東北地理所在國家尺度露天采礦導致生態(tài)系統(tǒng)服務損失方面取得重要研究進展
采礦為人類提供了基本的物質與能源保障，支撐著社會經濟繁榮發(fā)展。經濟的快速發(fā)展和人類對能源需求的顯著增加，引發(fā)了世界各地露天采礦活動的明顯加劇。將與人類福祉密切相關的生態(tài)系統(tǒng)服務融入可持續(xù)發(fā)展研究已成為當前的研究熱點，也是實現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標（SDGs）重點關注的內容。中國是世界上最大的發(fā)展中國家，也是全球采礦活動的集中分布地區(qū)之一，中國露天采礦用地的時空變化特征是怎樣的？露天采礦是否直接導致了生態(tài)系統(tǒng)服務能力的明顯變化？定量解析露天采礦用地的時空動態(tài)及其所導致的生態(tài)系統(tǒng)服務能力變化，將為制定生態(tài)系統(tǒng)管理決策、支撐生態(tài)文明建設和社會經濟可持續(xù)發(fā)展提供重要的數(shù)據支撐和科學理論依據。
東北地理所地理景觀遙感學科組研究人員利用中國科學院構建的中國土地覆被數(shù)據庫（ChinaCover；吳炳方等，2017）中1990、2000、2015年3期數(shù)據集的采礦場數(shù)據，定量解析了1990-2015年間中國露天采礦場的時空格局特征，并結合MODIS數(shù)據、氣象數(shù)據和社會經濟統(tǒng)計數(shù)據，進一步定量分析了露天采礦直接導致生態(tài)系統(tǒng)服務（自然生境、水源涵養(yǎng)、NPP及食物產量）的損失量，總結討論了相關政策對采礦活動和礦區(qū)生態(tài)恢復的影響（圖1）。
研究發(fā)現(xiàn)：1990-2015年中國露天采礦面積增加了2302 km2，絕大部分發(fā)生在北部地區(qū)。其中，內蒙古、山西和青海的露天采煤面積增幅最大。露天采礦用地的快速擴張導致自然生境面積、水源涵養(yǎng)能力、碳固持能力和糧食產量明顯下降，且這些損失具有明顯的時空異質性(圖2)。與此同時，隨著生態(tài)文明建設理念的不斷深化，露天礦區(qū)的生態(tài)修復也在不斷加強（圖3）.
圖1 露天采礦區(qū)提取流程概述：A、分類流程圖；B、內蒙古自治區(qū)露天煤礦開采的衛(wèi)星影像和現(xiàn)場照片實例；C，山東省露天石礦開采的衛(wèi)星影像和現(xiàn)場照片實例；D，遼寧省石油開采的衛(wèi)星影像和現(xiàn)場照片實例。
圖2 露天采礦導致生態(tài)系統(tǒng)服務能力變化：A，自然棲息地的喪失；B、水源涵養(yǎng)下降；C，NPP減少；D，糧食產量下降。
圖3 1990-2015年露天礦區(qū)生態(tài)恢復遙感影像實例：A，遼寧；B，山西；C，內蒙古。
該研究由東北地理所博士生相恒星（第一作者）、王宗明研究員、毛德華副研究員（通訊作者），聯(lián)合中科院空天信息研究院吳炳方研究員等共同完成。成果發(fā)表在Journal of Environmental Management（IF=5.647）期刊上。該研究由國家重點研發(fā)計劃項目課題（2016YFC0500201）、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項子課題（XDA19040500）、中國科學院青年創(chuàng)新促進會會員項目（2017277，2012178）和國家地球系統(tǒng)科學數(shù)據中心共同資助。
論文信息：Xiang, H.X., Wang, Z.M., Mao, D.H., Zhang, J., Zhao, D., Zeng, Y., Wu, B.F., 2020. Surface mining caused multiple ecosystem service losses in China. Journal of Environmental Management. 290, 112618.
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吉公網安備22017302000214號
