基于3S技術(shù)的礦山生態(tài)環(huán)境影響評價

劉敏俊

摘要：指出了生態(tài)環(huán)境影響評價是我國礦山開發(fā)風(fēng)險評估中的重要環(huán)節(jié)。以廣東省信宜鐵礦為對象，運(yùn)用3S技術(shù)對遙感影像進(jìn)行分析，從景觀生態(tài)學(xué)角度出發(fā)，評價了該區(qū)域的景觀生態(tài)現(xiàn)狀及植被變化趨勢。結(jié)果表明：林地為研究區(qū)的景觀基質(zhì).對礦區(qū)整體景觀環(huán)境起主導(dǎo)的影響作用;礦區(qū)內(nèi)土地利用的變化是造成其植被變化的主要成因。提出了礦區(qū)開發(fā)應(yīng)與防治并重，充分發(fā)揮當(dāng)?shù)鼐坝^優(yōu)勢，盡量保留現(xiàn)有植被.實(shí)行幼林撫育與草地管理，采用因地制宜的水土保持方式，提升礦區(qū)景觀穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的建議。

關(guān)鍵詞：礦山開發(fā);生態(tài)環(huán)境影響評價;3S技術(shù)

中圖分類號：X521

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）8-0147-02

1 引言

環(huán)境影響評價是指對規(guī)劃和建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施后可能造成的環(huán)境影響進(jìn)行分析、預(yù)測和評估，提出預(yù)防或者減輕不良環(huán)境影響的對策和措施，進(jìn)行跟蹤監(jiān)測的方法與制度。通過對建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行環(huán)境影響評價，了解項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)與功能，可以明確開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目對生態(tài)環(huán)境影響的可能性以及生態(tài)系統(tǒng)對影響的敏感程度，從而為采取相應(yīng)措施以維持區(qū)域生態(tài)環(huán)境功能和自然資源的可持續(xù)利用提供依據(jù)。同時明確開發(fā)建設(shè)者的環(huán)境責(zé)任，為改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境提供建設(shè)性意見。

以遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)并重的3S技術(shù)在景觀生態(tài)學(xué)研究中的廣泛應(yīng)用，打破了以往環(huán)境影響評價只能依靠實(shí)地勘查的困局。為環(huán)境影響評價帶來了技術(shù)的革新，創(chuàng)新了分析思路。通過衛(wèi)星遙感、航空遙感等方式獲取的圖像，能夠快速有效的獲取大范圍區(qū)域內(nèi)如植被類型及分布、土地利用類型及面積、土壤類型及水分特征、生物量分布等常用的信息，在節(jié)省了人力物力的同時，也有利于后續(xù)對環(huán)境影響評價對象有關(guān)景觀指標(biāo)的定量分析，完善與豐富了環(huán)境影響評價的內(nèi)容。

本文以廣州市信宜市亞婆髻頂北礦帶采選項(xiàng)目為例，運(yùn)用3S技術(shù)與景觀生態(tài)學(xué)理論，結(jié)合實(shí)地調(diào)查，對該區(qū)域的景觀生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并評價了礦山開發(fā)項(xiàng)目對該區(qū)域所產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境影響，提出了一些可供操作的規(guī)避礦區(qū)生態(tài)風(fēng)險的建議。

2 研究區(qū)概況及遙感信息提取

2.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于廣東省西南部的信宜市，以山地地貌為主。屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，同時兼具復(fù)雜多變的山區(qū)氣候特點(diǎn)，年平均降水量約為1816.2 mm。項(xiàng)目采礦區(qū)住于鄰近信宜市托盤洞縣級自然保護(hù)區(qū)，用地面積1.2566km2。采礦區(qū)生態(tài)評價范圍共73km2，包括采礦區(qū)占地范圍及其用地邊界外延4 km范圍。

2.2 遙感信息提取

本文采用2003年及2009年不同時相的法國SPOT-5衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)，空間分辨率最高可達(dá)2.5m。運(yùn)用監(jiān)督分類方法并結(jié)合實(shí)地調(diào)查，將研究區(qū)土地利用類型分為林地、疏林地、灌木林地、草地、農(nóng)田、采伐跡地、城鎮(zhèn)（含道路）、裸地及水體共9類土地利用類型影像的處理及分析在軟件ERDAS IMAGINE 9.1及ArcGIS 10.O中進(jìn)行。

3 景觀生態(tài)現(xiàn)狀分析及影響評價

3.1 景觀生態(tài)現(xiàn)狀評價

區(qū)域內(nèi)自然環(huán)境、各種生物及人類社會之間復(fù)雜的相互作用決定了區(qū)域自然生態(tài)體系的景觀質(zhì)量現(xiàn)狀從景觀生態(tài)學(xué)理論出發(fā)，景觀結(jié)構(gòu)決定了景觀功能的優(yōu)劣，而作為景觀背景區(qū)域的基質(zhì)，很大程度上決定了景觀的性質(zhì)，對景觀的動態(tài)起著主導(dǎo)作用。本研究通過計算組成景觀的各斑塊的重要值，即優(yōu)勢度值（Do），來對評價范圍內(nèi)的基底進(jìn)行判斷。優(yōu)勢度值大者即為基底優(yōu)勢度值可用以判定某斑塊在景觀中的優(yōu)勢，由以下：種參數(shù)計算出：密度（Rd）、頻度（Rf）、和景觀比例（Lp）（樣方以面積200×200 m2覆蓋研究區(qū)，共900個樣方）。

密度（Rd）=嵌塊I的數(shù)日/嵌塊總數(shù)×100%;

頻度（Rf）=嵌塊I出現(xiàn)的樣方數(shù)/總樣方數(shù)×100%;

景觀比例（Lp）=嵌塊I的面積/樣地總面積×100%。

并通過以上3個參數(shù)計算出優(yōu)勢度值（Do）：

優(yōu)勢度值（Do）={（Rcl+ Rf）/2+ Lp}J2×100%。

運(yùn)用上述參數(shù)計算項(xiàng)目采礦區(qū)生態(tài)評價范圍內(nèi)各類斑塊優(yōu)勢度值，其結(jié)果如表1所示。

由表1可知：在采礦區(qū)生態(tài)評價范圍內(nèi)，林地優(yōu)勢度指標(biāo)值居各類斑塊類型之首，可確定為評價范嗣內(nèi)的基質(zhì)，是區(qū)域內(nèi)對景觀具有控制作用的生態(tài)體系部分;疏林地優(yōu)勢度值居第二位，主要分布在城市郊區(qū)和村鎮(zhèn)區(qū)域，這可能是林地因人為干擾造成的;農(nóng)田和城鎮(zhèn)的面積不大，但分布零星，因此出現(xiàn)頻度較高，這是人為干擾的體現(xiàn)，與疏林地的大面積出現(xiàn)可能具有一定的相關(guān)性。

3.2 植被變化趨勢分析

基于2003及2009年遙感圖像提取歸一化植被指數(shù)（NDVI）用以分析研究區(qū)域內(nèi)植被的時空變化。

采礦區(qū)及周邊范圍內(nèi)NDVI指數(shù)變化顯著。經(jīng)分析，2003年，研究區(qū)植被指數(shù)較高，植被狀況較好。采礦區(qū)西南、西北和東南方向，屬人口聚集區(qū)，植被指數(shù)相對較低;亞婆髻頂海拔較高，植被較為稀疏，NDVI值較周圍低。2009年，植被指數(shù)較2003年明顯降低，采礦區(qū)西南、西北和東北方向的人口聚集區(qū)域等NDVI低值區(qū)域NDVI值增大，而西部亞婆髻頂附近的植被明顯減少;此外，采礦區(qū)東南方向的大片地區(qū)，植被指數(shù)也有所下降。

除季節(jié)因素外，土地利用變化是造成研究區(qū)內(nèi)植被指數(shù)下降的主要原因。

NDVI值降低的高值區(qū)主要為林地轉(zhuǎn)化為采伐跡地的區(qū)域，以及建設(shè)用地和農(nóng)田增加的區(qū)域。東南角的一大片地區(qū)，林地轉(zhuǎn)化為草地.NDVI值明顯降低;其它未變化的林地，NDVI值變化不大;林地是整個地區(qū)的主要土地覆蓋類型，土地利用變化雖然較頻繁，但林地依然是該區(qū)域的主要類型。研究區(qū)內(nèi)增加了大片采伐跡地，除經(jīng)濟(jì)采砍伐外，主要是火燒造成的，屬當(dāng)?shù)卣I林措施。

總之，研究區(qū)內(nèi)NDVI值總體有降低趨勢，主要原因是營林措施帶來的暫時退化。人為占用原有植被用地、撫育營林的措施使植被類型轉(zhuǎn)換最為明顯;該區(qū)域人為植被變化的主導(dǎo)因素是城鎮(zhèn)用地的增加和林業(yè)采伐等對地表狀況影響較大的行為，其它開發(fā)利用活動對植被的影響很小。該礦區(qū)開發(fā)項(xiàng)目為地下開采，因而不會成為該區(qū)域植被變化的驅(qū)動因素。

4 礦區(qū)復(fù)墾建議

林地作為評價區(qū)域內(nèi)的基底，對該區(qū)域景觀環(huán)境變化起著主導(dǎo)作用。雖然地下開采的方式不會成為該區(qū)域植被變化的驅(qū)動因素，但仍會對景觀生態(tài)環(huán)境造成一定的干擾。因此，從景觀生態(tài)學(xué)角度對礦區(qū)復(fù)墾提出如下建議：①礦山修建時盡量減少對原生生態(tài)景觀的破壞，盡量保留現(xiàn)有植被，減少對景觀資源斑塊的破壞。②礦山恢復(fù)時首先選用耐旱、耐貧瘠、速生的作物與牧草，改良基質(zhì);充分利用當(dāng)?shù)貎?yōu)勢鄉(xiāng)土樹、草種進(jìn)行復(fù)墾。通過幼林撫育與草地管理促進(jìn)幼林生長，提升礦區(qū)景觀基底林地的穩(wěn)定性，改善礦區(qū)景觀生態(tài)環(huán)境。③保護(hù)水資源，防止水源污染，保持水土。植物措施實(shí)施中不宜采用全墾整地，以免導(dǎo)致水土流失。可因地制宜采取穴墾、魚鱗坑、回字形漏斗等有利于水土保持的局部整地方式。④項(xiàng)目開發(fā)，保護(hù)先行。加強(qiáng)開發(fā)者及當(dāng)?shù)鼐用癖Ｗo(hù)意識，提倡開發(fā)與保護(hù)、治理并重。

5 結(jié)語

本文結(jié)合了3S技術(shù)及景觀生態(tài)學(xué)理論，對廣東省信宜市礦區(qū)進(jìn)行了生態(tài)環(huán)境影響評價，并提出了規(guī)避礦區(qū)風(fēng)險的建議，以期實(shí)現(xiàn)該區(qū)域礦產(chǎn)資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。環(huán)境影響評價的理論體系及技術(shù)手段在實(shí)踐中不斷更新與演化，將3S技術(shù)及景觀生態(tài)學(xué)理論運(yùn)用到環(huán)境影響評價當(dāng)中不僅為其提供了新的理論支撐以及評價的新思路、新手段，同時也為環(huán)境影響評價體系的完善與發(fā)展注入了新鮮血液。

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