【摘要】： 礦產(chǎn)資源開采對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有不可替代作用,然而資源開采促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),對礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成破壞,威脅到礦區(qū)生態(tài)安全和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。本文結(jié)合多學(xué)科的理論知識(shí),綜合運(yùn)用“3S”技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法,通過定性與定量相結(jié)合、數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合、一般理論與案例實(shí)證相結(jié)合、比較分析與歸納總結(jié)相結(jié)合等多種方法,通過引入植被凈初級生產(chǎn)力來對礦區(qū)生態(tài)擾動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測與評價(jià)研究。 首先,從礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)擾動(dòng)因素、擾動(dòng)特征、擾動(dòng)形式,分析礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)擾動(dòng)的表觀現(xiàn)象。以徐州九里礦區(qū)為例,從礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)擾動(dòng)機(jī)理、擾動(dòng)因素、擾動(dòng)程度評價(jià)、擾動(dòng)的生態(tài)響應(yīng)特征等四個(gè)方面分析礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的生物因子、非生物因子、景觀生態(tài)因子對采動(dòng)的響應(yīng)機(jī)理。 其次,根據(jù)礦區(qū)生態(tài)擾動(dòng)監(jiān)測的目標(biāo)、內(nèi)容,將植被凈初級生產(chǎn)力(NPP)作為礦區(qū)生態(tài)擾動(dòng)監(jiān)測的指標(biāo),對其可行性和合理性進(jìn)行分析。基于遙感和植物生理生態(tài)的原理,提出小區(qū)域范圍NPP測算的遙感模型----改進(jìn)的CASA模型,模型改進(jìn)體現(xiàn)在三個(gè)方面:(1)通過遙感數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合,建立FPAR與植被蓋度f的反演模型,進(jìn)而對植被所吸收的光合有效輻射參數(shù)進(jìn)行了改進(jìn);(2)NDVI是模型中的關(guān)鍵參數(shù),提出采用頻度圖來確定NDVI參數(shù),提高其測算精度。(3)提高基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的精度。采用空間分辨率為30m的遙感影像,不同土地覆被類型采用不同的最大光能利用率,提高土地覆蓋分類精度。 然后,建立基于NPP的礦區(qū)生態(tài)擾動(dòng)監(jiān)測與評價(jià)體系,采用實(shí)驗(yàn)技術(shù)、RS技術(shù)、GIS技術(shù)來提取礦區(qū)生態(tài)擾動(dòng)的生態(tài)信息,通過改進(jìn)的CASA模型來評價(jià)礦區(qū)NPP,模型驗(yàn)證合理,結(jié)果表明:(1)礦區(qū)不同年際NPP的時(shí)空變化:1987年到2008年間,NPP的平均值在不斷減小,NPP變化的峰值比例逐漸減小,峰值范圍逐漸增大,變化趨勢趨于平緩,說明采礦擾動(dòng)程度對植被生產(chǎn)力變化的影響逐漸增大。從空間分布來看,生態(tài)破壞區(qū)內(nèi)NPP的平均變化量2.752 gCm-2month-1到4.752 gCm-2month-1,生態(tài)影響區(qū)NPP的平均變化范圍為0.152 gCm-2month-1到0.352 gCm-2month-1之間,生態(tài)破壞區(qū)NPP的變化大于生態(tài)影響區(qū)。(2)不同土地覆蓋類型NPP的變化:在1987年到2008年間,礦區(qū)NPP不斷減小,平均NPP減小量為5.531 gCmonth-1,其中耕地和林地減小量最大,耕地減小6.785 gCmonth-1,林地減小10.056 gCmonth-1,是導(dǎo)致NPP降低的最直接原因,其NPP的變化趨勢與采礦導(dǎo)致土地覆蓋面積變化的趨勢一致。(3)不同類型礦井NPP的變化:隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,對礦區(qū)周邊的生態(tài)破壞程度越來越大,NPP降低量越來越大。礦井的建設(shè)投產(chǎn)期NPP開始降低,穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)期NPP降低量最大,衰退期NPP降低幅度開始減小并NPP有增加的趨勢。(4)礦區(qū)NPP變化的影響因素分析:在礦區(qū)采礦活動(dòng)是導(dǎo)致礦區(qū)NPP變化的主要因素,NPP變化對采礦活動(dòng)很敏感,氣候變化對NPP的影響范圍長度為0.1105 gCm-2month-1-3.3325 gCm-2month-1,采礦活動(dòng)對NPP的影響范圍長度為90.5253 gCm-2month-1-107.8915 gCm-2month-1。(5)礦區(qū)NPP變化的影響因素相對作用分析:采礦活動(dòng)和氣候變化共同作用影響礦區(qū)NPP的變化,氣候變化推動(dòng)NPP是向正方向發(fā)展,采礦活動(dòng)推動(dòng)NPP向負(fù)方向發(fā)展。隨著采礦活動(dòng)逐漸增強(qiáng),采礦活動(dòng)對NPP推動(dòng)變成主導(dǎo)因素,其推動(dòng)NPP向負(fù)方向發(fā)展的比例在增大。 最后,提出建立基于NPP礦區(qū)生態(tài)擾動(dòng)監(jiān)測與評價(jià)系統(tǒng),并提出該生態(tài)擾動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用和建議。
【圖文】：

圖 2-5 徐州龐莊煤礦地表下沉等值線Figure 2-5 The subsidence isoline of the surface at Pangzhuang Mine in Xuzhou表2-6 龐莊煤礦地表下沉面積和深度統(tǒng)計(jì)Table 2-6 The suface subsiding area and depth at Pangzhuang Mine沉陷穩(wěn)定區(qū) 沉陷未穩(wěn)定區(qū) 預(yù)計(jì)沉陷面積 積水區(qū)面面積2最大下沉面積2最大下沉面積2最大下沉面積（km

2008 年 6 月圖 2-13 不同年份的植被蓋度圖Figure2-13 Vegetation cover degrees in differen得出，1987 年龐莊礦區(qū)的平均植被蓋008 年降低 1.4%。耕地的平均植被蓋度
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：X87;X820

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 馬曉黎;王行風(fēng);陳明;王猛;;基于植被指數(shù)的神東礦區(qū)植被蓋度變化分析[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年21期

2 徐占軍;侯湖平;張紹良;丁忠義;馬昌忠;公云龍;劉嚴(yán)軍;;采礦活動(dòng)和氣候變化對煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境損失的影響[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2012年05期

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本文編號(hào)：2641840