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矿产资源开发对我国的国民经济建设有着重要的作用,它促进了地区的经济发展。为工业生产提供原料。但在给人们带来经济效益和社会效益的同时,也存在着很大的弊端,矿山开采不可避免的会破坏生态环境。而生态环境是社会和经济的发展基础,也是人类生存和发展的基本条件。一旦生态环境被破坏,就会给社会的发展和人们的生产生活带来巨大的威胁。
本文根据研究区的生态环境的特点,利用遥感技术和GIS技术对矿区生态环境现状进行评价。采用多时相陆地卫星遥感图像,通过不同波段组合,以及归一化植被指数等的应用,在建立一定精确的分类模板的基础上,采用最大似然法执行监督分类,得到了具有较高精度的分类结果图。又利用了GIS的对指标数据进行缓冲分析和叠加分析,通过分析和评价,了解矿区生态环境的现状情况。
首先,根据搜集的资料分析出矿区的生态环境要素的特点,及由矿产资源开发对于研究区产生的生态环境效应。包括地表景观破坏、大气污染、土地侵蚀、水土流失、植被破坏、矿产资源破坏、水资源破坏、生物多样性损失、地质灾害的产生等。
其次,矿区根据上述的不同类型破坏进行生态环境指标体系构建。这里,首先要根据中关铁矿矿区的生态环境的具体情况,确定生态环境系统的影响因素。本次研究中,在生态环境质量评价条件下分别选取植被覆盖、环境状况和景观破坏三个子因素为要素层。然后,在影响因素下选择几个子因素。以影响因素中的主要细节为指标层,经过专家评估决策方法,最后,以土地利用、植被覆盖指数、生物丰度指数、土地退化指数、环境质量指数、景观状况指数为指标层。以此建立了矿区生态环境体系的指标递阶层次。最后,以层次决策分析法AHP计算评价因子的权重。
再次,充分利用遥感手段解译图像,从图上将地物信息分析出来。针对各指标,提出了与此相适应的遥感处理方法:对图像进行几何校正、增强处理(植被指数变换、多波段融合、PCA变换、热矿指数变换)、融合、裁剪等。以及信息的判读方法:目视判读,计算机解译。本研究中,运用ERDAS软件对图像进行了预处理和增强处理。在图像的选择上,遵循遥感图像的图像类型选择、图像波段选择、图像时相选择原则,选取了TM的4,3,1波段,9月份的图像作为基本资料。然后经过预处理、增强、裁剪后,采用目视判读和计算机的最大似然分类方法相结合的方法对图像进行了判读,提取评价指标的信息。并利用GIS对于矿区不同类型的指标采用不同的评价方法,如采用缓冲区分析、叠加分析及综合指数分析方法。
最后,矿区生态环境评价指标信息分析
结合矿区的遥感图像资料和GIS软件叠加分析后的数据,通过对各个评价指标进行标准化处理,并建立量化分级标准,用加权法逐地块逐象元计算各个指标的在等级标准下的生态环境影响值的大小。最后,通过生态环境综合评价模型,将所有指标数据按综合评价法进行汇总计算。得到矿区内不同地块的生态环境质量等级。生态环境质量等级为优、良、中、差、劣。
评价区主要为灌草生态系统和农业生态系统相互交错组成的生态环境,评价区中生态环境质量为优的地区主要分布在矿区西部,这些地区距离矿山开采区较远,而且位于评价区唯一的一条河流附近,草地覆盖度好、农田分布广,水资源水质好面积有7.73km2,占矿区总面积的7.14%;生态环境质量为良的地区面积有34.12 km2,占矿区总面积的31.54%,也主要分布在矿区的西部地区以及北部地区,草地、灌木林地、耕地的覆盖都比较广;质量中等的地区,面积是51.37km2,占矿区总面积的47.48%,主要分布在矿区系部和西北部、西南部的一些地区,这些区域主要是耕地和居民用地;生态环境质量为差的地区面积有8.56km2,占矿区总面积的7.91%,主要分布在东部地区;质量为劣的地区面积有6.42km2,占矿区总面积的5.93%,主要分布在研究区中部以及东北部地区,这些地区为矿山的开采区或工业区,矿山开采、废水排放、废渣尾矿堆积、工业污染、植被破坏等现象存在严重影响了这一区域的生态环境,另外东北部地区属于丘陵地带,矿山的开采导致植被破坏,物种减少,水土流失较严重。
从整个区域的连通性来讲,生态系统层次结构仍基本保持完整,组成灌草生态系统各因子的匹配与协调性以及生物链的完整性依然存在。从现场调查结果看,已形成的裸地只要有表土存在,其上会恢复当地种的灌草植被,在采场、废石场内的残留的原有灌草植被依然随季节枯荣,说明评价区物流、物种流、能源流没有被完全阻断,生态系统处于亚稳定状态,恢复势能较强。
本文通过利用遥感图像数据和遥感的数据分析功能,以及GIS软件的缓冲分析、叠加分析、综合指数分析等功能,结合评价方法进行了矿区的生态环境现状评价。通过评价,掌握了矿区的生态环境质量情况,为整治矿区生态环境;合理开采矿产资源提供参考数据,也为今后利用RS与GIS对生态环境进行评价提供技术方法与思路。