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《太原理工大学》 2011年
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矿区生态系统健康可拓评价研究

杨鑫  
【摘要】:煤炭资源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础,其开发和利用促进了社会经济的发展,同时也引发了许多生态环境问题,主要体现在:煤炭资源的开采会导致地表塌陷和植被破坏,不仅使周围居民失去耕地,而且对生态环境造成难以修复的破坏;煤炭加工过程中产生的粉煤灰及煤矸石,其堆放不仅占用大量土地,在一定条件下还会发生自燃,从而成为破坏矿区生态环境的重要污染源;煤炭运输过程中产生的大量粉尘及固体悬浮物会影响空气质量,使矿区居民的生活环境恶化。另外,由于矿井废水中含有大量重金属离子和有毒物质,其排放会污染水源,导致农作物减产,甚至危及人类的生命安全。这些问题如果得不到妥善解决,将造成资源浪费、生态失衡、经济发展减缓、社会问题加剧,从而制约矿区的可持续发展。因此,必须妥善地处理矿区生态环境问题。将生态系统健康理论引入矿区的生产运作中,不仅能有效地保护矿区生态环境,还能为矿区的可持续发展提供新思路,具有重要的理论意义和现实意义。 通过全面考察矿区生产运作的特点以及矿区生态系统的特征可知,矿区生态系统主要由资源子系统、环境子系统、经济子系统和社会子系统四个部分组成,即矿区REES系统。以生态经济理论、复合系统理论以及可持续发展理论为基础,分析了矿区REES系统各有机组成部分之间的关系及其健康的影响因素,在此基础上构建了矿区生态系统健康评价指标体系,并运用信息熵原理,通过区分度的计算,对指标体系进行筛选优化。结合灰色关联度和层次分析法分别确定指标的客观及主观权重,通过建立拉格朗日函数,最后求解得出各指标的综合权重。采用多层次、多指标的可拓学评价法,以物元分析、可拓集合及关联函数为基础,建立了矿区生态系统健康可拓评价模型。为了验证评价模型的实用性,以大同矿区为研究案例,通过实地调研及查阅相关统计年鉴的方式获取原始数据,并借助Excel软件进行生态系统健康等级的关联度计算。评价结果显示,2009年大同矿区生态系统健康的综合关联度为-0.0074,处于“亚健康”状态;2010年大同矿区生态系统健康的综合关联度为-0.0507,处于“健康”状态。结果符合客观实际,说明该可拓评价模型具有科学性和实用价值。在此基础上提出维护矿区生态系统健康的对策和建议,从而规范矿区的生产运作,并为矿区生态环境治理及区域管理规划提供科学依据,最终促进矿区的可持续发展。 创新之处:系统地建立了矿区生态系统健康评价指标体系,提出了基于可拓学理论的矿区生态系统健康评价模型。在理论上,通过综合分析矿区生产运作的特点,定义了矿区的概念,并从可持续发展的角度界定了矿区生态系健康的内涵;在方法上,提出一种新的组合权重确定方法,运用灰色系统理论和层次分析法确定指标的综合权重,既考虑了专家经验,又兼顾指标本身包含的客观信息,克服了传统权重确定方法存在的不足
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