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半干旱矿区植被受扰响应规律及其识别技术探究

雷少刚  
【摘要】:随着我国煤炭资源开发重心西移,大规模高强度的煤炭开采势必将引起原本脆弱的生态环境进一步恶化。植被作为当地生态环境损失与修复的重要指示性要素,其动态变化可表征区生态环境扰动与恢复状态。因此,研究大规模高强度开采条件下植被受开采沉陷扰动的影响机理、植被受扰响应特征及其识别方法,可为客观评价煤炭地下开采对半干旱脆弱生态环境的影响程度及其空间范围提供理论与技术支持。本文以晋陕蒙接壤区的神东矿区作为研究区开展矿区植被受扰相应规律及识别技术研究。结果表明:在植物个体尺度上,基于叶绿素荧光响应与光合利用效率等指标,可快速诊断植物个体受开采沉陷扰动的响应规律、以及实现植被重建区抗逆物种定量筛选与不同种植措施效果评价;构建了沉陷变形区根系损伤对植被影响评价的定量评价体系。在种群尺度上发现,1.6、3.2、8 m为湿生、早生、沙生植被的三个阈值,其中8 m是风积沙区地下水对植被影响的临界埋深,利用所发现的植物群落与地下水位之间的关系可预测评价风积沙区采后地下水位变化对地表植被的影响;土壤水是影响矿山植被生态系统恢复力综合指数的关键环境因子;土壤水和有机质是影响矿山植被生态系统抵抗性和恢复性的主要环境胁迫因子。在矿区景观尺度上,提出了综合正交经验分解与时空混合模型研究矿区植被时序演变特征,基于时序NDVI遥感影像,实现了矿区植被增长、衰退、荒漠化、稳定等特征的自动空间定位识别,得到的植被时空演变特征分布图能有针对性地指导矿区植被保护、植被重建与景观生态恢复规划。

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