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石油开发是陕北地区的支柱产业,但石油资源开发会引起土地挖损、植被破坏等一系列区域性的生态环境问题。因此,分析石油开发的生态影响对区域的生态可持续具有重要的意义。
本文以石油开发为主要产业的陕西省延安市杏子河支流的长尾河流域为研究区,该流域内石油开发活动分布众多,面广零落,是陕北地区典型的石油开发区,并且该流域具有复杂的地形,是典型的黄土丘陵沟壑区和生态脆弱区。本文基于多尺度,通过对典型工程样方层面、样地层面和流域层面生态影响的分析,逐步探讨从微观到宏观尺度下石油开发对研究区的生态影响。结果如下:
(1)基于野外植被调查,通过井场和管线典型工程样方尺度的生态影响分析表明,不同石油开发活动造成了不同程度的生态影响,即井场建设产生的生态影响大于管线建设产生的生态影响;井场和管线建设后造成井场周围受影响边坡植物物种多样性减少、物种丰富度降低、群落相似性较差,植被覆盖度降低;植物群落结构发生变化,由原先的乔木-灌木-草本或灌木-草本结构组成转变为灌木-草本、草本结构组成;优势物种发生变化,即由当地原始的多种物种组成的稳定物种转变为少数几种物种组成的先锋物种。
(2)基于遥感影像,通过对典型样地尺度的生态影响分析表明,随着遥感影像分辨率的降低和制图比例尺的缩小,管线、道路和井场的可识别影像分辨率分别为1m、10m和20m;可依比例尺制图的道路和井场的最小制图比例尺分别为1∶5000、1∶20000;不可依比例尺制图的管线、道路和井场的最大制图比例尺分别为1∶2000、1∶20000、1∶50000,无法反映生态影响的管线、道路和井场的制图最大比例尺分别为1∶10000、1∶50000、1∶100000。即随着遥感影像分辨率降低和制图比例尺缩小的尺度上推转换,石油开发活动的生态影响的可识别性和可表达性逐渐降低。
(3)基于生态敏感性模型和ArcGIS10.2软件,通过对流域尺度的生态影响分析表明,由石油开发前研究区为中度生态敏感区,转变为石油开发后为中度主导和轻度次导的生态敏感性区。从石油开发后植被类型的变化可以知,研究区由于退耕还林还草,造成农田植被面积减少,草原面积增加,因此研究区的植物群落结构及其物种多样性和优势度也随退耕还林而优化和增加,因此利用遥感影像对研究区宏观角度的可辨识的生态影响为石油开发后较石油开发前降低,维持生态系统平衡的能力提高,产生生态问题的概率降低,整体生态环境变好。
(4)通过对样方、样地、流域三个尺度的石油开发生态影响分析可以得出,石油开发的生态影响及其生态恢复以小尺度微观研究最为直观;随着尺度的增加,其生态影响信息损失越来越多,流域尺度已难以反应石油开发的生态影响,石油开发的点线状特征无法在生态保护红线划定中予以体现。
本文以石油开发为主要产业的陕西省延安市杏子河支流的长尾河流域为研究区,该流域内石油开发活动分布众多,面广零落,是陕北地区典型的石油开发区,并且该流域具有复杂的地形,是典型的黄土丘陵沟壑区和生态脆弱区。本文基于多尺度,通过对典型工程样方层面、样地层面和流域层面生态影响的分析,逐步探讨从微观到宏观尺度下石油开发对研究区的生态影响。结果如下:
(1)基于野外植被调查,通过井场和管线典型工程样方尺度的生态影响分析表明,不同石油开发活动造成了不同程度的生态影响,即井场建设产生的生态影响大于管线建设产生的生态影响;井场和管线建设后造成井场周围受影响边坡植物物种多样性减少、物种丰富度降低、群落相似性较差,植被覆盖度降低;植物群落结构发生变化,由原先的乔木-灌木-草本或灌木-草本结构组成转变为灌木-草本、草本结构组成;优势物种发生变化,即由当地原始的多种物种组成的稳定物种转变为少数几种物种组成的先锋物种。
(2)基于遥感影像,通过对典型样地尺度的生态影响分析表明,随着遥感影像分辨率的降低和制图比例尺的缩小,管线、道路和井场的可识别影像分辨率分别为1m、10m和20m;可依比例尺制图的道路和井场的最小制图比例尺分别为1∶5000、1∶20000;不可依比例尺制图的管线、道路和井场的最大制图比例尺分别为1∶2000、1∶20000、1∶50000,无法反映生态影响的管线、道路和井场的制图最大比例尺分别为1∶10000、1∶50000、1∶100000。即随着遥感影像分辨率降低和制图比例尺缩小的尺度上推转换,石油开发活动的生态影响的可识别性和可表达性逐渐降低。
(3)基于生态敏感性模型和ArcGIS10.2软件,通过对流域尺度的生态影响分析表明,由石油开发前研究区为中度生态敏感区,转变为石油开发后为中度主导和轻度次导的生态敏感性区。从石油开发后植被类型的变化可以知,研究区由于退耕还林还草,造成农田植被面积减少,草原面积增加,因此研究区的植物群落结构及其物种多样性和优势度也随退耕还林而优化和增加,因此利用遥感影像对研究区宏观角度的可辨识的生态影响为石油开发后较石油开发前降低,维持生态系统平衡的能力提高,产生生态问题的概率降低,整体生态环境变好。
(4)通过对样方、样地、流域三个尺度的石油开发生态影响分析可以得出,石油开发的生态影响及其生态恢复以小尺度微观研究最为直观;随着尺度的增加,其生态影响信息损失越来越多,流域尺度已难以反应石油开发的生态影响,石油开发的点线状特征无法在生态保护红线划定中予以体现。