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...     

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。     

煤炭开采导致的农田生态系统固碳损失评估

煤炭开采活动损坏了原生地貌和地表植被,造成了矿区及其周边环境的破坏,引起植被-土壤碳汇量减少,导致了农田生态系统碳储量的大量流失。为了量化煤炭开采对矿区农田的生态影响范围,评估矿区农田生态系统固碳损失,本研究以长河流域矿区为例,构建了一种估算煤炭开采导致农田生态系统固碳损失的方法。利用矿区数据、遥感数据、气候数据、地理数据等确定农田直接受损区和参照区,通过测算直接受损区周边归一化植被指数(NDVI)的变化趋势确定间接受损区;采用增强自适应的遥感图像时空融合方法(ESTARFM)和CASA模型计算农田植被固碳量,实地采样并测试了农田土壤有机碳;结合矿区土地利用变化计算矿区农田生态系统固碳损失量。结果表明:2000—2015年,长河流域矿区因煤炭开采导致的农田直接受损面积为5.06 km~2,间接受损面积为18.99 km~2;矿区农田植被固碳量为3 936.16 t/km~2,土壤碳储存量为6 737.05 t/km~2;矿区农田生态系统固碳总损失量为30 737.68 t,其中直接受损区固碳损失量占总损失的42.12%,间接受损区固碳损失量占总损失的57.88%,表明间接受损区也应纳入煤炭开采导致的生态破坏的评估中;煤炭开采对矿区农田生态系统固碳量的影响属于失碳效应。     

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。     

矿区生态破坏碳扰动研究——以徐州九里矿为例

矿区煤炭开采对生态系统碳储量造成极大的干扰.以徐州九里矿区为例,运用遥感手段对矿区1995、2001、2009年各土地利用类型进行提取,集中分析矿区植被碳和土壤有机碳的变化情况.结果发现,1995年至2009年九里矿区土地利用变化明显;2009年矿区植被碳储量为3525吨碳比2001年有所减少;1995年、2001年、2009年土壤有机碳储量以2001年最小为174334.1吨碳,2009年土壤有机碳储量为182329.1吨碳,比2001年增加了7995吨碳储量.最后得出结论,矿区生态破坏对生态系统碳扰动明显.     

碳达峰碳中和目标下北京市森林碳汇潜力分析

核算北京市森林资源碳储量和价值量,预测北京市森林碳储量及碳汇潜力,为北京市国家森林城市建设和林业碳汇减排及碳达峰碳中和目标实现提供参考。利用1973-2018年9次中国森林资源清查数据中北京部分数据,采用森林蓄积量法核算北京市森林资源总的碳储量及其变化情况,并按照不同林种分类核算森林资源的碳储量和价值量。采用GM（1,1）灰色预测模型和幂函数模型联合预测北京市森林资源碳汇发展潜力。研究表明：1）40多年来,北京市森林资源单位面积蓄积量平均为29.98 m3/hm2,远低于全国平均水平73.56 m3/hm2,有较大的增长空间。森林资源总碳储量从571.80万t增加到3 476.51万t,年均增加碳汇量69.16万t。其中,森林碳储量从101.88万t增加到1 157.75万t,年均增加碳汇量25.14万t。森林平均碳密度从5.09 t/hm2增长到16.12 t/hm2,但与全国森林平均碳密度41.50 t/hm2相比,还有较大增长空间。2）北京市林木碳储量价值从1976年的6 706.66万元增加到2018年的143 088.61万元,年均增加3 247.19万元,年复合增长率达7.56%,其中,人工林碳储量价值量年均增长13.70%。3）GM（1,1）灰色模型预测,2030年北京市森林碳储量可达到2 255.69万t,2018-2030年年均碳汇量为91.50万t,预计2030年北京市森林蓄积量可达到4 748.83万m3;幂函数模型预测,2030年北京市森林碳储量达到2 931.82万t,2018-2030年年均碳汇量为147.84万t,预计2030年森林蓄积量可达到6 172.26万m3,森林覆盖率达到61.77%,可以实现北京市森林城市规划目标,也可以实现北京市碳达峰碳中和的目标。在不考虑经济、政策等外部因素的影响下,基于森林生物量和蓄积量的变化,北京市森林碳储量和价值量都是增加的,北京市森林碳汇潜力较大,能够为北京市碳达峰碳中和目标的实现发挥较大的作用。     

基于植被净初级生产力的煤矿区生态损失测度研究

以江苏徐州九里矿区为研究对象,采用基于遥感过程的CASA模型测算植被净初级生产力（Net Primary Productivity,NPP）,研究结果表明：采用植被净初级生产力对矿区生态环境进行测度是可行的;从1987年到2008年间矿区NPP从18.019减小到9.261 gC/(m 2 ·月),NPP平均变化量从0.293增加到3.389 gC/(m 2 ·月),表明随着开采活动增强,矿区生态损失量增大;生态破坏区内NPP的变化范围为2.752～4.752 gC/(m 2 ·月),生态影响区NPP的变化范围为0.152～0.352 gC/(m 2 ·月),生态破坏区内NPP的变化量大于生态影响区;NPP的降低量与煤矿生产能力成正相关。矿井投产期NPP开始降低,稳产高产期NPP降低量最大,衰退期NPP降低幅度开始减小并且NPP有增大的趋势,矿区生态环境向良好的方向发展。     

巨源煤矿瓦斯治理工作存在的问题与对策

1概况 巨源煤矿属国有煤矿企业,隶属萍乡矿业集团公司,于1958年建井,设计生产能力为年产45万t,2006年实际核定生产能力为年产22万t。根据采矿许可证批准的许可范围,矿区面积5．5711km^2,矿井开采标高为＋30m～450m。矿井开采上三叠系安源煤系,     

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。     

盘区无底柱分段空场崩落联合采矿法在CDK矿区的应用

为解决CDK矿区存在的矿石贫化率大、回收效果不佳的问题,CDK矿区对盘区无底柱分段空场崩落联合采矿法在采矿过程中的应用进行详细探究,这种采矿方案是把几个采场分为一个共同的盘区,CDK矿区采矿共分2块,是由2条坡度是22%的斜坡道对凿岩水平进行连接,中间留有10 m的顶柱。采矿方采用的是分段空场法进行回采,高度为41 m。采矿房的上部分矿体高度是15 m,下分段凿岩巷距拉底水平是10 m,回采矿房下部20 m矿体可以在分段凿岩巷内布置环形孔,多采场同时作业。实践证明:该采矿法的单个矿房生产能力达225 t/d,矿石的损失贫化率分别为8%和15%,铲运机台效288 t/台班,为急倾斜中厚稳固矿体采矿提供实践依据。     

联合LiDAR 和高光谱数据反演矿山生态修复区植被地上碳储量

准确评估矿区植被地上碳储量,可为矿区生态修复及其碳汇贡献估算提供科学依据。 利用无人机采集 激光雷达和高光谱数据,分别建立乔、灌、草 3 种植物群落的地上碳储量估算模型,并在神东矿区大柳塔采煤沉陷生态 修复区实现了应用与验证。 研究发现:仅利用高光谱数据反演乔、灌、草植物群落地上碳储量的精度 R2 分别为 0. 42、 0. 43、0. 41,仅利用激光雷达数据反演乔、灌、草植物群落地上碳储量的精度 R2 分别为 0. 64、0. 44、0. 36,融合 LiDAR 和高光谱两种数据反演乔、灌、草植物群落地上碳储量的精度 R2 分别达到 0. 87、0. 73、0. 72;LiDAR 和高光谱特征中 的高度百分位变量和绿色指数分别与地上碳储量的相关性最高,对于提升地上碳储量的反演精度贡献最大,说明融 合 LiDAR 和高光谱数据在反映群落形态结构和光合固碳特征方面的能力,可有效提高矿区植被地上碳储量的反演精 度。 研究结果表明:融合 LiDAR 和高光谱数据,可以实现矿区复杂地形和植被配置下的植被地上碳储量估算,为矿区 生态修复碳汇贡献评估提供支撑。     

山西省六大煤田植被净初级生产力对土地覆被变化的响应

从中观尺度上定量评价矿区土地覆被变化对植被净初级生产力(NPP)的影响可为省域国土空间生态修复中矿区生态修复提供参考。本文以山西省六大煤田为例,利用MODIS数据,分析研究区植被NPP和土地覆被的时空变化情况,引入NPP损益流概念,从定向和定量的角度分析省域尺度下矿区土地覆被变化对植被NPP的影响。结果表明:(1)山西省六大煤田2005—2015年NPP整体向好,研究时段内NPP均值为335.03gC/(m~2·a),11年间NPP总量增长3 492.20GgC,空间上表现为东南高,西北低的格局;(2)2005—2015年间,土地覆被变化主要集中在耕地、林地和草地,其中,耕地和林地的面积分别增长了3 581.75km~2和148.65km~2,草地则减少了3 882.25km~2;(3)2005—2015年研究区林地和耕地的增加使得NPP总量增加,建设用地的增加以及林地向其他类型用地的转化造成NPP总量损失;(4)2005—2015年间,山西省六大煤田NPP因土地覆被变化而变化,总体呈现增长的趋势,这与六大煤田的生态修复工作有密切关系。     

有色金属地下矿山发展的必由之路——金川公司二矿区改革探析

二矿区是金川公司的主力矿山,承担着金川公司75％的原料供给任务。二矿区的生产规模分两期设计施工,一期工程设计生产能力为日产矿石3000t,年产99万t;二期设计能力为日产矿石8000t,年产264万t。一期于1982年投产,1987年以102万t的指标达到和超过设计生产能力。从1988～1992年的五年中,二矿区以年均增产11万t的速度稳步发展,1992年出矿157万t,超过设计能力的58％,从而成为我国有色金属地下矿山产量最高的特大型矿山之一。 二矿区的一期生产设计服务年限为10年,采矿量为1000万t。二矿区的二期工程基建尚未完成,预计1994年才能陆续投入试生产。     

七则溶剂萃取电积铜(SXEW)工程实例

(1)开采四十年累积的宜于溶浸的矿堆广泛分布于矿区内,增加了铺设管道、泵及维护费用,预计1987年中达到35000短吨/年的生产能力,八十年代末达到45000短吨/年的生产能力。 (2)应用获专利的ISA电积方法,即采用不锈钢阴极种板,而不是用铜起始板。采矿剥离系数为2,矿石为沉陷区的氧化矿(沉     

德里方丹公司深部金矿采矿方法述评

南非德里方丹（Driefontein）联合公司是西威特沃特斯兰德地区最主要的黄金生产企业。其矿区的开来面积为81．55Mm2，矿体沿走向长13km，沿倾向宽8kin。现有资源向下延伸至4200m，而矿体理深至少6000m。但目前仅在地下700～2800m进行采矿作业。迄今，矿区有25条主副并及通风并。随着开来深度的增加，计划或正在进行延深其中的六口井。至今已采出矿石140Mt，生产黄金2600t，按现在的月生产能力475000t计算，采矿活动将延续到ZI世纪。德里方丹公司采矿机械化程度不高，拥有33000名员工，其中并下工人有24000名。矿山每天2班作业，每两周工作…     

对铁法矿区开拓部署改革的调查报告

铁法矿区是我国重点开发建设的大型煤炭基地之一。有精查储量二十多亿吨,煤层赋存稳定,煤质较好,从1958年建矿至今,经过30年的发展建设,已有6对矿井先后投入生产,设计生产能力615万t。这个矿区1982年以前,产量一直徘徊在200万t左右,1983年至1989年以每年60万t递增,1987年以后以每年100万t递增,1989年实际生产原煤803万t,1990年上半年实际生产原煤464.8万t。     

采矿对植被变化的影响提取与生态累积效应量化分析

为将采矿活动和其他因素产生的生态扰动分离开,揭示采矿活动单独对植被的影响规律和特性,基于长时序多源数据提出了提取采矿干扰的两阶段法TS-EMD(Two Stage-Extracting Mining Disturbance),并定义了采矿活动对植被覆盖度的扰动量FVC-MD(Fractional Vegetation Cover-Mining Disturbance)。首先,利用采矿前的长时序遥感、气候气象、社会经济等数据构建植被变化的驱动过程模型;然后,利用上述模型预测无采矿活动条件下的植被演变过程,进而与遥感监测的采矿活动背景下实际的植被演变进行对比计算FVC-MD。以内蒙古胜利矿区为研究区开展实验,量化分析了胜利矿区煤炭开采对植被覆盖度的扰动时空特征,揭示了采矿扰动量存在3个主要特性：(1)距离衰减特性。高扰动多集中在矿坑附近,离矿坑越远扰动程度越低,扰动量与到矿坑的距离呈显著的对数关系;(2)方向异质性。煤炭开采对植被覆盖度的扰动量在不同方向上具有显著的差异,地形是产生方向异质性的主要原因;(3)空间累积效应。2个矿之间位置尽管离2个矿都有一定距离,但由于叠加影响导致中间位置存...     

时间序列下煤矸石充填复垦耕地和林地的土壤碳动态特征

为明确复垦后土壤质量与土壤碳循环之间的内在机理，揭示时间序列下复垦土壤的碳动态特征规律，研究选取了山东邹城东滩矿区复垦3、6、9、12 a的耕地土壤和复垦3、12 a的林地土壤为研究对象，并以矿区内部未受塌陷影响的正常耕地和林地作为对照。通过实地采样并检测土壤总碳(TC)、总氮(TN)、土壤有机碳(SOC)、土壤微生物量碳(MBC)以及土壤理化性质(pH、AN、AP)，探究时间序列下复垦重构土壤在耕地和林地2种不同利用方式下的土壤碳动态特征，及其与土壤理化性质的相关性关系。研究结果表明：复垦后耕地和林地利用方式下土壤有机碳含量均随复垦时间的增加而逐渐增加，复垦3 a和12 a的耕地和林地相比，耕地各土层深度下土壤有机碳含量均高于相应深度林地土壤；复垦12 a的耕地土壤0～20 cm有机碳含量已与对照无显著差异，复垦12 a的林地土壤40～60 cm能达到对照水平。各复垦年限耕地和林地土壤中总碳含量均高于对照，这与复垦土壤中较高比例的土壤无机碳含量有关。复垦后土壤微生物量碳呈持续增长的趋势，相同复垦年限的耕地和林地土壤相比，耕地土壤微生物量碳含量均显著高于林地，且增速更快；复垦9 a的耕...     

塔拉矿更新设备提高生产率

截至1987年底,塔拉矿已经开采了2047.5万t矿石和168.8万t废石,并且回填了830.1万t的充填料。采矿生产能力现已达到260万t/a,相当于1.04万t/d。每年充填到井下采空区的充填料约130万t。     

煤炭开采沉陷区土壤有机碳空间变化

为研究矿区土壤碳动态,以焦作矿区为例,分析了沉陷坡与裂缝区两种破坏地表的土壤有机碳空间变化。结果表明:与未沉陷的矿区土壤相比较,沉陷坡与裂缝区表土(0~10 cm)有机碳含量降低且空间变异性增大,土壤剖面各层次有机碳含量均出现降低,特别是10~30 cm的土壤剖面层有机碳含量降低最明显,降幅为29%~38%;两种破坏地表土壤剖面有机碳库损失高达20.8~47.3 t/hm2。沉陷坡上,表土有机碳含量从上坡到中坡明显的降低,从中坡到坡底逐渐增加;中坡、下坡与坡底有机碳含量沿土壤剖面层次向下表现出一致的线性下降趋势,但上坡在土壤剖面内的波动较大;各坡位土壤剖面有机碳储量均出现损失,尤其是坡底以上的坡位有机碳储量损失最大。矿区土壤有机碳的空间变化与土壤侵蚀、土地利用、裂隙渗漏及低生物量输入有关。