采矿对植被变化的影响提取与生态累积效应量化分析

作者：李全生; 许亚玲; 李军^*; 张成业; 郭俊廷; 佘长超; 宋子恒; 王菲

来源：煤炭学报, 2022, 47(06): 2420-2434.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.2021.1296

• 煤炭开采
• 采矿影响提取
• 植被覆盖度
• 长时序遥感
• 生态累积效应

为将采矿活动和其他因素产生的生态扰动分离开，揭示采矿活动单独对植被的影响规律和特性，基于长时序多源数据提出了提取采矿干扰的两阶段法TS-EMD(Two Stage-Extracting Mining Disturbance),并定义了采矿活动对植被覆盖度的扰动量FVC-MD(Fractional Vegetation Cover-Mining Disturbance)。首先，利用采矿前的长时序遥感、气候气象、社会经济等数据构建植被变化的驱动过程模型；然后，利用上述模型预测无采矿活动条件下的植被演变过程，进而与遥感监测的采矿活动背景下实际的植被演变进行对比计算FVC-MD。以内蒙古胜利矿区为研究区开展实验，量化分析了胜利矿区煤炭开采对植被覆盖度的扰动时空特征，揭示了采矿扰动量存在3个主要特性：(1)距离衰减特性。高扰动多集中在矿坑附近，离矿坑越远扰动程度越低，扰动量与到矿坑的距离呈显著的对数关系；(2)方向异质性。煤炭开采对植被覆盖度的扰动量在不同方向上具有显著的差异，地形是产生方向异质性的主要原因；(3)空间累积效应。2个矿之间位置尽管离2个矿都有一定距离，但由于叠加影响导致中间位置存在高扰动区，且高扰动区范围随着时间推移在扩张。实验结果验证了TS-EMD方法在一定程度上能够解决从矿区植被变化的多因素耦合影响中单独提取并量化煤炭开采影响的问题，为矿区生态环境保护与修复活动决策提供理论数据支撑。

• 单位
  北京低碳清洁能源研究院; 中国矿业大学（北京）; 国家能源投资集团有限责任公司; 神华北电胜利能源有限公司