基于生态风险评价的采煤矿区土地损毁与复垦过程分析

穆相安

【摘  要】近年来，随着社会发展对煤炭资源的大量需求，煤炭开采使矿区土地的损毁面积逐渐扩大，给土地资源和生态环境造成了巨大的破坏。本文以山西霍东矿区为例，通过对该区的概况介绍，结合遥感监测的数据来测定其土地损毁值，分析出矿区的生态风险值。基于以上数据再分析采煤和复垦过程带来的生态风险变化。依据矿区土地的实际损毁情况，以及复垦后的土地状态，对区域的生态风险变化进行综合分析，以期对矿区土地资源和生态环境治理提供借鉴。

【关键词】生态风险评价;采煤矿区土地损毁;复垦

引言

如今，随着社会发展进步，现代化事业发展对煤矿资源的需求呈逐年增长的趋势不断增强，采煤对土地资源的扰动面积也在不断扩大，矿区的生态风险也随之而不断增大，因此，人们逐渐开始重视矿区的生态风险评价，对其研究也在不断深入，它的定量评价方法已经逐渐成为研究我国采煤区土地损毁和复垦的重要评价依据[1]。基于我国的环境形势、经济发展状况以及生态保护的体制影响，研究采煤区的土地损毁情况，以及复垦过程和复垦后的土地状态，对其他存在潜在生态风险的区域进行评价，能够为采煤区的综合生态环境治理以及未来的区域发展规划提供科学合理的依据。

一、研究区概况

山西霍东矿区地处位于山西省中南部的霍山东麓，该区分属晋中地区平遥县、长治市沁源县、临汾地区古县、安泽县管辖。生态环境优美，山清水秀、天蓝地绿、四季分明、气候温润。全区西起11号煤层露头，东至勘探区边界，北自王和南断层，南到古县城南，面积约1200平方公里。区内只有公路与外界相通。该区地形呈现北高南低的走向沟谷交叉纵横，地形复杂，属于低中山地地貌，水源为奥陶系岩溶水。主要含煤地层有石炭系太原组和二迭系山西组，太原组平均厚度119.91米;含煤9-14层;山西组平均厚度40.38米，含煤3-5层，该区的煤矿总共有7处，区内有乡镇煤矿数量180个左右，矿区的采煤质量持续稳定[2]。

二、数据来源

本文主要以2005-2015年的影像资料为数据来源，分别是2005年6月16日和2015年9月19日的平台数据。操作平台选择ENVI4.8软件对影像资料进行解析处理，需要得到的信息有大气辐射校正、影像剪裁等，使用人工目视解译和计算机自动分类解译相联合的方法对研究区2005年和2015年的土地损毁平台数据进行研究分析，再结合已经调查得到的研究区地形特点，将其按照特点进行分类整理，可划分为耕地、林地、草地、交通用地、工业场地或者城镇、农村居民生活用地等[3]。除此之外，本文还参照了其他煤矿区土地损毁的遥感影像资料，以此来进一步确认本文数据的准确性及可靠性，其他的资料还包括土地的实地考察资料以及实地调研成果等。

三、矿区生态风险的评价方法

1、土地损毁累计评价

采煤区的土地损毁是一个累积的过程，其累积损毁的程度可以表现出不同的损毁土地类型，其损毁的综合危害程度取决于累积作用。将各类土地损毁的压力值及风险源进行量化处理，换言之即是将风险源作用到空间上的某个点，生态阻力和点积累的土地损毁之间的作用是相反的，即前者数值越小，后者的危害系数和生态风险也越高[4]。

2、生态风险脆弱度评价

生态风险的脆弱度评价指标项目包括矿区土地的湿度指数、矿区土地的裸土指数、矿区土地的植被覆盖指数。对矿区土地湿度指数进行评价有利于总结矿区土地的湿度变化规律，能够为矿区土地恢复原貌和植被覆盖率提供相关的基础理论信息;对矿区土地的裸土指数的评价是对纯裸土指数和工业建筑硬化土地指数的综合评价;对矿区土地的植被覆盖指数评价是生态风险脆弱度评价的重要组成部分，植被是生态系统的主体构成，评价其覆盖率可作为评价矿区生态风险的定量因子[5]。

3、矿区生态风险评价

为了更加清晰的表述生态风险值的空间分布和土地扰动的变化，需在研究矿区设计出两条剖面线，对不同的区域生态风险进行评价比较。例如原地貌、工业场地、露天采区、已复垦和未复垦排土场等。

四、结果与分析

1、矿区土地损毁生态风险积累

本文矿区在研究期内，年均土地损毁面积达到265.39hm2，年均复垦面积达到47.86hm2，由此可见矿区土地的损毁速度远高于复垦速度。从土地扰动类型的年度变化数据来分析，在2005年-2015年期间塌陷区的变化最为显著，年均变化率达到17.35%，变化率稍低的即是剥离区，其年均变化率仅比塌陷区低1.31%，为16.04%。

2、生态風险脆弱度指标分析

在研究期内，矿区的耕地、林地和草地的面积大量缩减，基本都变成了剥离区、露天采坑和排土场等土地类型，基于此生态服务系统的功能减弱。并且由于对采煤土地进行治理恢复时，基本都是选择优先恢复林草地，故而研究矿区内耕地面积被大幅锐减。根据研究期间的观察来看，矿区内的林草地恢复率与损毁率基本维持平衡状态[6]。随着区内排土面积的增加，土壤侵蚀的强度也在不断增强，其面积也在不断延伸。

五、结论

十年以来，通过对损毁土地进行复垦及生态重建，已复垦的土地生态风险值已经大幅降低，对生态系统的治理，区内的裸土面积也已基本被植被覆盖，矿区内的生态系统也逐渐趋于稳定，尽管这个过程中采煤工作仍在进行，但随着复垦措施和生态重建措施的开展，其生态风险值始终维持在可控的范围内。

参考文献：

[1]李恒凯，雷军，吴娇.基于多源时序NDVI的稀土矿区土地毁损与恢复过程分析[J].农业工程学报，2018，34（1）：232-238.

[2]李芹，李恒凯，杨柳，等.离子稀土开采扰动下的矿区荒漠化遥感监测分析——以岭北矿区为例[J].有色金属科学与工程，2017，8（3）：114-120.

[3]李恒凯，吴立新，熊云飞，等.基于RUSLE模型的离子稀土矿区土壤侵蚀时空演变分析-以岭北矿区为例[J].稀土，2016，27（4）：35-44.

[4]景峰，张红丽，姜富华，等.采煤沉陷区土地利用变化及综合利用对策——以淮南潘谢矿区为例[J].山西水利科技，2016，15（3）：120-122.

[5]肖武，李素萃，王铮，等.高潜水位煤矿区生态风险识别与评价[J].生态学报，2016，36（17）：5611-5619.

[6]徐嘉兴，李钢，余嘉琦，等.煤炭开采对矿区土地利用景观格局变化的影响[J].农业工程学报，2017，33（23）：252-258.

（作者单位：山西乡宁焦煤集团毛则渠煤炭有限公司）