地质生态环境多尺度非线性智能评估研究

【摘要】：康东地区地处青藏高原东南缘,自然资源丰富,地理位置突出,地缘政治地位重要。是我国西部大开发的重要组成和我国重要的矿产资源接替区。康东地区矿产资源开发是在极其敏感和脆弱的地质生态环境本底下进行的,在复杂地质构造和地貌的过渡带和高海拔高寒脆弱区,面对矿产资源开发地质生态环境问题的不确定性和复杂性特征,迫切需要建立不同时空尺度的地质生态环境承载力评价、预警综合体系,理清地质生态环境的演替规律,科学控制人类活动来实现资源-人-环境的和谐共生。 本文源自国家自然科学基金项目《川西藏区矿产资源开发的地质生态环境承载力研究》(项目编号:40972225)。论文以川西藏区的康东五县即康东地区的矿产资源开发的地质生态环境为研究对象,以地质生态环境综合评价作为生态环境安全程度的定量研究基础,以遥感、地质灾害、野外采样地球化学数据、矿产资源开发开采情况等多源数据协同分析处理为依托,根据压力(Pressure)-状态(State)-响应(Response)模型,结合研究区特征,从人类与环境系统的相互作用与影响出发,对环境指标进行组织分类,从大尺度(康东五县)、中尺度(九龙县)、小尺度(典型矿区)三种不同空间尺度,建立地质生态环境综合指标体系;采用层次分析法(AHP),主成分分析、聚类分析及非线性数学方法遗传算法GA、人工神经BP网络等理论,借助于数理统计软件SPSS与非线性数学建模软件Matlab,构建地质生态环境综合评估数学模型;采用混合编程方式,使用Microsoft Visual Studio 2008(C#)中调用ArcGIS Engine9.3开发组件及Matlab订制动态链接库,完成基于GIS的“川西藏区矿产资源开发地质生态环境智能评估系统”的开发。 通过康东地区矿产资源开发地质生态环境综合评估,明晰了研究区的多尺度地质生态环境生态环境安全程度情况。按面积排序,大尺度评估结果划分为优、良、中、差:九龙一带,生态环境安全程度以优、良为主;泸定、丹巴一带以中、差为主;康定、道孚则为四级生态环境安全程度的交叉控制区,极为复杂。丹巴、康定、泸定、九龙等地局部存在生态环境安全超载情况。表明矿业活动区、缓冲区、小流域、大流域都处于风险联动系统内,受矿产资源开发影响的生态环境安全程度与地质环境综合评价区划为正相关关系;中尺度研究区的地质生态环境状况在总体还是安全的,生态承载力较高,地质生态环境较好。小尺度典型矿区周围地区环境质量现状较好,水环境水质为尚清洁级,矿山的开发对周围环境影响不大,矿山所排废水、废气、尾矿、废石等污染物,经过相应的处置、防治措施后,对当地水质、土壤、农作物、植被及人群健康不产生明显影响或危害。 正确评估人类开发资源所引起的地质生态环境改变,对资源开发和地质生态环境风险规避提供决策支持,提高人类生态环境安全意识,构建和谐社会及人口、资源、环境协调发展具有重大意义。我们改善研究区地质生态环境,要从改善社会经济背景因素、地质生态环境的人为因素、自然环境背景因素、发展绿色矿业的可持续开发道路等各个方面综合采取措施。