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矿业城市资源型生态关键地段识别分析

 论文栏目:矿业工程论文     更新时间:2017/12/7 11:31:32   

1研究区概况及数据来源

大冶市是国家发改委于2008年3月17日确定的国家首批中部地区典型资源枯竭型城市之一〔‘。],位于湖北省东南部、长江中游南岸,全市辖3街道,11镇,1乡;气候属大陆性季风气候,水热光条件优越,主要的气象灾害有水灾、旱灾、风灾和冻灾。据大冶市矿产资源总体规划(2005-2015,大冶全市268个矿床(含矿点)中,大型矿床6个,中型矿床17个,其余为小型及小型以下规模。矿业活动引发的各类生态环境问题,已严重威胁城市居民生存质量和可持续发展[”一”〕。主要数据来源有:大冶市地形图、行政区划图、植被覆盖图,2009年大冶市土地利用现状图、大冶市动植物种类数以及分布情况统计数据、水土流失等级图以及土壤类型、土壤污染情况、大气质量报告以及气象地震灾害的统计资料等,社会经济数据包括人口分布密度、矿山及矿山企业的分布和重要矿山企业的年度公报等。

2基于区域的关键地段识别

矿业城市由于特殊的形成动因,其发展趋势多受经济利益的引导,社会经济活动对生态的干扰呈现出空间分化的特点。以大冶市为例,受矿藏不可移动性的影响和矿业生产活动阶段性特征的限制「川,矿业活动造成的生态问题具有较强的区域分异性。因此,在遵循整体性、主导性和差异性的前提下,选取区域生态系统的自然票赋、生态现状和控制状况作为基于区域的关键地段识别指标体系的3个目标层,详细指标见表t。

3基于斑块的关键地段识别

矿业活动对斑块造成的影响,不仅受到干扰类型和干扰强度的影响,还与斑块的自身特性有关。矿业活动指数、斑块敏感度和损失度可以量化与表征斑块自身的特性。

3.1矿业活动指数

采矿点及矿业企业在矿产开发利用过程中的工程爆破、剥离挖据、堆放运输及矿石提炼与加工等活动,会使土地被压占、植被遭受破坏、物种多样性减少、景观环境改变以及“三废”排放污染生态环境等。矿业活动指数MAI(MiningActivitiesIndex)是对主要矿山点及矿业企业环境破坏力的量化。以大冶市主要矿山点和矿业企业为对象,通过收集社会经济数据,从矿山及矿业企业的种类、规模、开采方式和处理能力4个方面对大冶市主要矿山点和矿一业企业的MAI值进行表征。MAI值赋分规则见表3。

3.2斑块敏感系数

斑块敏感系数PSI(Patchsensitivityindex)反映斑块的抗扰动能力大小,其值的大小体现斑块内部生态系统的敏感性程度。斑块敏感度越高,PSI值越大,斑块的关键地段属性越强。由于坡度反映地形地貌条件,植被情况综合反映自然条件,侵蚀强度反映人类作用及自然灾害的影响,因此利用坡度、植被覆盖度和侵蚀强度对斑块的PSl值进行表征,具体采用下式计算。3.3斑块生态损失度斑块生态损失度PLI(Patchlossingindex)可用以衡量斑块的内部生态系统遭受破坏时其生态价值的损失。即斑块生态价值越高,遭受破坏时的损失越大,PLl指数越高,关键地段属性越强。陈勇等[19}在谢高地等〔20〕陆地生态系统服务价值当量估算研究的基础上,结合矿业城市生态系统的特殊性,对大冶市各类生态系统的价值当量进行修正,具体值见表5。生态系统生态服务价值当量按式(3)标准化处理结果见表5。

4综合识别结果分析

将反映斑块状态的三值(MAI值尸Ll值,PSI值)与以乡镇为单位的区域背景分级结果进行叠加分析,并在ArcGIS属性表里归一化处理,利用Na-tureBreak功能,大冶市所有斑块可分为5个等级(图4)。其中,生态关键度位于「0.021,0.324」的为原生型关键地段;[0.325,0.408〕为损益型关键地段;仁0.409,1.000〕为扰动型关键地段。

5结论

根据资源型生态关键地段的定义,结合区域背景和斑块状态,构建了矿业城市生态关键地段识别指标体系。从白然享赋、生态现状和社会控制3方面分析大冶市各乡镇生态关键地段分布情况,通过计算白然状态下斑块的矿业活动指数、斑块敏感系数和斑块生态损失度,结合GIS叠加分析功能将大冶市资源型生态关键地段划分为原生型、损益型和扰动型关键地段。将区域背景—斑块状态识别体系应用到矿一业城市生态关键地段识别是笔者的一种尝试与探索,可为大冶市等矿业城市的生态保护和安全格局构建提供依据。在今后的研究中,应结合矿业活动带来的某类具体干扰(如土地破坏、土地损毁、水质重金属污染等)进行生态关键地段的识别,并对各类关键地段的发展变化和相互转化的趋势进行预测。

参考文献

[1丁李格锐,刘粤湘.我国矿业城市的分布特征与发展态势分析[J].中国矿业,2014,23(6):63-70.

[2〕常青,邱瑶,谢苗苗,等.基于土地破坏的矿区生态风险评价:理论与方法[J].生态学报,2012,32(16):5164-5174.

作者:单位:唐荣彬 陈勇 黄冉冉 苗作华 曾向阳 武汉科技大学资源与环境工程学院武汉 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室

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