黄土丘陵矿区景观格局演变及重建研究——以合阳王村煤矿为例

摘要

煤矿区景观格局演变是以资源开采为驱动的动态时空演变过程，是采矿对区域生态系统影响的综合反映。研究煤矿区景观格局演变以及采矿对区域生态系统的影响对矿区生态重建有着十分重要的意义。本文以渭北黄土丘陵煤矿区作为研究对象，以景观生态学的理论与方法为指导，系统分析开来扰动下的黄土丘陵沟堡煤矿区景观类型变化及景观格局时空演变。基于生态文明理论、"三生"空间协调发展理论确定"三生"空间分布的影响因子并划分等级利用分布指数分析不同因子条件下的分布优势带综合分析得到煤矿区"三生"空间优化结果。以期对闭矿后矿区景观重建提供一定的借鉴与参考。主要研究成果如下: (1)基于生命周期理论及煤矿开发历程将研究时段划分为起步期、发展期、稳定期及闭矿期然后以各时相土地利用数据为基础在GIS中进行重分类，获得煤矿生命周期不同节点下的景观格局分布图。 (2)通过景观类型数量及景观类型转移矩阵对景观格局时空演变进行了详细分析。1988~2015年近30年，耕地面积变化最大共减少了285.19hm2，且变化多发生于起步期与稳定期。村镇增加了207.27hm2，园林地增加113.81hm2，草地减少了33.5hm2，工矿景观在起步期与闭矿期内有较大幅度变化，整体面积先增加后减小。煤矿不同发展时期景观转移面积不同，但整体来看，耕地是最主要的转移来源，主要流向村镇以及园林地。黄土沟每区，未开来台摞区，采空区综合土地利用动态度分别为1.59、1.03、0.25，其对应的土地利用变化重要度最大的分别是耕地转为草地、耕地转为村镇、耕地转为园林地。 (3)针对景观指数的粒度效应，利用GIS将2015年煤矿区景观格局矢量数据转换成5m~30m十种不同粒度的栅格数据，以各景观指数对粒度变化的敏感性并结合实际忻况确定10m为本研究的最佳研究粒度。利用SPSS软件进行相关性分析，筛选出独立性较好的NP、LPI、SHDI等景观指数以用于后续研究。 (4)在斑块水平上，针对各景观类型分别进行了特征分析，不同类型景观变化各具特色。景观水平指数变化特征表明，多样化与破碎化是煤矿区景观结构的变化方向。与周边无煤矿区域对比发现，这种变化趋势更加明显，变化程度也更为剧烈。驱动力研究表明煤矿区景观格局演变受到矿业发展、人口、政策导向、交通区位四个驱动因素不同程度的影响。 （5）利用“三生”空间在不同影响因子不同分级带上的分布指数，对煤矿区景观优化进行研究。煤矿区“三生”空间的分布受不同因子不同程度的影响。优化后的生产空间由零散分布转为集中分布，主要集中于煤矿区中部黄土塬。生活空间由原先的零散分布向集中分布转变。生态空间分布在煤矿区东西两侧的沟壑区以及中部部分地区。

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