松嫩平原近20年土壤盐渍化动态变化及驱动力分析

利用1986年（TM）和2001年（ETM）卫星遥感影像数据和RS-GIS集成技术,对松嫩平原盐渍化土地的现状、程度和发展趋势进行了量化分析.结果表明,这15年中,松嫩平原盐碱地面积增加了21.7112×10⁴ hm²,每年增加1.45×10⁴ hm²,年平均增长率为1.4%.其中轻度盐渍化土地增加8812 hm²,年平均增长0.16%;中度盐渍化土地增加3.8306×10⁴ hm²,年平均增长0.64%;重度盐渍化土地面积增加了16.9994×10⁴ hm²,年平均增长了4.2%.气候变暖,降水减少,人为活动增强是盐渍化程度加重的主要驱动力.     

全国采矿损毁土地分布与治理状况及存在问题

服务“源头严控、过程严管、后果严惩”全链条管理的全国矿山遥感监测技术体系已经形成。2019年遥感监测查明:全国采矿损毁土地361.05万hm²,约占全国陆域面积的0.37%;其中,挖损土地145.93万hm²,压占土地130.67万hm²,塌陷土地84.45万hm²;在建生产矿山采矿损毁土地134.04万hm²,废弃矿山采矿损毁土地227.01万hm²。全国累计矿山环境恢复治理土地93.08万hm²。2018年度,全国新增的采矿损毁土地4.81万hm²,新增的矿山环境恢复治理土地6.52万hm²。初步分析了全国采矿损毁土地、矿山环境恢复治理土地等遥感工作现状及存在问题,提出对策建议。     

国产高分影像在矿业城市生态安全性评价中的应用——以黑龙江省七台河市为例

为了实现矿业城市生态安全性评价,利用BJ2、GF1、ZY3等国产高分辨率卫星影像数据,采用遥感技术手段,基于GIS平台,构建景观安全评价体系。通过获取2017年度研究区内各土地资源类型分布现状数据,进行景观指数（破碎度、分离度、优势度、干扰度、脆弱度、生态风险度）计算,逐网格剖析后采用普通Kriging插值法（半变异函数）对研究区域的景观生态安全度进行定量分析与评价。结果表明：研究区内大部分地区景观生态安全处于中、中高和高水平,面积为538 951.58 hm²,占研究区面积的86.75%,呈现由矿产资源集中开采区向其外部、平原区向低山丘陵区安全等级逐渐升高,生态环境逐渐转好的趋势;低、中低安全区总面积为82 342.18 hm²,占研究区面积的13.25%,景观生态安全仍存在较大问题,需引起地方政府关注。     

基于生态足迹和主体功能分区的县域灾后重建政策研究 ——以2011年东乡“3.2”特大滑坡灾害为例

评价自然灾害前, 区域的生态足迹可了解当地自然生态系统的开发和利用状态, 结合主体功能分区的方法可为灾后重建提供更契合实际的政策建议. 基于合理灾后重建的理念, 从可持续发展的角度分析了2011年甘肃东乡"3.2"滑坡灾害发生前(2010年)县域生态足迹和生态承载力情况, 并根据海拔和坡度对区域进行功能分区. 结果表明: 草地人均生态足迹为0.94 hm², 生态承载供给为0.022 hm², 赤字0.92 hm² , 草地土地类型存在严重的生态赤字, 直接导致整个县域人均生态赤字0.97 hm². 这表明东乡县人民的消费需求超过了自然系统的再生能力, 人类的生产、 生活强度超过了生态系统的承载力, 区域生态系统处于人类的过度开发利用和压力之下. 由于进出口贸易不大, 因此, 东乡县主要是通过消耗自然资本存量来弥补生态承载力的不足. 考虑到东乡县的实际情况, 通过主体功能分区把该区域分为农业发展区、 生态恢复区以及二、 三产业发展区. 其中, 农业发展区面积为838.24 km²; 生态恢复区面积为701.98 km², 包括退耕还林的面积264.84 km²; 二、 三产业发展区面积105.57 km². 最后根据生态足迹和功能分区的计算结果, 结合实际情况提出了未来可持续发展的政策建议.     

基于能值-生态足迹模型的湖北省生态安全评价

基于能值分析法改进的生态足迹模型,对1997-2014年湖北省生态经济系统长时间序列可持续发展趋势和生态安全状况进行了定量分析。结果表明：研究期内湖北省多年平均能值密度为1.286×10¹⁵ sej·hm^-2,人均能值生态承载力从1.18 hm²下降到1.10 hm²,人均能值生态足迹由4.50 hm²增加到8.72 hm²。从1998年起湖北省人均生态足迹逐年扩大,以年均6.2%的速度快速增长,一直处于生态赤字状态,且赤字增大趋势明显;生态压力指数从3.82增长到7.95,生态安全形势严峻。湖北省生态环境系统不足以维持自身经济社会快速发展,其中城市建设发展和重工业的能耗压力大以及进出口总额剧增是造成区域生态赤字的主要原因。     

高等教育的生态效率——大学校园生态足迹

介绍了生态足迹成分法的基本原理和计算模型,以东北大学和沈阳大学为例将该方法应用于高等教育的生态效率研究.结果表明:东北大学2003年的生态足迹为24787hm²,即需要24787hm²的生态生产性土地支持该校的各类消费并吸纳所产生的废弃物,其生态效率(即单位生态生产性土地占用可支持的学生数)为0.94人·hm^-2;沈阳大学2003年的生态足迹为17218hm²,生态效率为0.8人·hm^-2.在两所学校的生态足迹中,能源消费的足迹最大,分别占总足迹的68%和54%;食物消费和固态垃圾次之.对东北大学、沈阳大学和澳大利亚Redlands University的比较分析发现,学校所在地的经济发展水平、学生的经济状况以及学校的专业领域构成和研究强度,对大学校园生态足迹、足迹构成和生态效率有重要影响.这一研究定量揭示了高等教育的生态效率及其影响要素,为创建“生态”校园提供了科学的依据,也为评价“生态”校园提供了科学、实用的指标和方法.     

基于极限条件法的矿山损毁土地复垦适宜性评价——以广安桂兴石灰岩矿为例

极限条件法是目前土地复垦适宜性评价中应用最广泛的一种方法。文章应用极限条件法,对广安桂兴石灰岩矿损毁土地进行土地复垦适宜性评价。评价中采用地形坡度、表土层厚度、周围土地利用现状、排水条件、地表浅层物质组成和生产管理便利性等6个主要因子进行判定,并结合自然条件、社会经济、政策因素和公众意愿等因素,最终确定拟复垦土地的复垦方向。结果表明:评价总面积为76.982 8hm²,适宜复垦为有林地的面积为39.371 2hm2,适宜复垦为有林地的面积为39.371 2hm²,适宜复垦为耕地的面积为34.747 1hm2,适宜复垦为耕地的面积为34.747 1hm²,适宜自然留置、自然积水形成坑塘水面的面积为2.864 5hm2,适宜自然留置、自然积水形成坑塘水面的面积为2.864 5hm²。通过研究,建立了该区矿山土地复垦适宜性评价指标体系。     

1996—2015年黄河源区植被覆盖度提取和时空变化分析

研究黄河源区植被覆盖度时空变化对于深入理解青藏高原多年冻土区在气候变化和人类活动双重作用下的植被响应,以及为黄河源区生态环境保护和治理提供决策具有重要的意义。以陆地卫星（Landsat）影像为主要数据源,利用多端元混合像元分解模型（Multiple Endmember Spectral Mixture Analysis,MESMA）,完成了1996—2015年黄河源区4.4万km²、7个时相的植被覆盖度提取,并基于转移矩阵和一元线性回归趋势法分析了植被覆盖度变化情况。结果表明：黄河源区东南部植被覆盖度较高,西北部植被覆盖度较低,且植被覆盖度在空间上由东南向西北呈递减趋势。1996—2004年植被覆盖度整体呈下降趋势,2004—2015年植被覆盖度呈增加趋势。1996—2015年植被覆盖度呈增加趋势的区域占57.25%,基本不变的区域占16.02%,植被覆盖度呈下降趋势的区域占26.73%。植被覆盖度下降的主要原因是黄河源头及一些河谷地带、环湖地区受人类影响较大,且东南部海拔较低地区受到过度放牧的影响。尽管黄河源区1996—2015年植被覆盖度总体呈改善趋势,但毒杂草的面积也由1996年的16 060 km²增加到2015年的22 942 km²,20年间增加了6 882 km²,毒杂草面积的增加对黄河源区局部地区畜牧业的发展有不利影响。     

2001-2018年石羊河流域植被变化及其对流域管理的启示

植被是流域生态系统的重要指标,植被景观管理也是流域综合管理的重要内容。综合利用长时间序列MODIS反射率和归一化差值植被指数（NDVI）产品及Landsat卫星遥感影像,基于谷歌地球引擎（GEE）平台,利用计算机自动分类的方法,监测了2001-2018年间石羊河流域的植被（包括灌溉土地）的逐年变化,结合降水、径流量和地下水位地面监测数据,分析了全流域植被指数、植被面积、灌溉土地范围的变化特征及其与水循环之间的互馈关系。研究发现,2001-2018年间,石羊河流域的植被面积以每年约135 km²的速率增加,其中,自然植被和灌溉土地分别以每年60.5 km²和74.6 km²的速率增加。除了金昌区的植被增加以灌溉土地为主外,其他区域都以自然植被的增加为主。特别是民勤地区,由于十多年的持续调水和有效退耕,地下水位近年来开始抬升,自然植被开始恢复。但与此同时,中游凉州区和永昌县的生态风险加大。未来可从灌溉规模控制、地表与地下水统一调度、景观分级和配置技术发展、优化产业结构、强化与流域外的连通性等方面加强流域综合管理,提高流域社会系统弹性,增强可持续发展能力。     

南疆地区经济发展对荒漠化程度的影响研究

荒漠化程度的变化对南疆地区来说是生态系统退化的表现。应用NDVI数据,利用图像处理软件ENVI对南疆地区荒漠化程度进行分析,结果表明： 1952-1983年之间南疆地区荒漠化面积约增长11%,其中重度荒漠化面积约增14.21%左右,而中轻度荒漠化面积增7%~8%。1983-1993年荒漠化保持着基本稳定的状态。在21世纪初,即从2000年、2005年、2010年、2014年4期遥感数据解译分析结果来看, 2000年荒漠化总面积达到96.11×10⁴ km²,约占总面积的90.41%,其中严重荒漠化面积为72.93×10⁴ km²,重度荒漠化面积为15.76×10⁴ km²,中轻度荒漠化面积为7.42×10⁴ km²,到了2014年,荒漠化总面积达到95.31×10⁴ km²,比2000年下降1.24%,但严重中轻度荒漠化土地面积不断发生变化。通过分析发现,荒漠化程度变化主要是人类活动和自然因素共同作用所导致的。     

矿山地质环境影响评价及修复研究——以汶川某废弃露天矿山为例

矿山正常的生产经营活动势必形成一定的矿山地质环境问题。为全面贯彻生态文明思想,牢固树立“绿水青山就是金山银山”的理念,按照恢复生态、兼顾景观总体要求,因地制宜、多措并举,扎实开展废弃露天矿山地质环境修复。依据矿山地质环境保护与恢复的相关规范与要求,以汶川某废弃露天矿山为例,从矿山环境角度介绍了矿山地质环境的影响因素,开展矿山斜坡整体稳定性、采场边坡稳定性、弃渣堆稳定性及地形地貌景观破坏等地质环境影响评价,划分治理重点、次重点和一般3个基本的矿山地质环境保护与恢复防治区。结果表明: 矿山斜坡及弃渣堆现状基本稳定、采场边坡稳定性较差、地形地貌景观影响和破坏程度中等; 研究区矿山地质环境保护与恢复治理可划分为一般防治区和较严重防治区,其中一般防治区面积约554 m²(矿区无因采矿活动诱发的地质灾害,影响区内无居民居住,无威胁对象,矿区及周围地表水体未漏失,矿业活动对水土环境影响程度为影响程度小,未影响到矿区及周围生活供水)、较严重防治区面积186 m²(矿区与影响区地质灾害发生可能性小,地形地貌景观影响和破坏程度较严重)。针对评价结果提出的“坡面浮石清理+清除建筑垃圾、块石+植被重建”等修复建议,为同类型矿山绿色开采及地质环境保护措施提供了的重要技术参考依据。     

重建植被视角下露天煤矿区土地复垦演替过程及管控模式研究

重建植被在能量交换与生态循环中发挥着重要作用,其动态变化可表征煤矿区生态系统受扰动和修复的广泛细节。从植被的不同扰动状态(未扰动状态、采煤扰动状态、复垦恢复状态和修复后状态)出发,分析了煤矿区重建植被演替的6种情景:高效恢复至成熟型、低效恢复至成熟型、高效恢复而后退化型、高效恢复发展型、低效恢复发展型与无效恢复型。通过模拟重建植被发展的阶段性特征,将煤矿区土地复垦全生命周期划分为:未复垦期、土地复垦发展期(复垦初期、快速发展期和稳定发展期)和成熟期。再对不同恢复阶段的重建植被分别设置判断标准,提出煤矿区土地复垦关键保护区域的识别思路,据此确立煤矿区土地复垦管控的4种修正模式:生态保育、生态管护、生态修复、生态重建。并以黄土高原山西平朔大型露天煤矿区为研究区开展应用分析,在学习掌握重建植被发展规律基础上,通过判断土地复垦模式与矿区生态系统演变机理的适应性水平,具体落实平朔露天煤矿复垦排土场集群区生态保育、生态管护、生态修复和生态重建等4大修正模式的具体管控措施。本研究归纳了露天煤矿区重建植被动态发展的演替规律,并据此提出加强土地复垦管控的修正模式,可为国家绿色矿山建设提供方法论基础。      

基于高分卫星遥感数据的冀东地区矿山开发现状及环境问题研究

为了基本查明冀东地区矿产资源开发过程中占损土地、恢复治理和矿山环境现状及变化趋势,利用国产高分遥感卫星数据作为主要数据源,辅以野外调查和走访,对该区矿产资源开发和矿山环境问题进行了调查与研究。在广泛收集基础地质资料和遥感资料基础上,结合野外验证建立了该区矿山开发占地的解译标志; 利用ArcGIS平台对矿山占损土地进行了统计与变化分析; 对区内采矿引起的植被破坏、水体污染和采空沉陷等系列矿山环境问题进行了调查与研究。结果表明: ①区内2016年度矿山占损土地总面积为49 755.47 hm²,占研究区总面积的2.26%,且有逐年扩大趋势; ②相较开发占损土地状况,区内矿山环境恢复治理程度低,治理进程滞后,2016年治理率仅为4.7%; ③区内206个金属矿开采点距离重要水源较近,对水体安全构成威胁; ④采矿引起的采空沉陷面积较大,影响周边村庄和生态环境稳定性,直接影响区域总面积达24 351 hm²; ⑤国产高分遥感卫星数据具有空间分辨率高、快速、经济等特点,在矿山开发占地和矿山环境调查研究中可发挥重要作用。     

长江经济带江苏段废弃露天矿山分布与生态修复遥感调查研究

江苏省长江沿岸废弃矿山修复治理是长江经济带生态修复的关键节点区域,如何快速、直观地获得区域内废弃矿山的分布和修复工程进展,成为长江经济带废弃矿山生态修复工程的重要工作之一。以江苏长江干流两岸10?km范围为研究区,以2017—2020?年4?期高分辨率遥感影像为数据源,采用ArcGIS平台人机交互解译和野外验证的方式,获取了研究区内露天废弃矿山分布情况、地质环境问题和生态修复情况等信息。结果表明:镇江市和南京市需修复面积较大,区内露天废弃矿山主要表现为矿山的采场和中转场地两类占地,涉及矿种以建筑石料用灰岩和建筑用砂矿为主;存在的主要矿山环境问题有地形地貌破坏、矿山地质灾害、矿区生态环境破坏和水土污染等;2018—2020 年研究区已修复面积和正在修复面积均呈上升趋势,截至2020 年10 月,研究区废弃矿山修复效果良好,修复面积占67.08%;主要生态修复措施有自然恢复、客土回填、土地平整、削坡、土地综合治理等。建议在进行修复治理工程时,最大限度地保护矿区原有地貌,充分利用土地资源。调查结果和建议可为同类型地区露天废弃矿山生态修复治理提供技术参考。     

资源型城市景观生态风险的时空分异:以乌海市为例

为探究大型露天煤矿开采对西北干旱荒漠区景观生态风险的影响,以及资源型城市转型背景下的时空动态,以资源衰退型的内蒙古自治区乌海市及周边县域为研究区,结合现有景观生态风险评价中的干扰度、脆弱度指标,增加受威胁指数来综合构建资源型城市景观生态风险评价框架。基于乌海市2005—2015年景观类型数据,从时间和空间上分析景观生态风险及其动态。结果显示:(1)2010—2015年景观类型之间转移相较于2005—2010年更剧烈,年变化强度分别为7.43%和3.44%,工矿用地与城市建设用地最活跃,但年增加强度减小。(2)林地、水域和湿地损失度先略增加后大幅度减小,其他土地和草地损失度呈增加趋势,工矿用地先减小后略增加;城市建设用地和工矿用地受威胁指数最大,其余类型的景观受威胁指数均有上升趋势,但其他土地、水域和湿地增加趋势逐渐减慢。(3)2005—2015年景观生态风险指数升高,空间分布总体呈西、中部高而南北低的格局,而不同等级风险区表现为低风险区由边缘向中心转移,而高风险区依托原有高风险区扩展。研究期风险区变化显著的是西部沙地高风险区,矿区东部其他土地因周围分布灌丛和草地,风险始终低于西部其他土地。根据不同风险等级中工矿用地的面积占比情况,将工矿用地占比控制在5%以内可达到控制总体景观生态风险的目的。研究为资源型城市通过合理的景观配置进行生态风险管控提供了依据。     

北京露天废弃矿山地质环境治理模式探讨

北京地区许多废弃的无主老矿山未实施矿山环境治理和土地资源恢复工程,矿区内地质环境和生态条件恶劣。本文对废弃矿山及其治理工程特点进行了分析,运用灰色关联度分析法,阐述了矿山废弃地土地资源破坏效应的四个因素——地表景观效应、土体污染效应、次生灾害效应、生态环境之间的联系。以房山区石窝大理石矿山废弃地治理工程为例,提出了矿山废弃地治理以矿山环境、灾害治理为主,以园林景观绿化为辅相结合的二维治理模式,在地形整治、挡土墙、绿化等措施的基础上进行园林景观的设计,结合周边居民生活需求,利用矿区内的正负地形渣堆和采石坑,进行景观的再生和组合,将采石坑设计成下沉式休闲公园和健身广场,希望通过园林景观绿化工程的实施,改善矿区及周边地表景观和生态环境。     

梭罗草在青藏铁路取土场植被恢复中的应用研究

根据青藏铁路工程建设中的生态环境保护以及植被恢复建设的迫切需要,在青藏铁路沱沱河试验段高寒草原区取土场开展植被恢复的试验工作,主要研究和分析了梭罗草(Kengyilia thoroldiana(Oliv.)J.L.Yang,Yen et Baum)在青藏铁路取土场植被恢复中的应用,为青藏铁路工程建设中的取土场植被恢复提供科学依据.结果表明:青藏铁路建设过程中形成的取土场属次生裸地,其有机质含量为3.31 g·kg^-1,pH为8.84.梭罗草为高原干旱地区乡土多年生草本植物,具有耐寒旱、抗风沙以及耐盐碱等特性.在取土场植物的出苗率接近50%,越冬率可达75%以上.恢复第2年植物群落盖度为41%,群落地上生物量和地下生物量分别达到(128.16±41.85)g·m^-2和(266.50±95.69)g·m^-2.可见,无论是种子萌发和植物越冬,还是植物个体生长发育以及人工植物群落特征,梭罗草表现出对青藏铁路沿线高寒干旱地区气候和土壤环境具有较好的适应性.只要采用高原乡土植物种类和采取相应的植被恢复技术措施,青藏铁路多年冻土区取土场次生裸地的植被快速恢复是可行的.     

红壤丘陵区地表水资源动态与合理调蓄利用研究

以红壤丘陵景观中相对独立且整体性强的集水区为基本单元,重点研究了集水区内降水、蒸散、水量蓄存等地表水资源的年变化。结果表明,降水资源在集水区内的陆面拦截蒸散、塘堰蓄存、排出集水区三者中的分布比例约为7:2:1,在水土保持型坡地的植被拦截、土壤渗流、地表径流三者中的分布比例约为3:5:2;每公顷1m土体中的土壤贮水量,在丰水季节,水土保持型坡地要比非水保坡地高出864.0～1067.0m3,少水季节则高出647.0～855.0m3。研究结果还表明,以集水区为单元的农业灌溉用水量,一般为年降水量的12%左右,蓄存此水量的塘堰面积应占集水区土地总面积的11%左右,对于塘堰面积已占土地总面积10%左右的红壤丘陵区而言,抗御季节性干旱依靠扩大塘堰蓄水已不现实,其主要途径应是充分发挥水库工程和"土壤水库"的巨大抗旱潜力。