矿区土地复垦与生态重建信息系统的实现——以平朔露天矿区为例

矿区土地复垦与生态重建信息系统的实现——以平朔露天矿区为例

师华定[1]2004年在《矿区土地复垦与生态重建信息系统的实现》文中提出大型露天煤矿土地复垦与生态重建研究中处理的数据类型多、信息量大、数据属性及拓扑关系复杂、信息时空变化大,涉及到大量的结构化和非结构化问题。本文以平朔露天矿区为例,根据土地复垦和生态重建工程的特点及其科学研究对数据科学管理的需求,采用Microsoft SQL Server 2000 和VB6.0语言,构建了露天矿区土地复垦与生态重建信息系统。完成了该系统的总体设计、数据库设计和技术要点,实现数据的高效应用和共享,为露天矿区土地复垦与生态重建科学决策、试验示范和推广应用提供必备的条件,同时也为露天矿区土地复垦与生态重建工作进一步应用地理信息系统(GIS)、专家系统(ES)等打下基础。研究内容包括以下两个方面:1. 建立了C/S 模式的土地复垦与生态重建信息系统。该系统包括复垦管理、课题管理、文档管理、汇报演示、试验管理等模块和土地复垦数据库、科学研究数据库、文档资料数据库、多媒体资料数据库、其他资料及自由表等。其中复垦管理模块和土地复垦数据库是该系统的重点。可以通过用户界面对有关信息进行浏览、查询、输入、输出、分析预测以及信息传输,实现了土地复垦与生态重建研究的信息化和科学化。2.建立了露天矿区土地复垦数据库,由涉及土地破坏、地貌重塑、土壤重构、植被重建、社会经济、土地利用等200 余条信息构成。实现了土地复垦与生态重建研究数据的物理独立性和逻辑独立性,为在土地复垦数据库基础上实现的管理信息系统(MIS)、地理信息系统(GIS)、专家系统(ES)等创造了必备的条件。

崔艳[2]2009年在《生态脆弱矿区土地利用调控机制与对策》文中进行了进一步梳理我国主要聚煤区多分布在生态脆弱区,该区域范围内的煤炭开采,必然造成该区生态系统的退化,此退化多为非人工干扰难以自然恢复的极度退化状态,故对该区进行土地利用全程调控具有重要意义。矿区土地利用调控机制是基于生态学机理上的对矿区土地生态系统进行功能与结构调节控制的过程,其目标是生态目标、经济目标与社会目标的合理配置。矿区土地利用调控的可行性前提是土地利用与生态环境的关联性以及土地生态系统服务功能的可选择性,其现实基础是矿区“建设用地”的多用途性。调控机制是技术调控机制与社会经济调控机制的有机耦合。从调控阶段角度,划分为前馈调控、过程调控与土地再利用调控。从调控手段角度,前馈调控为发生于采矿前的土地复垦规划调控,过程调控是土地复垦过程中通过人工诱导重建生态系统并促进重建生态系统的正向加速演替;从调控对象角度,前馈调控对象主要为未破坏与已破坏待复垦土地、过程调控与生态产业调控对象主要为已破坏待复垦或已复垦土地,叁阶段调控的有效衔接构成土地利用全程调控,是实现矿区土地可持续发展的重要保障,且衔接的关键在于社会经济调控机制。选择我国典型生态脆弱矿区——黄土高原矿区、草原矿区与荒漠戈壁矿区,对矿产资源开采过程及土地复垦过程中出现的土地利用问题进行分析,在总结前人经验的基础上分别提出针对性的土地利用调控关键技术。对于社会经济调控机制中的关键因素——制度与资金分别进行分析,指出大型露天矿区可以探索性的采取租地制度取得可恢复排土场地域的土地临时支配权;在土地复垦与土地整理区别分析的基础上,对新建或改扩建矿区土地复垦费用构成进行分析;并对具有约束与激励双重机制的“共管帐户”的计提管用进行分析。对土地利用调控中的已有生态标志进行分析的基础上,分析了既能反映复垦土地质量,又对重建植被具有重要指示意义的土地利用调控生态标志——大型土壤动物,并以平朔矿区为例,通过实证研究,将其标志结果与已有标志进行对比,论证了其可行性。认为生态脆弱矿区土地利用调控标志应该是包含土壤、植物、动物的综合体在内的一系列可测度值。最后,以山西省平朔矿区为例,对自然生态系统——退化生态系统——恢复生态系统空间耦合而成的干扰区进行分区基础上的调控对策;对待破坏待复垦的东露天煤矿进行土地复垦规划案例分析。

陈思[3]2014年在《露井复域分布区土地利用格局演变及差异化管理对策》文中研究指明土地是人类生存与发展的物质承担者,土地利用格局直接或者间接地反应人类的生产生活活动。矿区土地作为一种特殊用地环境,其土地利用具有一般规律性与自身典型性。地下的煤炭大量采出,原始土地利用类型被打破、自然景观支离破碎,景观面貌发生较大变化,并且随着土地损毁、土地复垦的不断交叉进行,土地利用结构及其景观格局体现出交错复杂的演变方向。特别是在露井复域分布矿区,矿产资源开采会导致更加复杂的影响。本文首先对露井复域分布区进行概念界定,并在区域划分上将平朔矿区划分为露天开采区、井工开采区分别作为研究对象。随后,综合采用实地调研、遥感解译、历史类比与趋势外推相结合等方法,从中观尺度上分析采矿生产活动对矿区土地利用及其景观格局的影响,并重点分析矿区典型地类的动态变化和特征。接下来,从区域整体水平上,采用土地综合利用指数、景观水平指数对比分析,得出其格局分布变化的异同并分析原因。最后,对未来矿区土地利用和损毁情况进行预测,并提出露井复域分布区土地利用的差异化管理对策。研究结果表明:(1)两个区域的土地利用结构变化表现出明显的趋同性,同时在局部因素上也体现出明显差异性。土地利用程度综合指数变化趋势高度一致,但在变化幅度上露采区略高于井采区。从具体地类变化情况来看,最显着的差异是采矿用地和居民点变化趋势。(2)各景观指数在两个研究区之间则表现出了显着的异同。差异最大的是景观分维数,两者表现出截然不同的变化方向,但最终呈现趋同趋势。总的来说,各景观类型的分布呈现出并列分布趋势,聚集度提高。景观的多样性和均匀度也有所提高。这表明,矿区复垦利用在向着合理化方向、符合生态布局要求的方向发展。(3)对露井复域分布区的区域差异化管理利用,主要提出以下几点:从补偿对象、补偿方式、补偿标准几方面着手,建立起差异化生态补偿制度;因地制宜划分生态功能分区,在六个一级生态区基础上划分二级生态区;从调整农林牧结构比例和建立现代化管理制度入手,建立起现代化生态农业格局;集约节约用地,促进资源间循环利用,合理优化采矿用地;以减少搬迁、城镇化发展、方便生产生活为原则,提出矿区居民点搬迁安置方案。

师华定, 王立, 白中科, 赵景逵[4]2003年在《矿区土地复垦与生态重建信息管理系统的设计与开发——以平朔露天矿区为例》文中研究表明以平朔露天矿区为例 ,根据土地复垦和生态重建工程的特点及其科学研究对数据科学管理的需求 ,采用MicrosoftSQLServer2000和VB6.0语言 ,构建露天矿区土地复垦与生态重建信息管理系统。介绍了该系统的总体设计、数据库设计和技术要点 ,实现数据的高效应用和共享 ,为露天矿区土地复垦与生态重建科学决策、试验示范和推广应用提供必备的条件

周伟[5]2007年在《平朔露天矿区陆面演变及优化控制研究》文中提出矿区陆面演变研究是合理开发矿产资源、优化人居环境、缓解人地矛盾和实现矿区可持续发展的基础。本文以黄土高原生态脆弱区平朔露天煤矿区为研究对象,以遥感技术、全球定位技术获取的空间数据为基础,在GIS技术支持下,对平朔矿区1986-2005年期间陆面演变过程进行模拟、定性和定量分析,并提出矿区陆面演化调控和生态重建优化的措施。本文的主要研究内容包括:1.在系统总结国内外土地利用/覆盖分类体系及分类成果的基础上,结合平朔矿区原地貌土地利用特征,露天开采工程土地破坏强度大、涉及面广和利用水平不同特点,土地复垦和生态重建过程植被结构演替快、植被配置模式多样和土地用途转移复杂的实际情况,对平朔矿区的土地利用/覆盖体系进行了实用性分类。一级类型划分为未扰动土地、正在扰动土地和复垦土地叁类,在一级分类的基础上,根据内部土地利用特点细化了二级分类。这一分类体系与前人在矿区土地利用/覆盖分类体系相比较,增加了复垦土地类型。2.在“采剥-排弃-造地-复垦”模式下,安太堡、安家岭和东露天叁大露天矿在1986-2005年土地利用/覆盖变化表现为:(1)土地利用利用结构由未扰动土地向未扰动土地+正在扰动土地变化,2005年为未扰动土地、正在扰动土地和复垦土地并存的利用结构;(2)不同土地利用类型的数量变化大。未扰动土地面积由1986年的36601.0 hm~2减少为2005年的33379.51 hm~2,年均减少161.07 hm~2。正在扰动的土地面积由1986年的911.25 hm~2增加到2005年的3206.36 hm~2。复垦土地面积由1986年的0 hm~2增加到2005年的926.46 hm2;(3)在空间演变上明显受到开采顺序和开采工艺的影响,呈梯度推移的空间变化形式,复垦土地的空间范围逐渐扩大,未扰动土地空间范围逐步缩小。3.基于DEM的数字地形分析,对矿区原地貌和人工堆垫地貌进行了对比分析,结果表明:(1)人工堆垫的地貌形成后,海拔高增加了30~100 m左右;(2)人工堆垫地貌形成新的边坡-平台状地貌,坡度小于6°的土地面积比原地貌同类坡度的土地面积增加326.59 hm~2。坡度较大于15°的坡地面积比原地貌同类坡度面积增加502.15 hm~2;(3)原地貌坡向变化不明显,人工堆垫地貌为平台与边坡相间的大型阶梯状地貌,阳坡、阴坡、半阳坡、半阴坡及全坡变化十分明显,人工堆垫地貌阴坡、半阴坡的面积与原地貌像比较增加了188.13 hm~2,而阳坡地面积减少152.88 hm~2;(4)人工堆垫地貌地表水系发生了改变,水系由原来的树枝状改变为环状水系或放射状或格状水系。4.基于矿区土地利用/覆盖变化和地形地貌的演化特征,在定性、定量分析和评价的基础上提出了对矿区陆面演变调控和生态重建优化措施,包括基于稳定、节地和防止水土流失的地貌重塑措施;复垦土地适宜性评价、基于土地利用结构优化、土地利用空间布局优化和土地权属优化在内的矿区土地复垦优化措施;提出了矿区陆面演变与生态重建优化决策支持系统建设的基本框架。

苏尚军[6]2012年在《工矿区土地复垦与生态重建管理信息系统的研究与开发》文中进行了进一步梳理土地复垦和生态重建技术是应对工矿区由资源开采引发的土地资源浪费和生态环境破坏的重要途径之一。而工矿区土地复垦与生态重建管理信息系统的研究与开发,旨在通过“3S”技术高效的空间分析功能,使工矿区土地复垦与生态重建过程实现系统化、定量化、可视化管理,从而提高工矿区土地复垦与生态重建的能力与效率。本文分析总结了近20年来国内外的工矿区土地复垦信息化管理的研发状况,明确了工矿区土地复垦管理信息系统的研发应紧密结合我国土地复垦技术规范及管理体制机制,尽可能使得系统更加智能化、便捷化,从而为今后工矿区土地复垦与生态重建提供数据支撑、技术支持和科学依据。本文立足平朔矿区采煤过程中引发的一系列土地损毁情况,来进行土地复垦与生态重建管理信息系统研发与跟踪评估技术研究。本文的具体研究方法为运用GIS空间数据分析和管理手段,通过ARCGIS二次开发进行工矿区损毁土地复垦与生态重建管理信息系统的研究和开发,重点构建工矿区土地损毁程度确定、适宜性评价、复垦模式选择,以及土地复垦与生态重建效果评估专题分析模块。本文研究内容有:(1)以平朔矿区太西首采区为研究对象,使用MSPS《矿山开采沉陷预计系统》软件进行了塌陷预测,并结合MMSPS《山区煤矿开采地表移动变形预计系统》软件并分析了这两种模型的优劣,以及塌陷预测软件与塌陷预测成果分析处理专题模块的关系;(2)借助GIS的空间分析和二次开发功能,进行工矿区损毁土地复垦与生态重建管理信息系统的开发和研究,构建了工矿区土地损毁程度确定、适宜性评价、复垦模式选择,以及土地复垦与生态重建效果跟踪评估的信息化管理和监控专题模块。(3)在系统构建中,着重构建了按照层次分析法,基于不同自然区划、土地损毁方式、复垦单元、土地利用斑块四个层次下工矿区土地复垦措施的选择和决策方法;(4)以平朔矿区为例,对工矿区上地复垦与生态重建管理信息系统四个专题功能模块进行了实例验证。包括平朔矿区太西首采区的土地塌陷成果分析处理、土地适宜性评价,平朔矿区的复垦模式决策,平朔矿区1990、2000和2010年土地利用结构变化研究;平朔矿区1990、2000和2010年基于NDVI的第一性生产力模型(NPP)生态重建效果评价研究;本研究在构建工矿区土地复垦与生态重建管理信息系统的同时,以平朔矿区为例,针对不同类型的土地损毁问题,利用GIS的空间分析和管理功能,进行典型矿区土地复垦与生态重建信息化管理具体验证,对小尺度工矿区的推广应用具有较强的代表性。本系统不仅包括了不同的损毁类型下的土地复垦与生态恢复模式,而且就其中一些关键问题的解决进行了研究和改进,使其更加适应于软件的开发和应用。另外本系统紧密结合当前国土部门的管理要求,具有较强的实用性。

白中科, 郧文聚[7]2008年在《矿区土地复垦与复垦土地的再利用——以平朔矿区为例》文中研究表明系统分析了1986—2008年平朔矿区土地复垦与复垦土地再利用的研究经历,包括在中美合资、国家"八五"、"九五"、"十一五"科技攻关和科技支撑计划项目、国家自然科学基金项目、教育部重点和重大项目培育基金项目以及土地资源可持续续利用产学研基地项目不同阶段的研究内容及侧重点;从规划设计、资金运行、产、学、研、复垦技术、实施效果等方面总结了平朔矿区土地复垦工程的特色和经验;从复垦土地资源可持续利用、矿区居民搬迁安置、矿区失地农民再就业和构建和谐矿区角度,提出了矿区土地复垦与复垦土地再利用急需研究的问题。

周孝[8]2005年在《黄土区大型露天煤矿土地利用/覆盖变化研究》文中认为黄土区大型露天矿区是一种人工剧烈扰动区域,伴随着矿业开采的进行,对原生态系统的人工扰动相当剧烈,土地利用/覆盖变化和景观格局变化十分显着,形成了独特的矿区土地利用/覆盖变化格局和景观格局。在矿区土地复垦和生态重建过程中,开展土地利用/覆盖变化研究,对矿区的生态安全、土地资源再利用和可持续发展具有重要的作用。 本研究以我国地处黄土高原区的平朔露天煤矿为例,对土地利用/覆盖变化和景观格局进行分析和评价。在对矿区土地利用/覆盖变化和景观要素调查分析的基础上,基于MapGIS地理信息系统,运用土地利用/覆盖变化和景观生态学原理,探讨土地利用/覆盖变化分类、揭示土地利用/覆盖变化的区域影响机制、描述平朔矿区的土地利用/覆盖变化变化过程和进行模拟,同时研究平朔矿区的景观特征,结果表明: (1) 土地利用/覆盖变化类型可从不同角度划分为不同类型,但结合矿区实际,为了很好地体现矿区土地利用类型的动态性与特殊性,参考多种土地利用和土地覆盖分类,按照矿区土地的破坏情况将矿区的土地利用类型划分为:挖损地、占用地、压占地和未干扰用地(原地貌)。又将未干扰用地分为:旱地、灌木林地、疏林地、未成林造林地、迹地、城镇混合住宅用地、工业用地、公路用地、荒草地、裸土地、其他未利用土地11个类型。 (2) 研究通过流量百分比和多度指数来揭示矿区土地利用/覆盖变化的驱动力。结果显示出原有土地利用类型按比例大小顺次转变为灌木林地、工业用地和裸土地,而且发生地类变化最多的斑块都为转向裸土地、灌木林地和工业用地。借此,分析出了安太堡矿区土地利用/覆盖变化的外在驱动力为国家的法规政策、复垦的资金投资、土地的产权结构、复垦的技术手段、从事农业生产的人口数、地面的扰动速度等;其外部驱动力为复垦的时间、地形的坡度、土体的容重、土壤有机质含量等要素。 (3) 大型露天矿区土地利用/覆盖变化过程包括:土地挖损、土地压占和土地占用。转移矩阵分析出,20年来只有7种土地利用类型没有发生变化,其它地类都发生着类

白中科, 赵景逵, 王治国, 李晋川, 卢崇恩[9]2003年在《黄土高原大型露天采煤废弃地复垦与生态重建——以平朔露天矿区为例(1986~2001)》文中提出平朔安太堡露天煤矿是目前我国最大、世界上少有的超大型煤矿,也是我国,乃至世界上典型的生态脆弱区。本文提供了平朔露天煤矿进行土地复垦与生态重建试验示范区概况,研究内容的侧重点及其转变过程,主要研究结果,主要理论、方法和技术创新点,研究成果推广应用前景,以及需要进一步研究的内容。

孙琦[10]2017年在《煤矿区生态风险演化过程及防控机制研究》文中研究指明我国正处于经济社会发展的重要战略期,同时又备受资源环境的约束。煤矿作为重要的能源矿产,广泛分布于我国生态脆弱地区,采矿对环境造成巨大扰动,导致区域生态系统的退化。因此,有必要理清矿区生态风险发生、发展规律,研究新常态下矿区生态风险防控机制。本文采用野外调查、走访座谈、遥感技术、空间分析、统计分析和定性定量相结合等方法对煤矿区自然—社会生态系统潜在风险表征进行归纳总结,以平朔矿区为例对土地损毁和复垦过程的生态系统时空特征进行分类并评估分析生态风险变化,构建防控机制。得出的主要结论如下:(1)矿区生态风险的发生、发展与人类活动造成的土地扰动有关,其具有自然生态风险和社会生态风险的复合特性。受外部和内部两种作用力影响,全球环境变化、经济发展政策等宏观因子和矿业生产活动方式及管理措施等,矿区生态风险类型可分为原生型、利益导向型和管理无效型。从自然环境分异区划和开采扰动两方面将全国煤炭聚集区划分为9个生态风险区,反映宏观空间下煤炭聚集区的生态风险分异特征。(2)借助遥感方法和GIS空间分析方法,对平朔矿区1987-2015年采矿扰动区的NDVI指数变化进行特征分类,可知研究区内有、无植被覆盖的区域的比值因开采和复垦进度不同呈现阶段性波动。矿业开采造成地表无植被覆盖持续时长平均为11 a,植被恢复工程所需时间受前期排土场排土工艺和管理水平的影响,与复垦工作开始的早晚关系较小,植被恢复至原地貌水平的平均值为5.6 a。(3)矿区生态风险的动态变化与矿区开采速度、土地损毁面积大小、开采过程科学性和土地复垦措施密切相关。选取2001年和2010年两期数据,从土地损毁累积影响和生态脆弱度两方面构建评价模型得出矿区生态风险值。2010年土地损毁的累积影响范围比2001年增长了7095.17hm2;但随着矿区扰动区域的东移,采矿对研究区西部的影响在减弱;2001年处于中等风险及以下的区域占比为0.02%,到2010年增加为16.77%;基于OWA方法设置情景偏好,绘制“忽视”、“正常”和“重视”叁类风险情景下的矿区生态风险图。(4)分析矿区扰动下的周边居民点农民生产生活方式的演变特征,构建压力-状态-驱动-响应模型揭示矿区“矿-地-人”困境的驱动力和管理路径。矿业开采是导致区域生产、生活和生态环境恶化最直接的影响因素,而政府管理的缺失以及教育资源整合是造成村庄败落的重要原因。(5)矿区是一个由自然生态系统和社会生态系统共同作用的复合生态系统,本文从防范、监控和协调叁个方面,针对不同的利益相关者、不同尺度和不同的层次构建矿区生态风险防控机制。

参考文献:

[1]. 矿区土地复垦与生态重建信息系统的实现[D]. 师华定. 山西农业大学. 2004

[2]. 生态脆弱矿区土地利用调控机制与对策[D]. 崔艳. 中国地质大学(北京). 2009

[3]. 露井复域分布区土地利用格局演变及差异化管理对策[D]. 陈思. 中国地质大学(北京). 2014

[4]. 矿区土地复垦与生态重建信息管理系统的设计与开发——以平朔露天矿区为例[J]. 师华定, 王立, 白中科, 赵景逵. 能源环境保护. 2003

[5]. 平朔露天矿区陆面演变及优化控制研究[D]. 周伟. 中国地质大学(北京). 2007

[6]. 工矿区土地复垦与生态重建管理信息系统的研究与开发[D]. 苏尚军. 山西大学. 2012

[7]. 矿区土地复垦与复垦土地的再利用——以平朔矿区为例[J]. 白中科, 郧文聚. 资源与产业. 2008

[8]. 黄土区大型露天煤矿土地利用/覆盖变化研究[D]. 周孝. 山西农业大学. 2005

[9]. 黄土高原大型露天采煤废弃地复垦与生态重建——以平朔露天矿区为例(1986~2001)[J]. 白中科, 赵景逵, 王治国, 李晋川, 卢崇恩. 能源环境保护. 2003

[10]. 煤矿区生态风险演化过程及防控机制研究[D]. 孙琦. 中国地质大学(北京). 2017

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