【摘 要】
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众所周知,对煤炭长期大规模开采和超强度开发会引起煤粉尘污染、土地下沉塌陷、空气污染、土壤污染等区域性生态问题,我国作为世界上主要的煤炭生产国之一,加大对煤矿区进行生态环境评价,快速准确进行环境污染监测及对应技术研究就显得尤为重要。随着科学技术的发展,近年来,遥感技术作为快速监测煤矿区生态环境和评价区域性生态环境质量的一类新技术与手段,其应用越来越广泛。峰峰矿区位于河北省邯郸市,煤炭资源丰富,长时间
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众所周知,对煤炭长期大规模开采和超强度开发会引起煤粉尘污染、土地下沉塌陷、空气污染、土壤污染等区域性生态问题,我国作为世界上主要的煤炭生产国之一,加大对煤矿区进行生态环境评价,快速准确进行环境污染监测及对应技术研究就显得尤为重要。随着科学技术的发展,近年来,遥感技术作为快速监测煤矿区生态环境和评价区域性生态环境质量的一类新技术与手段,其应用越来越广泛。峰峰矿区位于河北省邯郸市,煤炭资源丰富,长时间开采使得生态环境问题突出,考虑到受区域空气污染较为严重,参考现有研究,基于遥感生态指数（Remote Sensing Ecological Index,RSEI）,在已有绿度（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）、湿度（WET）、干度（Normalized Difference Building Soil Index,NDBSI）和热度（Land Surface Temperature,LST）指标的基础上加入PM2.5浓度指标（Difference Index,DI）,利用Landsat遥感影像,构建新型遥感生态指数(RSEInew),对矿区生态环境进行分析和评价,研究矿区生态环境变化的驱动力。主要结论如下:（1）各期数据的第一主成分特征值贡献率均高于70%,可以较好集中5个指标的大部分属性特征,各指标在各主分量的结果显示绿度和湿度指标与干度、热度和PM2.5浓度指标符号相反,符合生态学一般规律,可较为真实反映峰峰矿区生态环境状况。以5个指标为自变量建模分析,得出对生态环境贡献大小为NDBSI＞NDVI＞DI＞WET＞LST,NDBSI、DI和LST的系数分别为-0.48、-0.31和-0.22,NDVI和WET的系数分别为0.34和0.22,符号也相反,且各指标没有被剔除,证明了模型的有效性和适用性。（2）20年来,峰峰矿区RSEInew等级以中等和较优为主,生态环境总体较好。空间上,生态环境差和较差区域集中于峰峰矿区中部、东部城区和零星的乡镇与矿区,严重退化和轻微退化区域在中部和东部占比较多,这部分区域为城镇扩建区;时间上,矿区生态环境呈波动变化,2001—2012年,生态环境以先变差的趋势波动变化,2012—2020年,生态环境在较小范围波动变化,且呈现波动变好趋势。（3）从煤矿井田范围和矸石山及其周边范围对各煤矿生态环境变化情况进行分析。井田范围上,煤矿关闭后,20年来大部分区域RSEInew等级没有变化,环境改善区域的面积远大于退化的面积,生态环境向好发展;持续开采的煤矿在20年间,大部分区域RSEInew等级没有变化,但环境变差区域的面积大于变好区域的面积,生态环境变差。煤矿矸石山及其周边范围上,2001—2016年研究的12个煤矿矸石山及周边环境变化趋势大多退化,2016—2020年变化趋势大多为改善,近几年矸石山周边环境逐步变好,也得益于近些年中政府政策的引导和落实。（4）研究区生态环境质量变化受到气温、降水、温度、湿度、日照、坡度、土壤侵蚀和土地利用变化等驱动因素共同作用影响。气温变化与RSEInew均值趋势呈相反方向变化;降水增加会促进区域生态环境变好;月均湿度和月均日照时数与RSEInew均值分别呈中度相关和不相关,系数分别为0.55和-0.12;20年来,低坡度区域生态环境变差,高坡度区域生态环境改善变好;研究区土壤侵蚀主要以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,2000—2020年较低的土壤侵蚀强度面积上升,局部区域土壤侵蚀强度加剧,总体上土壤侵蚀强度有所减弱;20年来,前十年城镇建设用地增长了3.51%,后十年增长了30.00%,但生态环境没有急剧下降,主要是政府政策的发布与落实,遏制了生态环境被破坏。
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