是进行煤矿塌陷区治理的重要措施。采煤塌陷区以土地复垦为主，结合矿山生态环境的恢复治理，通过采取工程、生物等措施进行土地复垦，实现生态环境改善。对于缓解矿区及周边的人地矛盾，为社会稳定创造条件，改善居住环境、促进人与自然的和谐发展，构建和谐社会具有重要的现实意义和长远意义。     

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。     

榆神府矿区水体湿地演化驱动力分析

为分析榆神府矿区生产对区内水体及湿地的影响,应用3期Spot遥感对比数据,研究了榆神府矿区1990年、2001年、2011年3个时期的水体、湿地分布及其面积动态变化规律,得出：水体面积在研究期内呈现持续下降趋势,1990-2001年及2001-2011年的减少率分别为17.73%和22.39%;湿地面积先增大后减小,即1990-2001年湿地面积增加了65.91%, 2001-2011年,湿地面积减少了50.92%;水体面积在外力驱动下衰减的过程中演替为湿地及其他类型用地,使湿地面积在20 a间基本保持不变;气候变化、煤炭资源开采、生态环境建设和水源地兴建等是水体湿地面积变化的主要驱动因子。通过模糊层次分析法确定了各驱动因子对地表水体湿地面积变化的作用大小（权重）和序关系,分别为煤炭开采0.375,气候因素0.292,水源开采0.208和生态需水0.125;为保护区内水体湿地,推行保水采煤、减少地下水抽采及减少高耗水植被是行之有效的措施。     

西部高强度采煤区矿山地质灾害现状与防控技术

榆神府矿区是我国重要的原煤产地,高强度、大规模开采导致矿山地质灾害不断涌现。通过高分遥感结合地面调查研究了本区矿山地质灾害现状,结果表明：本区矿山地质灾害主要包括地面塌陷、地裂缝、矿震、地表水体缩减、地下水位下降、土地退化等。地面塌陷可划分为4个区,其中严重区与煤层开采强度相关性高;地裂缝分布空间维数在1.45～1.51,垂直工作面走向的裂缝多于顺工作面走向的裂缝;采空区塌陷引发地震46次,最大震级3.2级;水体灾害包括地表水体面积缩减和地下水位埋深下降,地下水位下降8 m以上的区域面积达33 km2;矸石压占对土地利用结构影响较大,但荒漠化程度总体上呈逆转趋势。开展矿山地质灾害防控技术研发,建立矿山地质灾害、地质环境监测体系,是矿山地质灾害防控的重点。     

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。     

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。