煤礦區(qū)生態(tài)安全研究

【摘要】： 生態(tài)安全是建立和諧社會的一個重要組成部分,即實現(xiàn)社會經(jīng)濟發(fā)展與自然環(huán)境的和諧,它是指人類的生存和發(fā)展不受或少受生態(tài)環(huán)境威脅的狀態(tài)。當前,生態(tài)安全研究已成為地理學、資源與環(huán)境科學以及生態(tài)學研究的熱點領(lǐng)域。煤礦區(qū)作為生態(tài)脆弱區(qū),選擇這一區(qū)域開展生態(tài)安全綜合研究,對探索改善生態(tài)環(huán)境的科學對策,促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)等方面具有重要的理論和現(xiàn)實意義。 全文共分為八章:第一章主要介紹論文的選題背景及意義、國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究進展、研究目標和內(nèi)容、研究方法和技術(shù)路線以及創(chuàng)新點;第二章介紹南屯煤礦區(qū)自然概況、社會經(jīng)濟概況;第三章對南屯煤礦區(qū)土地塌陷累積效應進行分析評價;第四章對南屯煤礦區(qū)土地利用動態(tài)變化進行分析;第五章對南屯煤礦區(qū)生態(tài)安全進行綜合評價;第六章對南屯煤礦區(qū)生態(tài)安全進行經(jīng)濟分析;第七章提出生態(tài)安全對策和措施;第八章對全文進行總結(jié)。 通過研究,得到的主要結(jié)論有: (1)土地塌陷累積效應分析評價包括塌陷對土壤理化性質(zhì)和對土地生產(chǎn)力的影響方面,主要研究結(jié)果有: ①開采沉陷加速耕地土壤的侵蝕和水土流失,從而顯著影響耕地土壤的理化特性,受其影響最大的是表層0-20cm土層,其次為20-40cm土層,再次為40-60cm土層。 ②不同層次土壤含水量從上坡向坡底均隨著下沉深度的增加而增加,3個層次土壤含水量的變化趨勢一致,且同一位置不同層次土壤含水量上層比下層低;在沉陷耕地的上坡下沉深度0.5 m位置不同層次土壤的含水量均比正常農(nóng)田相應層次土壤低,從下沉深度1.0 m位置處開始至坡底不同層次土壤的含水量均比正常農(nóng)田相應層次土壤高,且越接近坡底水分含量越高。 ③塌陷耕地不同層次土壤容重均是開始時隨下沉深度的加深而增加,至下沉深度2.0 m位置時達最大值,然后隨下沉深度的進一步增加,土壤容重又隨下沉深度的增加而下降,此外,沉陷耕地同一位置的上層土壤容重低于下層土壤;塌陷耕地孔隙度的空間變化規(guī)律與土壤容重相反。 ④塌陷耕地不同下沉位置土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分受開采沉陷影響的增減程度不一樣,均是開始時隨下沉深度的加深而下降,至下沉深度1.0m位置時達最小值,說明該位置受開采沉陷引起的土壤侵蝕現(xiàn)象較嚴重;然后隨下沉深度的增加而增加,說明下坡積聚了上中坡侵蝕下移的土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分。 ⑤土壤物理性質(zhì)受開采沉陷影響的大小順序是土壤含水量,其次是土壤容重和孔隙度;土壤化學特性受開采沉陷影響的大小順序是土壤有機質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀。 ⑥對采煤塌陷造成的土地生產(chǎn)力的變化評價結(jié)果表明,受采煤塌陷影響的耕地生產(chǎn)力與正常耕地的土地生產(chǎn)力在不同下沉深度均有不同的下降。在下沉1m處塌陷后的土地生產(chǎn)力比塌陷前的土地生產(chǎn)力下降了21.81%,在2m處下降了16.26%,在3m處下降了10.71%。 (2)基于RS和GIS對南屯煤礦區(qū)1978～2007土地利用變化進行動態(tài)分析,結(jié)果表明: ①1978～2007年,南屯煤礦區(qū)除耕地面積減少外,其它土地利用類型面積都增加,面積變化最大的兩種土地利用類型是耕地和塌陷地。 ②耕地面積一直在減少,29年間凈減少了957.44hm2,變化率和年變化率分別為-39.32%和-1.36%;塌陷地面積先增加后減少,29年總體增加了350.61 hm2,變化率和年變化率分別為10281.82%和354.55%。 ③南屯煤礦區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)信息熵從1978～2007年一直在上升,從1978年的1.14上升到2007年的1.81,而均衡度指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)一直在下降,說明土地利用系統(tǒng)朝相對無序狀態(tài)演變。 ④南屯煤礦區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)29年的變化趨勢是先增再減,從1978年到1987年增加,說明這階段土地利用處于發(fā)展期,然后從1987年到2007年減少,說明這階段土地利用處于調(diào)整期。 ⑤1978～2007年,土地利用類型發(fā)生不同程度的轉(zhuǎn)化,最顯著的是耕地向塌陷地轉(zhuǎn)化以及向住宅用地和工礦倉儲用地等建設(shè)用地轉(zhuǎn)化。 (3)根據(jù)生態(tài)安全概念模型和指標體系構(gòu)建的原則,從壓力、狀態(tài)和響應三個方面構(gòu)建了22個指標組成的南屯煤礦區(qū)生態(tài)安全指標體系,并采用模糊綜合評價方法結(jié)合層次分析法對南屯煤礦區(qū)生態(tài)安全進行了評價。評價結(jié)果表明: ①2005年南屯煤礦區(qū)生態(tài)安全總體評價態(tài)勢為:8.1%為“Ⅴ”級,22.3%為“Ⅳ”級,44.3%為“Ⅲ”級,17.9%為“Ⅱ”級,7.5%為“Ⅰ”級;綜合評價分值為60.37分,根據(jù)分值等級劃分,判定2005年南屯煤礦區(qū)生態(tài)安全處于第“Ⅲ”級,為“一般”的安全狀態(tài)。 ②2008年南屯煤礦區(qū)生態(tài)安全總體評價態(tài)勢為:16.3%為“Ⅴ”級, 19.6%為“Ⅳ”級,35.3%為“Ⅲ”級,23.0%為“Ⅱ”級,5.9%為“Ⅰ”級;綜合評價分值為61.91分,根據(jù)分值等級劃分,判定2008年南屯煤礦區(qū)生態(tài)安全處于第“Ⅲ”級,為“一般”的安全狀態(tài)。 ③2005年和2008年南屯煤礦區(qū)生態(tài)安全都處于第“Ⅲ”級,為“一般”的安全狀態(tài);2008年評價分值高于2005年,但安全等級和安全狀態(tài)相同,說明南屯煤礦區(qū)生態(tài)安全雖有所好轉(zhuǎn)但形勢仍不樂觀。 (4)對南屯煤礦區(qū)生態(tài)安全進行了經(jīng)濟分析,獲得如下結(jié)果: ①1978年、1987年、1997年、2004年和2007年南屯煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務總價值分別為55248801.15元、51247706.87元、48236130.56元、45267219.43元和48252531.64元。 ②南屯煤礦區(qū)總生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化趨勢是先降后升,先由1978年的55248801.15元下降到2004年的45267219.43元,再上升到2007年的48252531.64元,29年間總體減少了6996269.51元,年減少241250.67元。 ③1978～2007年,耕地生態(tài)服務價值一直在下降,從1978年的29638601.20元下降到2007年的17984009.61元,29年間減少了11654591.59元;其它土地利用類型生態(tài)服務價值29年間總體在增加;在各土地利用類型中,雖然耕地生態(tài)服務價值所占比重一直是最大的,但在總生態(tài)服務價值中的比重一直在下降,從1978年的53.65%下降到2007年的37.27%;29年間耕地生態(tài)服務價值的下降是南屯煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)總服務價值下降的主要原因。 【學位授予單位】：山東師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：X171

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