通天河沿自然保護分區礦山環境遙感調查

王 昊 安 娜 步 凡 宋伊圩

（1中國國土資源航空物探遙感中心 北京 100083 2中國地質大學（北京） 北京 100083 3武警黃金第三總隊十二支隊 四川成都 611732）

引言

三江源位于青藏高原腹地，是長江、黃河和瀾滄江的發源地，素有“中華水塔”之稱，也是我國重要的生態屏障[1]。受地理環境和氣候條件的影響，該地區生態系統脆弱[2]，礦業活動伴隨的植被剝離、山坡取土和河道采砂等土地壓占損毀情況，不僅會對區域生態、地質環境造成負面影響，甚至會直接影響到下游河流乃至全國的生態安全。而三江源地區面積廣闊，交通條件相對落后，傳統的實地調查需要耗費大量人力、物力和財力，遙感技術，尤其隨著多源遙感影像的共享和數據處理效率的提高，能夠在區域礦產資源開發的調查和監測中發揮重要作用[3-4]。

1 研究區概況

通天河位于長江上游,干流全長約1200公里[5]，徑流來源主要為降水、冰雪融化、地下水和沼澤水[6-7]四個方面。通天河流域承擔著保障長江水量、提供優質水源的重要功能[8]，而通天河地處高寒地區，水體含氧量和溫度較低，同時流量易受氣溫、蒸散量和氣候變化等多種因素影響，對污染物降解能力弱。三江源自然保護區通天河沿分區位置如圖1所示。

圖1 三江源通天河沿自然保護分區與通天河流域位置示意圖

2 研究方法

本調查收集了 2004-2017 年 LandSAT7、ZY3、RE、YG2、YG8、02C、PLB和SJ9等十四期多源國內外衛星數據。早期數據以分辨率較低的LandSAT7為主，由于各年度遙感影像中存在不同程度的云雪遮蓋和數據覆蓋不完整等情況，因此以兩年影像整合為一期，經去條帶、正射、融合、精校正和調色處理后使用。該地區在前期調查中未發現明顯因礦山開發引發的地質災害（隱患）或環境污染，因此主要調查對象為礦山造成的壓占、損毀土地和礦山地質環境恢復治理情況。室內遙感解譯基于ArcGIS軟件，通過礦山地物解譯標志對照、基準數據對比和開采圖斑亮度差異等信息進行礦業活動和礦山恢復治理信息提取。其中以2004-2007年的遙感影像作為基準數據，對2008-2017年遙感數據進行了解譯，于2017年8月和2018年1月開展了野外實地查證。

3 調查結果與分析

3.1 調查結果

通天河沿分區蘊藏的能源和金屬礦藏較少，涉及開采礦種主要為建筑用砂。根據其分布位置和對生態地質環境的危害程度可歸納為河道采砂、路邊取土和山坡采礦。其中河道采砂面積最大，其對本區域和下游河流造成的危害也相對較大，如河流含沙量增高、采場和廢棄砂礫堆積造成河道改道、破壞水域原有生態系統；其次為路邊取土，主要危害為破壞植被、引發沙塵等；山坡采礦損毀土地面積相對較小，但易造成植被剝離、堆積的固體廢棄物在雨季易引發泥石流和滑坡等地質災害。

2015年河道采砂面積較2008年增長近8.5倍，路邊取土面積增加近10倍，山區內采礦壓占損毀土地面積增加約3倍；2015至2017年，大部分廢棄河道采砂得到恢復治理，其面積較2015年減少近70%，路邊取土和山區內礦山壓占損毀土地面積較2015年變化不大。如圖2所示。

圖2 2008-2017年三類礦山壓占損毀面積變化示意圖

從礦山開發壓占損毀土地與礦山環境恢復治理總面積分析，其變化主要分為兩個階段：一、2008-2015年迅速增長，2011年礦山面積增長為2008年的5倍，至2015年增加為2008年的8倍；二、2015年以后快速恢復治理，2017年礦山損毀壓占土地情況得到緩解，較2015年減少70%，同時礦山環境恢復治理面積增加逾260公頃（受通天河河水上漲和遙感影像質量影響，上述為可監測面積）。如圖3所示。

圖3 2008-2017年礦山壓占損毀土地與環境恢復治理面積變化示意圖

3.2 結果分析

2010年4月，青海省玉樹藏族自治州玉樹市發生6次地震最高震級為7級，主要震中位置為玉樹市結古街道，該地區距通天河沿分區不足十公里，雖然此次地震對通天河生態和地質環境影響不大，但由于玉樹市地理位置相對偏遠，尤其是震后交通不便，附近河道和山區成為重建工作所需砂石粘土等非金屬礦產資源的主要來源[9]，加之地震對當地原有生態、地質和社會生產生活環境破壞嚴重，以及此后一段時間當地相關部門的主要精力均為震后重建，多種因素直接造成2010年后通天河沿分區礦山壓占損毀面積的迅速增長。

青海省作為最早清退自然保護區礦權的省份之一，2015年青海省國土資源廳對《青海省礦產資源總體規劃（2008～2015）》（以下簡稱《規劃》）進行了調整，涉及礦山開采與采礦權設置的變更內容主要包括：一、將原《規劃》中劃為限制勘查區、限制開采區的自然保護區的緩沖區、實驗區劃為禁止勘查區和禁止開采區，即自然保護區全部劃為禁止勘查區、禁止開采區；二、對涉及與自然保護區重疊的勘查規劃區塊、開采規劃區塊進行調整或撤銷；三、對自然保護區已有礦業權進行穩妥有序調整處理。對“規劃”進行調整的同時，青海省相關部門還開展了一系列針對三江源及環青海湖地區廢棄砂石料場的環境恢復治理工程，通天河沿分區內大部分廢棄河道砂場得到土地平整、植被恢復或邊坡治理，至2017年該地區礦山損毀壓占土地情況得到有效緩解。

結語

本次調查結果反映出礦山地質環境與區域重大自然和人為事件具有直接聯系。2010年玉樹地震等自然因素和震后重建所需材料、政府工作精力轉移等人為因素造成了礦山壓占損毀土地面積的迅速增加，隨著國家相關部門政策的調整和政府工作重點的調整，該地區礦山地質環境得到有效控制。未來自然保護區礦山環境保護工作首先應結合當地的生態、地質環境背景，尤其應建立有效的自然災害應急制度，盡量減小負面的自然因素影響，同時完善政策、管理和持續的保護機制，才能使自然保護區內礦山環境得到有效維持和改善。

[1]國務院.《青海三江源自然保護區生態保護和建設總體規劃》.

[2]邵全琴，趙志平，劉紀遠等．近30年來三江源地區土地覆被與宏觀生態變化特征[J]．地理研究，2016,29（8）:1439-1451.

[3]李麗，汪潔，汪勁等．基于高分衛星遙感數據的金屬礦開發現狀及環境問題研究——以江西省德興多金屬礦集區為例[J]．中國地質調查，2016,3（5）：60-66.

[4]薛慶，吳蔚，李名松等．遙感技術在遼寧省礦山環境監測中的應用[J]．中國地質調查，2016,3（5）：54-59.

[5]魏振鐸．通天河流域的森林與灌叢[J]．長江流域與環境，1994（01）:60-65.

[6]靳立亞，秦寧生，毛曉亮．近45年來長江上游通天河徑流量演變特征及其氣候概率預報[J]．氣候與環境研究，2005,10（2）:220-228.

[7]蘇春江，唐邦興．通天河河水的水化學特征[J]．山地研究，1987（03）:143-146.

[8]柴元冰，趙偉華，郭偉杰．通天河及長江源區納污能力與限排總量控制研究[J]．長江科學院院報，2016,33（10）:6-11.

[9]易遙．通天河告急 長江源堪憂[N]．中國環境報，2012-06-08(008).