基于非线性动力学模型的矿山土地生态系统恢复力机制

基于非线性动力学模型的矿山土地生态系统恢复力机制

论文摘要

实现近零生态损害的资源开采、国土空间生态的系统修复,恢复力是关键。尽管一些研究直接或者间接地指出了恢复力的重要性,但目前对矿山土地生态系统恢复力机制的理论认识还很缺乏。构建了一个矿山土地生态系统的非线性动力学模型,利用数值模拟方法来揭示恢复力在矿山土地生态系统中的动力学表现和基本性质,以期为矿山区域国土空间的系统修复和保护提供理论依据。研究结果表明:①恢复力是矿山土地生态系统的基本属性,是指在有限强度的扰动后,系统具有回复到平衡点、保持原状态和定性结构的能力;②恢复力产生的原因是系统具有复杂结构,且是自组织的,在面临扰动时表现出自维持能力;③参数变量是决定恢复力大小的重要因素,其阈值空间是测度恢复力的直接指标;④恢复力具有可塑性,调控恢复力的基本途径是恢复力强化和克服,关键技术是对参数变量及其阈值、状态-参数变量间关系进行调控。矿山土地生态系统恢复力是一个客观存在的动力学属性,该属性为采矿前土地生态影响评估、采矿中土地生态系统状态维持、采矿后土地生态系统修复和可持续发展提供了基本依据。恢复力可以作为系统保护和修复的核心准则,恢复力思维则是指导土地复垦与生态修复的核心理论之一。未来需要加强对恢复力测度、调控和建设方法的研究,并在与采矿活动和环境保护的具体工程中大力推进恢复力机制的技术应用和集成。

论文目录

  • 1 非线性动力学模型
  •   1.1 系统架构
  •   1.2 数学模型
  •     1.2.1 基本方程
  •     1.2.2 扰动项引入
  •     1.2.3 稳定性判定
  •     1.2.4 恢复力刻画
  • 2 实验区、模型参数及验证
  •   2.1 区域概况
  •   2.2 模型参数
  •   2.3 模型验证
  • 3 矿山土地生态系统恢复力机制
  •   3.1 恢复力的动力表现
  •     3.1.1 平衡解的吸引性
  •     3.1.2 平衡解的阈值效应
  •   3.2 恢复力的基本性质
  •     3.2.1 恢复力的大小
  •     3.2.2 恢复力的可变性
  • 4 讨 论
  •   4.1 恢复力的测度方法
  •   4.2 恢复力的调控技术
  • 5 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 杨永均,张绍良,侯湖平,陈浮

    关键词: 生态修复,恢复力,动力学,自然恢复,土地生态系统,矿山

    来源: 煤炭学报 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 矿业工程

    单位: 中国矿业大学环境与测绘学院,矿山生态修复教育部工程研究中心

    基金: 国家自然科学基金资助项目(41807515,51874307),中国博士后科学基金资助项目(2018M632426)

    分类号: TD88

    DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.1272

    页码: 3174-3184

    总页数: 11

    文件大小: 448K

    下载量: 273

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