排土场复垦干扰指数时空变化及其影响因素研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:fengrui0216
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露天煤矿开发严重损害生态环境,排土场作为露天矿区生态修复的关键场所,复垦后生态环境仍较脆弱,其受干扰情况影响重建生态系统的稳定性,直接关系煤矿区生态修复成败。针对长期恢复过程的排土场复垦后干扰状况评价和影响因素分析尤其重要,对复垦地生态环境监测,以及提升复垦效果具有一定的现实意义。本文利用Landsat影像,将地表温度与增强型植被指数相结合,构建排土场复垦干扰指数(Dump Reclamation Disturbance Index,DRDI),并计算山西平朔安太堡露天矿排土场29年间的干扰指数及其时空分异特征。以像元为单位,根据干扰指数时间序列动态特征划分干扰类型,选取地形、土壤、植被等因素,通过统计分析及地理探测器探究复垦后影响因素的干扰程度。主要结论如下:(1)DRDI可评估复垦排土场重建生态系统稳定时限,有效识别受干扰影响重建生态系统植被退化的空间范围和严重程度,为优化复垦模式、提高复垦效率提供参考。研究区复垦初期干扰强烈区呈现较强空间聚集特性,植被结构和功能恢复至原地貌水平的平均时长约为10年以上,排土场受干扰面积可降至1.32%到17.76%之间。平朔安太堡露天煤矿4个排土场在稳定时限和干扰分布特征上呈现典型差异,受排矸方式、复垦方向、年限及地形地貌等因素驱动。(2)地形因素中,当整体高程相对较低时,随高程增加出现干扰增强趋势,随着坡度增大,导致干扰加强,当坡度较大、坡向为阳坡时,干扰类型易表现为波动干扰型。土壤因素中,PH越高,干扰越强;当有机碳和全氮恢复至原地貌水平,随含量增加复垦地干扰类型越稳定;有效磷含量较低时,其对波动退化型的影响较显著。植被因素中,不同复垦模式的抗干扰能力不同,其排序为乔灌草>灌草>乔草>草地>耕地;随复垦时间增长,稳定恢复型和恢复退化型所占比重逐渐增加,早期波动恢复型所占比重逐渐减少,波动干扰型基本未受复垦时间影响。(3)地理探测器表明各影响因素对干扰类型空间分异的解释力大小排序为:复垦时间>PH>高程>全氮>有机碳>坡向>坡度>有效磷>复垦模式,且两两之间均表现为非线性增强,复垦时间与高程组合可解释46.41%的干扰类型空间分异,且复垦时间与其他影响因子交互作用解释力的较强。
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