3S技术在矿山废弃地生态修复中的应用研究

【摘要】： 矿山的开发在获得了巨大的经济利益的同时,造成了大规模的土地破坏,加剧了生态环境的恶化,在国内国际上都是一个十分严重紧迫的问题,并受到日益高度的重视。矿山废弃地的生态修复与重建是矿区可持续发展的重要保证,对于我国土地资源贫乏,自然环境逐渐恶化的现状来说,具有很大的现实意义。 本文以北京市房山区银狐洞景区灰岩矿矿山废弃地为试验区,进行3S(GIS、GPS、RS)技术在矿山废弃地生态修复中的应用研究。本文的总体思路是在获取研究区环境因子并对其进行分析评价的基础上进行生态修复治理方案的制定,主要研究内容包括废弃地地质环境分析、研究区植被环境分析和矿区生态修复规划及持续监测规划建议三个部分。主要研究手段包括:采用GIS手段进行三维矿山地形表面构建,提取地形突变点和堆积体,进行野外实地调查验证,划分主要地质灾害,对研究区内矿山范围地质环境现状进行评估;采用遥感手段调查矿山土地利用情况并对研究区内植被环境现状进行评估。在得到了矿山开采对环境的影响现状信息的基础上,根据国内外矿山废弃地生态恢复理论以及景区内综合景观修复的要求,提出矿区生态修复规划建议,并对矿区废弃地治理的持续监测进行规划展望。 本文得到的主要结论如下: 1、三维GIS建模技术可以真实再现矿山废弃地地形地貌景观。在这个三维立体模型中,陡峭裸岩面和空间尺寸较大的废石堆表现明显,并与实地调查资料吻合。这个三维立体模型也可以很好的实现对目标地物表面积、体积等物理参数的计算以及修复工程规划等。但由于本文所使用的DEM格网间距较大(5m)、DOM矿区反差度较低的原因,对目标地物的大小和表面形状等细部特征的表达较差,对空间尺寸较小的目标地物有疏漏丢失现象。 2、RS技术在提取研究区植被环境信息方面有很强的优势。通过RS手段提取出的植被覆盖范围信息均与实地调查资料相吻合,RS手段还能提取出人工手段所不能或较难提取出的植被丰度信息,同时,RS技术固有的多时相、大范围、经济效益高的特性,使得它在植被信息的提取方面的应用优势明显。 3、通过3S手段和野外实地调查相结合对本区环境现状进行调查得出,本区地质环境状况较严重,崩塌、滑坡隐患较大,并有一定程度的泥石流隐患存在;土地利用结构简单,非矿区植被覆盖度较高,矿区矿山荒漠化现象严重,但是采矿对整个研究区非矿区植被环境的影响度较小,影响区域基本集中在采矿点周边和矿区交通线沿线。因此,必须对本区矿山废弃地进行生态修复治理工作。 4、本文结合国内外生态恢复理论,根据研究区具体状况制定了矿区生态修复治理方案。治理手段采用物理法和生物法相结合,包括地形修复和植被修复两个部分。由于植被修复成果检验的滞后性,本文在制定生态修复方案的同时提出了对本区植被环境进行持续监测的建议。