摘要：煤炭对人类经济社会的发展贡献巨大,其经济效益备受关注,然而煤田为人类提供的生态系统服务却往往易被忽视。本研究基于山西煤田1986、2000、2015年遥感数据、气象数据、土壤数据等,采用InVEST模型估算土壤保持量和产水量,CASA模型估算植被净初级生产力,RWEQ模型估算防风固沙,采用k-均值聚类分析和地理探测器模型模拟山西煤田生态系统服务的空间格局及影响机制。结果表明:1986—2015年,研究区土壤保持服务、产水服务、植被生产服务和防风固沙服务呈持续增长态势。土壤保持服务高值区主要集中在河东煤田北部和沁水煤田东北部,低值区分布在大同煤田西南部边缘;产水服务高值区主要集中在沁水煤田东北部,低值区分布在西山煤田和沁水煤田西北部;植被生产服务高值区主要集中在沁水煤田东南部,低值区分布在大同煤田、宁武煤田、西山煤田和河东煤田北部;防风固沙服务低值区和高值区在研究区中的位置不固定。生态系统服务簇可分为4类,第一类属于土壤保持服务簇,主要分布在宁武煤田北部、河东煤田北部和沁水煤田北部;第二类属于产水服务簇,主要分布在霍西煤田和沁水煤田南部等地区;第三类属于植被生产服务簇,主要分布在沁水煤田局部;第四类属于防风固沙服务簇,主要分布在河东煤田南部和沁水煤田局部。土壤保持服务受气温、数字高程模型(DEM)、工业产值影响较大,q值分别为0.5、0.3、0.2;产水服务受降水、气温、DEM影响较大,q值分别为0.8、0.3、0.2;植被生产服务的工业产值、降水、气温q值分别为0.7、0.6、0.2;防风固沙服务的主要影响因素有降水、气温和DEM,q值分别为0.7、0.3、0.3。煤田生态系统服务的空间分布及多种生态系统服务之间的关系与自然和人为因素紧密相关,因此,保持自然和人为因子与生态服务之间良好的协调关系,有助于为煤田生态系统可持续发展、土地复垦与生态重建及管理政策的制定提供科学依据。

摘要：煤田生态作为一种典型的人为扰动生态系统,在促进经济发展中发挥着重要的作用,也为维持生态系统稳定提供强有力的支撑。开展煤田生态环境敏感性评价是实现煤田分区管制的重要途径之一。本文以山西省六大煤田为例,采用GIS空间分析技术,从地形地质条件、生境、水资源环境、人为干扰等方面选取指标,构建煤田生态敏感性评价指标体系与评价模型,对六大煤田的水土流失敏感性、土壤沙化敏感性、人为扰动3个方面进行生态环境敏感性等级评价与空间分布特征分析。结果表明:(1)六大煤田土壤侵蚀敏感性中,不敏感、轻度、中度和重度敏感4个等级中结果占比依次为:18.7%、43.4%、25.6%和12.3%,引起土壤侵蚀敏感性高的原因是区域土壤类型以砂土、粉土为主,降水相对集中,地形起伏大,水力侵蚀较强。(2)中度和重度土地沙化敏感区占比10.4%和3.8%,形成原因多是冬春季节常年大风,降水少,地表干旱,土壤质地多为沙粒,植被覆盖度低。(3)煤田环境受人为干扰的轻度、重度和完全干扰面积占比分别为36.4%、38.2%和11.1%,宁武煤田北部、沁水煤田东南部、大同煤田南部受人为干扰的程度表现为完全干扰型,干扰景观类型是城乡居民建设用地、工矿用地、其他建设用地等,主要分布在城市及其周边区域。(4)生态环境综合敏感性轻度、中度、重度敏感区分别占研究区面积的20.3%、36.4%和11.1%,不敏感区占20.3%,敏感性等级高的区域主要分布在宁武煤田北部、大同煤田东南部、沁水煤田北部和东北部。研究结果可为煤田开发利用和生态保护提供数据支撑和科学依据。

摘要：基于山西煤田1986年和2015年的遥感、气象等数据,利用InVEST(Integrated valuation of ecosystem services and trade offs)模型估算其土壤保持和产水量服务、CASA(Carnegie-Ames-Stanford approach)模型估算植被生产服务、RWEQ(Revised wind erosion equation)模型估算防风固沙服务、热点分析模拟生态系统服务热(冷)点空间分布格局。结果表明:(1)1986—2015年,土壤保持服务热点区空间分布整体未发生大变化,冷点区主要从沁水煤田和霍西煤田向河东煤田转移;产水服务热点区在沁水煤田东部增加较明显,冷点区主要在河东煤田南部增多;植被生产服务热点区整体由沁水煤田南部向东北部移动,冷点区主要从西山煤田和沁水煤田向河东煤田和大同煤田移动;防风固沙服务热点区整体由西北部向东南部转移,冷点区主要从沁水煤田向霍西煤田和河东煤田转移。(2)1986—2015年研究区东南部的沁水煤田为多重生态系统服务热点区集中地,属于重点生态系统服务功能供给区;河东煤田和霍西煤田为多重生态系统服务冷点区变化集中区域。(3)耕地产水量和植被生产服务热点面积占比相对较高,其服务水平强于其他服务;林地和草地的土壤保持服务热点面积最大,属于土壤保持服务高功能区;建设用地的产水服务水平较高。