The impact of high-intensity coal mining on water resources has drastically affected the local environment in the Yushenfu mining area, Northwest China. Many studies have ascertained that coal mining has caused reduction of the phreatic water level and vegetation death, which has deteriorated the fragile arid and semiarid ecosystems. However, at Jinjitan coal mine, it has been observed that the phreatic water level rose due to coal mining, which has been beneficial for the local ecology, especially the vegetation. In this study, the variation of the phreatic water table and its ecological effects were investigated by in-situ tests and remote sensing. The results suggest that the recovery of the permeability of the loess aquitard controls the vertical leakage of phreatic water, whereas horizontal recharge is controlled by land subsidence. An ecological impact evaluation, using the normalized difference vegetation index (NDVI), demonstrates that the vegetation is being gradually improved. Compared to a small improvement of ~9.7% in the unexploited area, a?~23.3% improvement occurred in the exploited area where low-density shrubs transformed to high-density shrubs and herbs. Emergence of phreatic water at the land surface in low-lying areas of the working faces may induce the formation of an oasis and wetland system in arid and semiarid areas. These findings could change the conventional negative impression around mining and improve ecological restoration practices.
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煤炭开采是一种具有大规模高强度性质的生态扰动行为,会产生区域地表压占与损毁、植被破坏等生态扰动和环境污染问题。西北干旱荒漠区气候干旱,植被稀疏,生态环境本身极其脆弱,宁东矿区是典型的干旱荒漠煤炭开发区,有重要的研究价值。本文选择宁东矿区以及与矿区自然条件相近的自然植被参照区作为研究对象,收集2008—2019年共276期MODIS归一化植被指数(normalized vegetation index,NDVI)长时间序列遥感数据,通过STL时间序列分解、函数主成分分析(function principal component analysis,FPCA)、像元二分模型植被覆盖度计算等方法,从时间维度上分析了矿区周边区域和参照区NDVI均值在研究期内的总体变化趋势,发现随着开采过程的持续,相比自然参照区植被而言,矿区周边植被生长受到了明显胁迫;从空间维度上分析了不同距离缓冲区NDVI数据的相关性特征,在此基础上通过函数主成分分析得到第一主成分函数,确定矿区生态影响范围边界在7 km左右;本研究还在像元尺度分析了植被覆盖度的变化情况,按照变化的程度进行了分级统计分析,发现矿区周边区域虽然NDVI均值总体长期趋势相对稳定,但植被中度和重度退化区域面积明显增加。 相似文献
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地表温度是描述陆表过程和反映地表特征的重要参数。研究矿区地表温度的时空演变特征,对于理解煤矿开采活动对矿区生态环境的影响具有重要意义。淮南矿区是我国东部典型的高潜水位煤矿区,为了探究该区域地表温度的时空异质性与开采扰动的关系,利用2008—2018年5期Landsat影像进行地表温度的反演和下垫面信息提取,结合热力景观格局指数和城市热岛比例指数的计算,分析近十年来淮南矿区地表热环境的时空演变特征。结果表明:淮南矿区地表温度分布格局及其变化与下垫面结构及其变化密切相关。2008—2018年间,淮南矿区地表温度总体以中温区为主,其次是次低温和次高温区,高温区和低温区面积及其占比相对较低。由于城镇和矿井建设,以及煤矿开采产生的煤矸石堆积和开采沉陷积水,建设用地和水域面积不断增加,植被面积不断减少,相应的低温区、次高温和高温区增长,中温和次低温区减少,总体上城市热岛比例指数不断增加,热岛效应不断加剧;低温区斑块破碎度和复杂度不断减小,优势度不断增大。其他温度级斑块破碎度和复杂度,景观团聚程度和连通性,多样性和均匀度变化分为2008—2013、2013—2015和2015—2018三个阶段,其中2013—2015年人类干扰强度较大,斑块破碎度和复杂度增大,景观团聚程度和连通性,多样性和均匀度减小。研究成果为淮南矿区生态环境的恢复治理和城市产业规划提供了科学依据。 相似文献
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陕北煤矿区是我国重要的产煤基地,煤炭大量开采后会引起地表沉陷和景观扰动。以陕北柠条塔矿沉陷区为例,针对该区域内黄土丘陵地貌特征,通过室内统计分析、现场调研、定性定量相结合等方法综合分析地表景观存在的问题,并进行景观模式规划设计与布局,为此地貌类型中地下开采矿区景观规划提供借鉴。结果发现,地上景观存在4个问题:自然景观碎片化,生态环境缺乏整体布局;煤炭地下开采动态化,地上景观规划缺乏联动机制;土地资源利用低效化,景观生态?产业经济缺乏有机链接;环境土质干旱瘠薄化,景观再造与技术支持缺乏联系。针对这些问题构建坡度坡向分级为基础的区划规划模式,“三期两带”的时空规划模式,以复合种植模式为主的植物组合规划模式,以微生物菌肥、无人机飞播、矿井水再利用为主的技术规划模式,并进行了生态–经济–社会的综合效益分析,为煤矿区的后续生存发展、生态经济的升级转型奠定基础。 相似文献
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河北蔚县是我国华北地区最大的地下采煤区之一，该地区长期存在采矿塌陷灾害，不仅威胁采矿安全，而且严重破坏当地生态环境。本文基于合成孔径雷达干涉（InSAR）这一新型空间对地观测技术，采用61景Sentinel-1A/B干涉宽幅（Interferometric Wide swath，IW）模式数据进行矿区形变观测，获取整个矿区在2017—2018年间的地表形变空间分布特征，并对矿区地表的沉降量级及面积进行详细的统计分析。此外，采用融合多轨道SAR数据的多维形变时序估计方法，对西细庄矿数据进行东西向和垂向的二维形变分解，获取该矿的二维形变时间序列。结果表明:除南留庄井田外，其余三大井田在监测期间均存在不同程度的地面沉陷灾害；整个矿区年沉陷速率超过-10 cm/a的区域达到了2.16 km2；受成像几何影响，不同轨道数据获取的形变结果存在一定差异；西细庄矿以垂向形变为主，伴随明显的东西向水平形变。研究结果为蔚县矿区地面沉陷监测与煤矿安全开采提供数据参考。 相似文献
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格尔木河流域植被指数时空分布及其影响因素研究 总被引：2，自引：0，他引：2
格尔木河流域气候干旱少雨,生态环境较脆弱,植被动态对其生态环境保护具有重要意义。基于连续序列的MODIS NDVI数据,分析了格尔木河流域植被指数时空分布及其影响因素。结果表明:研究区NDVI平均值总体较小,主要在0.10～0.12间波动,但呈增大趋势。区内植被改善区分布在格尔木市东、西两侧,基本不变区为荒漠地区,植被退化区分布在北部盐湖区。区内裸土的面积逐渐减小,低覆盖率和高覆盖率植被的面积逐渐增加。研究区植被生长与气象、土壤水分和地下水位埋深都有关系。气温与植被指数相关关系较好,相关系数为0.822,而降水对植被的生长也有一定的作用。植被指数与表观热惯量是正相关关系,相关系数为0.979。区内植被的地下水位埋深范围为0～12 m,在水位埋深约为6.5 m的地方,植被长势最好。 相似文献
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承德是京津冀地区重要的水源涵养区和防风固沙区，是京津冀生态环境支撑区的重要组成部分，其植被状况将直接影响着区域生态环境质量的改善。基于MOD13Q1时间序列NDVI资料，利用线性回归分析法、像元二分法、稳定性分析法等测度承德市全域2000—2018年植被覆盖时空演变特征，并分析气候、地形等因素对植被覆盖的影响。结果表明:（1）承德市全域植被状况年际变化总体发生了改善，植被生长季夏季的NDVI值最高，月度变化中7月份NDVI值最大，多年均值达到0.775 2。（2）植被年际变化趋势显著性存在空间差异，植被指数极显著增加区域面积最大，占比59.08%，而极显著减少和显著减少的区域面积较小，分别占全域的0.76%和0.58%，主要分布在承德市中部、南部等地区。（3）承德市各区县植被覆盖状况均以较高覆盖度为主，面积达到45 585.69 km2。在多年植被覆盖度稳定性格局中，西北部波动较大，其余大部分地区稳定性好，波动较低。（4）承德市NDVI受5—7月份降水量和月均温的影响较大，植被的长势可能受到了前期气象条件的滞后效应影响。地形特征对承德全域植被覆盖状况也有一定的影响，总体来看承德市地势低平地区的NDVI值相对较低。研究结果可为承德市加强重要区域生态保护、优化国土空间开发格局和科学制定生态修复措施提供参考。 相似文献
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山东省济宁市煤矿矿集区地面沉陷现状遥感调查 总被引：1，自引：0，他引：1
山东省济宁地区煤矿资源丰富,但煤矿资源的开采利用造成了严重的地面沉陷。本文旨在调查济宁市煤矿矿集区地面沉陷的现状。在调查过程中主要采用最新获取的GeoEye-1高空间分辨率遥感影像,并结合历史资料分析研究区内地面沉陷造成的危害。通过遥感调查发现研究区内有地面沉陷积水坑47个,积水面积达2828hm2。地面沉陷已造成了20个村庄的搬迁,破坏土地约2667hm2,严重影响了当地人民的生活。本文使用遥感手段开展地面沉陷调查工作,充分反映了研究区地面沉陷灾害的实际情况,也充分体现了遥感技术快速、宏观的特点。 相似文献
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重建植被在能量交换与生态循环中发挥着重要作用,其动态变化可表征煤矿区生态系统受扰动和修复的广泛细节。从植被的不同扰动状态(未扰动状态、采煤扰动状态、复垦恢复状态和修复后状态)出发,分析了煤矿区重建植被演替的6种情景:高效恢复至成熟型、低效恢复至成熟型、高效恢复而后退化型、高效恢复发展型、低效恢复发展型与无效恢复型。通过模拟重建植被发展的阶段性特征,将煤矿区土地复垦全生命周期划分为:未复垦期、土地复垦发展期(复垦初期、快速发展期和稳定发展期)和成熟期。再对不同恢复阶段的重建植被分别设置判断标准,提出煤矿区土地复垦关键保护区域的识别思路,据此确立煤矿区土地复垦管控的4种修正模式:生态保育、生态管护、生态修复、生态重建。并以黄土高原山西平朔大型露天煤矿区为研究区开展应用分析,在学习掌握重建植被发展规律基础上,通过判断土地复垦模式与矿区生态系统演变机理的适应性水平,具体落实平朔露天煤矿复垦排土场集群区生态保育、生态管护、生态修复和生态重建等4大修正模式的具体管控措施。本研究归纳了露天煤矿区重建植被动态发展的演替规律,并据此提出加强土地复垦管控的修正模式,可为国家绿色矿山建设提供方法论基础。 相似文献
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矿山经过多年开采,地下形成采空区,造成地面沉降,开展绿色发展、生态修复工作刻不容缓. 冀中邢东煤矿由于长期开采,造成不同程度地面塌陷,不适于人类长期居住和农业耕作,邢台市经研究决定在采煤塌陷区建设中央生态公园——邢台园博园. 基于此,通过收集分析研究区内的地震、电法等物探资料,确定煤矿煤层赋存形态、采空区范围及富水情况,指导地面进行生态公园选址;利用遥感技术监测矿山生态修复进度. 研究表明:在矿区开展地震、电法工作查明煤矿开采生产情况,对科学规划地面矿区生态修复工作具有指导意义;利用遥感技术实时动态监测矿山生态修复进程,可为生态环境修复提供数据基础,对治理前后生态环境变化对比分析及效果评价提供影像资料. 相似文献
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本文以济宁典型采煤塌陷地区为研究区域,首先基于1985~2018年Landsat系列遥感影像,利用动态时间规整算法获取本区域典型扰动轨迹特征,然后利用Python决策树分类算法对区域内像元扰动类型和扰动时间进行聚类和识别,从而揭示采矿活动对本区域土地的扰动类型和扰动时间的数量结构、空间分布特征。结果表明：1985~2018年间,研究区范围内存在扰动的像元数量为48517个,面积约4367 km2,占研究区总面积的62.30%,其中扰动最多的年份主要集中在1994~2007年,累计扰动的像元量为35724个,占所有扰动像元的73.78%。1998年扰动像元数量在监测期内最多,像元数为8868个,占所有扰动像元的18.28%。整个研究区域扰动像元数量呈逐步减少趋势,说明该区域整体扰动强度正在减弱,生态环境状况正逐步恢复。本研究探索了多时相遥感地表扰动监测的新方法,研究结果可为区域内生态环境治理提供一定科学依据。 相似文献
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准确评估大型能源基地矿业开发活动对区域植被生态系统影响具有重要的科学意义和实践价值。利用2000—2017年中分辨率成像光谱仪(MODIS)连续观测的生态系统参量,定量研究宁东煤炭基地开发建设以来的植被生态系统时空变化特征,分析矿业开发对植被生态系统的影响。结果表明,随着宁东煤炭基地开采活动的持续,区域植被生态系统的生产力及其与大气之间的水汽交换强度整体增强,归一化植被指数、总初级生产力、净初级净生产力和蒸散的年增长幅度分别为0.0053、5.10g·C/(m2·a-1)、4.10g·C/(m2·a-1)和6.62mm/a;这4种指标在空间像元上也以增长趋势为主,且未来多数像元有持续增强的特征,但生态系统的水分利用效率却在降低。空间分析表明,大尺度植被生态演变受矿业活动影响微弱,其主要受制于气候和区域性的生态治理工程。 相似文献
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抚顺市是中国重要的采煤城市之一,100多年的煤矿开采已经使抚顺地区的地貌特征发生了重大变化。由于长期的露天开采,抚顺西露天矿形成了一个海拔约为-300m的深坑;煤矿的地下开采造成了大面积的地表沉陷;与此同时,煤矸石的露天堆积形成了3个排土场。本研究利用多时相的美国Landsat MSS（Multispectral Scanner）,TM（Thematic Mapper）,ETM+（Enhanced Thematic Mapper Plus）,以及日本ASTER（Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer）卫星遥感数据分析过去近30年来抚顺地区煤矿开采所引起的地貌变化。多时相卫星遥感图像的对比分析显示,由于地面沉陷引起的地表积水面积在近5年（2001～2006年）内出现明显增大的趋势,增加了1.73km。同期的ASTER DEM数据对比分析还发现,西露天矿的开采深度在不断增加,最大增加量为55m,与此同时出现的新增排土场造成地面高程增加量最大为25m。这一研究表明利用遥感技术可以定量监测人类矿产开发活动所引起的地貌特征变化及其过程。 相似文献
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