基于生態(tài)風(fēng)險評價的采煤礦區(qū)土地損毀與復(fù)墾過程分析

穆相安

【摘 ?要】近年來，隨著社會發(fā)展對煤炭資源的大量需求，煤炭開采使礦區(qū)土地的損毀面積逐漸擴大，給土地資源和生態(tài)環(huán)境造成了巨大的破壞。本文以山西霍東礦區(qū)為例，通過對該區(qū)的概況介紹，結(jié)合遙感監(jiān)測的數(shù)據(jù)來測定其土地損毀值，分析出礦區(qū)的生態(tài)風(fēng)險值。基于以上數(shù)據(jù)再分析采煤和復(fù)墾過程帶來的生態(tài)風(fēng)險變化。依據(jù)礦區(qū)土地的實際損毀情況，以及復(fù)墾后的土地狀態(tài)，對區(qū)域的生態(tài)風(fēng)險變化進行綜合分析，以期對礦區(qū)土地資源和生態(tài)環(huán)境治理提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)風(fēng)險評價;采煤礦區(qū)土地損毀;復(fù)墾

引言

如今，隨著社會發(fā)展進步，現(xiàn)代化事業(yè)發(fā)展對煤礦資源的需求呈逐年增長的趨勢不斷增強，采煤對土地資源的擾動面積也在不斷擴大，礦區(qū)的生態(tài)風(fēng)險也隨之而不斷增大，因此，人們逐漸開始重視礦區(qū)的生態(tài)風(fēng)險評價，對其研究也在不斷深入，它的定量評價方法已經(jīng)逐漸成為研究我國采煤區(qū)土地損毀和復(fù)墾的重要評價依據(jù)[1]。基于我國的環(huán)境形勢、經(jīng)濟發(fā)展狀況以及生態(tài)保護的體制影響，研究采煤區(qū)的土地損毀情況，以及復(fù)墾過程和復(fù)墾后的土地狀態(tài)，對其他存在潛在生態(tài)風(fēng)險的區(qū)域進行評價，能夠為采煤區(qū)的綜合生態(tài)環(huán)境治理以及未來的區(qū)域發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)合理的依據(jù)。

一、研究區(qū)概況

山西霍東礦區(qū)地處位于山西省中南部的霍山東麓，該區(qū)分屬晉中地區(qū)平遙縣、長治市沁源縣、臨汾地區(qū)古縣、安澤縣管轄。生態(tài)環(huán)境優(yōu)美，山清水秀、天藍地綠、四季分明、氣候溫潤。全區(qū)西起11號煤層露頭，東至勘探區(qū)邊界，北自王和南斷層，南到古縣城南，面積約1200平方公里。區(qū)內(nèi)只有公路與外界相通。該區(qū)地形呈現(xiàn)北高南低的走向溝谷交叉縱橫，地形復(fù)雜，屬于低中山地地貌，水源為奧陶系巖溶水。主要含煤地層有石炭系太原組和二迭系山西組，太原組平均厚度119.91米;含煤9-14層;山西組平均厚度40.38米，含煤3-5層，該區(qū)的煤礦總共有7處，區(qū)內(nèi)有鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦數(shù)量180個左右，礦區(qū)的采煤質(zhì)量持續(xù)穩(wěn)定[2]。

二、數(shù)據(jù)來源

本文主要以2005-2015年的影像資料為數(shù)據(jù)來源，分別是2005年6月16日和2015年9月19日的平臺數(shù)據(jù)。操作平臺選擇ENVI4.8軟件對影像資料進行解析處理，需要得到的信息有大氣輻射校正、影像剪裁等，使用人工目視解譯和計算機自動分類解譯相聯(lián)合的方法對研究區(qū)2005年和2015年的土地損毀平臺數(shù)據(jù)進行研究分析，再結(jié)合已經(jīng)調(diào)查得到的研究區(qū)地形特點，將其按照特點進行分類整理，可劃分為耕地、林地、草地、交通用地、工業(yè)場地或者城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民生活用地等[3]。除此之外，本文還參照了其他煤礦區(qū)土地損毀的遙感影像資料，以此來進一步確認本文數(shù)據(jù)的準確性及可靠性，其他的資料還包括土地的實地考察資料以及實地調(diào)研成果等。

三、礦區(qū)生態(tài)風(fēng)險的評價方法

1、土地損毀累計評價

采煤區(qū)的土地損毀是一個累積的過程，其累積損毀的程度可以表現(xiàn)出不同的損毀土地類型，其損毀的綜合危害程度取決于累積作用。將各類土地損毀的壓力值及風(fēng)險源進行量化處理，換言之即是將風(fēng)險源作用到空間上的某個點，生態(tài)阻力和點積累的土地損毀之間的作用是相反的，即前者數(shù)值越小，后者的危害系數(shù)和生態(tài)風(fēng)險也越高[4]。

2、生態(tài)風(fēng)險脆弱度評價

生態(tài)風(fēng)險的脆弱度評價指標項目包括礦區(qū)土地的濕度指數(shù)、礦區(qū)土地的裸土指數(shù)、礦區(qū)土地的植被覆蓋指數(shù)。對礦區(qū)土地濕度指數(shù)進行評價有利于總結(jié)礦區(qū)土地的濕度變化規(guī)律，能夠為礦區(qū)土地恢復(fù)原貌和植被覆蓋率提供相關(guān)的基礎(chǔ)理論信息;對礦區(qū)土地的裸土指數(shù)的評價是對純裸土指數(shù)和工業(yè)建筑硬化土地指數(shù)的綜合評價;對礦區(qū)土地的植被覆蓋指數(shù)評價是生態(tài)風(fēng)險脆弱度評價的重要組成部分，植被是生態(tài)系統(tǒng)的主體構(gòu)成，評價其覆蓋率可作為評價礦區(qū)生態(tài)風(fēng)險的定量因子[5]。

3、礦區(qū)生態(tài)風(fēng)險評價

為了更加清晰的表述生態(tài)風(fēng)險值的空間分布和土地擾動的變化，需在研究礦區(qū)設(shè)計出兩條剖面線，對不同的區(qū)域生態(tài)風(fēng)險進行評價比較。例如原地貌、工業(yè)場地、露天采區(qū)、已復(fù)墾和未復(fù)墾排土場等。

四、結(jié)果與分析

1、礦區(qū)土地損毀生態(tài)風(fēng)險積累

本文礦區(qū)在研究期內(nèi)，年均土地損毀面積達到265.39hm2，年均復(fù)墾面積達到47.86hm2，由此可見礦區(qū)土地的損毀速度遠高于復(fù)墾速度。從土地擾動類型的年度變化數(shù)據(jù)來分析，在2005年-2015年期間塌陷區(qū)的變化最為顯著，年均變化率達到17.35%，變化率稍低的即是剝離區(qū)，其年均變化率僅比塌陷區(qū)低1.31%，為16.04%。

2、生態(tài)風(fēng)險脆弱度指標分析

在研究期內(nèi)，礦區(qū)的耕地、林地和草地的面積大量縮減，基本都變成了剝離區(qū)、露天采坑和排土場等土地類型，基于此生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)的功能減弱。并且由于對采煤土地進行治理恢復(fù)時，基本都是選擇優(yōu)先恢復(fù)林草地，故而研究礦區(qū)內(nèi)耕地面積被大幅銳減。根據(jù)研究期間的觀察來看，礦區(qū)內(nèi)的林草地恢復(fù)率與損毀率基本維持平衡狀態(tài)[6]。隨著區(qū)內(nèi)排土面積的增加，土壤侵蝕的強度也在不斷增強，其面積也在不斷延伸。

五、結(jié)論

十年以來，通過對損毀土地進行復(fù)墾及生態(tài)重建，已復(fù)墾的土地生態(tài)風(fēng)險值已經(jīng)大幅降低，對生態(tài)系統(tǒng)的治理，區(qū)內(nèi)的裸土面積也已基本被植被覆蓋，礦區(qū)內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)也逐漸趨于穩(wěn)定，盡管這個過程中采煤工作仍在進行，但隨著復(fù)墾措施和生態(tài)重建措施的開展，其生態(tài)風(fēng)險值始終維持在可控的范圍內(nèi)。

參考文獻：

[1]李恒凱，雷軍，吳嬌.基于多源時序NDVI的稀土礦區(qū)土地毀損與恢復(fù)過程分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2018，34（1）：232-238.

[2]李芹，李恒凱，楊柳，等.離子稀土開采擾動下的礦區(qū)荒漠化遙感監(jiān)測分析——以嶺北礦區(qū)為例[J].有色金屬科學(xué)與工程，2017，8（3）：114-120.

[3]李恒凱，吳立新，熊云飛，等.基于RUSLE模型的離子稀土礦區(qū)土壤侵蝕時空演變分析-以嶺北礦區(qū)為例[J].稀土，2016，27（4）：35-44.

[4]景峰，張紅麗，姜富華，等.采煤沉陷區(qū)土地利用變化及綜合利用對策——以淮南潘謝礦區(qū)為例[J].山西水利科技，2016，15（3）：120-122.

[5]肖武，李素萃，王錚，等.高潛水位煤礦區(qū)生態(tài)風(fēng)險識別與評價[J].生態(tài)學(xué)報，2016，36（17）：5611-5619.

[6]徐嘉興，李鋼，余嘉琦，等.煤炭開采對礦區(qū)土地利用景觀格局變化的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33（23）：252-258.

（作者單位：山西鄉(xiāng)寧焦煤集團毛則渠煤炭有限公司）