基于RS和GIS准东荒漠露天煤矿区景观格局变化及生态服务价值分析

发布时间：2018-01-08 10:24

本文关键词：基于RS和GIS准东荒漠露天煤矿区景观格局变化及生态服务价值分析　出处：《新疆大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：煤炭资源的开采和利用在给区域经济发展注入强大动力。但在煤炭资源开采的过程会直接、间接地改变景观格局结构和区域地球化学、生态系统结构要素和动植物区系的本地特征,从而使区域景观格局结构、功能和效应发生不可逆转的变化。因此,深入、系统地研究露天煤矿区景观格局演变及其脆弱性,对于保护区域生态平衡,实现区域土地资源可持续利用和煤炭资源的绿色开采具有重要意义。以我国西北部生态脆弱、敏感矿区-准东矿区为例,以景观生态学、景观脆弱度评价等相关理论为基础,利用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、地统计等技术,系统地研究矿区景观格局的时空演变规律及其脆弱性,并在此基础上对矿区的景观脆弱度进行评价。论文取得一下主要的成果:(1)以Landsat MSS、TM和OLI为数据源,在结合区域土地利用特点和现有分类系统的基础上,构建了准东煤矿区土地利用覆被分类体系。利用支持向量机(SVM)分类方法对研究区5期遥感影像进行土地利用覆被信息提取,结果表明该分类方法具有较高的精度,各年份的分类结果总体在0.82以上。(2)该研究在准东露天矿区1976、1986、1996、2006和2016年5期土地利用解译数据的技术上,通过Fragstates4.2软件支持,基于景观格局指数粒度效应图,确定了准东煤矿区景观格局指数的最优分析粒度为60m.在该粒度下,基于景观类型水平、景观水平区域景观格局演变规进行分析:在景观类型水平上,耕地随时间的变化最为活跃,2006-2016年间,裸地、裸岩地、沙地受煤炭开采等活动的影响,斑块趋于破碎化、连通性降低的趋势。在景观水平上,2006年以后,区域景观格局在煤炭资源的开采的驱动下,景观格局朝破碎化、异质化和连通性降低的趋势发展。(3)利用格网GIS技术,并采用谢高地等(2002)计算ESV的方法,在ArcGIS10.2软件支持下对准东露天煤矿区1976-2016年间生态用地的生态服务价值(ESV)的时空演变进行了计算,并与基于县级行政单元的生态服务价值空间分异格局进行比较。主要结果如下:煤炭资源的开采是导致区域生态服务价值空间异质性变化的主要驱动力。1976-2016年间,研究区的ESV大幅上升,由116.56亿元上升到143.8974亿元,,增加了0.23倍,大量未利用地(裸地、裸岩地和沙地)转化为生态价值系数较高的耕地和草地是其增加的主要原因,采矿地对低值区包围态势;准东露天煤矿区的ESV及其动态演化表现出明显的空间自相关与高低值聚集现象。1976-2016年期间,研究区域生态用地数量呈增加趋势。土地利用的活跃程度在2006-2016年比1976-2006年期间更高。ESV与景观格局演变存在明显的相关性,说明了合理的土地利用开发方式及适当的开发速度将有助于改善生态系统服务,煤炭开采过程要兼顾地类优势,避免地类斑块过度破碎化;1976-2016年间,增幅最大的生态服务功能为原材料生产,增加了95.74%,减幅最大的为水源涵养,减少了69.65%。敏感性分析表明,生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性,研究结果可信。由于该区域处于经济发展阶段,开发中应采取积极地环境保护措施,并提出高土地集约利用度,实现区域生态系统持续向健康型发展。
[Abstract]:Based on the relevant theories of landscape ecology , landscape vulnerability assessment and so on , the paper studies the spatial - temporal evolution of landscape pattern and its vulnerability in the area of quasi - east coal mine . The results show that : ( 1 ) The landscape pattern is most active on the basis of landscape ecology and landscape vulnerability assessment . ( 3 ) Using grid GIS technology , and using Xie highland and so on ( 2002 ) , we calculate the temporal and spatial evolution of eco - service value of eco - land in the east open - pit coal mine area from 1976 to 2016 . The main results are as follows : the exploitation of coal resources is the main driving force which leads to the spatial variation of the value space of eco - service value .

【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P208;P237;P901

【参考文献】