新疆南山国际景区现有矿山对景观生态风险的评估研究

沙拉·哈那皮亚 贾尔恒·阿哈提 陈丽（新疆罗布泊野骆驼国家级自然保护区管理局新疆乌鲁木齐8300；新疆环境保护科学研究院新疆乌鲁木齐8300）

新疆南山国际景区现有矿山对景观生态风险的评估研究

沙拉·哈那皮亚1贾尔恒·阿哈提2陈丽2
（1新疆罗布泊野骆驼国家级自然保护区管理局新疆乌鲁木齐830011；2新疆环境保护科学研究院新疆乌鲁木齐830011）

本文基于2000年LandsatTM影像和2016年高分1号卫星遥感影像对该区域的采矿点分布进行提取基础数据，通过计算土地破坏的影响程度、矿区景观脆弱度和干扰度，对南山国际景区现有矿山的景观生态综合风险进行了评估，得出研究区域的生态风险显著增加，景观生态安全受到一定威胁的结论，并提出了针对性风险预防控制和综合整治措施。

景观；矿山开发；生态风险；评估

生态风险是特定区域内由外界自然变化或人为活动引起的生态系统结构、功能与生态过程、甚至生态系统稳定性和可持续性的可能损伤[1-3]。区域生态风险评价是从区域尺度是描述和评估环境污染、人为活动或自然灾害对生态系统及其组分产生不利作用过得可能性和大小的过程。矿区是含矿地段以及相关产业组成的矿产资源开采、加工、利用的工业园区和矿山职工及居民组成的生活区，是以生产作业区为核心的半人工生态系统，属于典型的资源丰富但生态脆弱型的区域[4]。大范围、高强度的矿产资源开发所造成的地表沉陷、裂缝、水土流失等问题，改变了矿区的生态系统及其组分，严重影响矿区生态系统的可持续发展，生态系统存在一定的风险性[5]。新疆南山国际旅游基地位于乌鲁木齐市南部，天山北麓，准格尔盆地南缘，是天山北坡经济带及丝绸之路经济带的交汇点。南山国际旅游基地位于新疆核心旅游区范围内，也是乌鲁木齐地区矿山资源较为富集的区域。南山区域矿产资源开发已有几十年，在景区规划保护与建设到目前，依然在持续，对景区景观生态的影响也一直存在。本文以景观生态学原理和生态风险评价为理论基础，基于南山国际旅游基地不同时段土地利用类型面积的变化，运用高分影像，ENVI及ARCGIS软件解译处理数据，分析景区内开矿前后的土地利用和景观格局的变化情况，评估其景观生态风险变化情况，并提出重点治理对策及措施。

1 研究区概况

南山国际旅游基地处地处亚欧大陆腹地，天山山脉之中，属高山、谷地、平原自然地貌单元区域，由高山永久冰雪带、高山台原草被带、中山峡谷森林带、低山台原草被带组成。南山有丰富的矿藏资源和生态资源种类，2015年，乌鲁木齐县全年实现地区生产总值（GDP）21.52亿元，比上年增长9.59%。南山区域有国家标准旅游景区（点）15家，国家级森林公园2处，自治区级森林公园1处，国家AAAAA级、AAAA级、AAA级旅游景区各1处，AA级旅游景区2处；自治区级SSSSS、SSSS、SSS滑雪场各一处。2015年共接待游客397.8万人次，较上年同期增加99.96万人次，增长33.6%；实现旅游收入5.81亿元，较上年同期增加1.6313亿元，增长39%。

南山国际旅游基地内域富含矿产资源，矿产资源开采现象较为普遍，矿产开采较为集中区域有5个，呈带状分布，包括昌吉市硫磺沟镇一带，庙尔沟乡—后峡一带，柴窝堡乡一带，盐湖—达坂城镇—东沟乡一带，托克逊—吐鲁番市北部一带。已探明的矿种有15种，主要有煤、芒硝、石灰碳、铜、膨润土、石膏、粘土等矿产资源。2009年至2015年期间，已获得开采许可的生产单位有86家。其中，金属矿（铜、金）8个、开采许可面积8.68平方公里，非金属矿（花岗岩、膨润土、石灰石矿等）36个，开采许可面积63.23平方公里，煤矿42个、开采许可面积106.95平方公里。

2 数据获取与研究方法

2.1 数据获取

选取TM卫星遥感数据和高分一号遥感影像作为研究区遥感分类的基础数据，辅助使用最新的Google数据，选取研究区2000年和2016年7-8月的遥感数据作为研究对象，获取景观类型提取面积及斑块属性，以便准确的反应研究区受矿业活动影响产生的生态风险的变化情况。对结合研究区土地利用实际情况，参照《第二次全国土地调査技术规程》，将获取的土地利用分类数据进行重新分类，分别按照耕地、林地、草地、水域、建设用地、工矿用地和未利用地等7种景观类型来划分，并作为风险受体进行分析。识别出矿产资源的采挖、开采、堆放和运输等过程中形成的开采区、排土场、压占区、采矿设施及构筑建筑物、地表破坏区、塌陷区等等生态敏感区，共提取到2000年采矿点图斑数量25个（30米空间分辨率精度），图斑总面积15.6平方公里；2016年采矿点图斑数量626个（2米空间分辨率精度），图斑总面积为37.4平方公里。

2.2 研究方法

本研究以景观干扰度指数和景观脆弱度指数作为生态终点度量的指标，反映不同生态系统受干扰的程度及可能性，即研究区景观生态风险指数[6-7]。选取指标包括：景观破碎度指数、景观分离度指数、景观分维度指数、景观干扰度指数、景观脆弱度指数。

景观干扰度用来反映不同景观所代表的生态系统受到干扰（主要是人类活动）的程度。可通过将景观破碎度指数Ci、景观分离度指数Ni和景观分维度指数Di权重叠加获得。计算公式为：

式中Si为景观干扰度指数，a，b，c为景观指数的权重，权重分别赋值为0.5、0.3、0.2。综合生态风险值ERV（Ecological Risk Value）是矿区生态风险大小的定量表征，它是各类土地破坏活动综合作用于矿区生态系统的结果，可通过矿区土地破坏程度影响值β和矿区景观生态风险指数进行度量。其计算方法如下:

式中，ERVc是研究区空间单元C的综合生态风险值；βc是研究区空间单元C土地破坏影响值；ERIc是研究区空间单元C景观生态风险值，C为空间分辨率为30m的栅格单元。

3 评估结果与分析

3.1 土地破坏影响程度评价

根据矿区生态风险因果链分析结果，选取不同风险表征因子。通过对比求和评分法及公式求得南山国际旅游基地景区土地破坏风险影响值，见表1。

表1 南山国际旅游基地景区矿区土地破坏风险影响值

3.2 景观生态风险评价

研究区景观生态风险由景观干扰度指数和脆弱度指数共同决定，计算得出南山国际旅游基地景区矿区（样区）2000年、2016年两个时期的景观生态风险指数表。

表2 研究区各景观类型生态风险指数

从各类景观生态风险指数及整体景观生态风险指数的评估结果来看，现状年生态风险指数高于基期2000年，说明该区域的生态风险有所增加，景观生态安全受到一定威胁。

4 整治对策建议

乌鲁木齐南山区域是乌昌地区重要的生态屏障，是乌昌地区重要的产汇流区，具有乌昌水塔作用，对于乌昌地区的气候调节具有显著地调节功能。因此，保护南山生态环境对于乌昌地区生态系统完整性和可持续发展尤为重要。南山生态资源的开发利用，必须以保护为前提，施以综合措施。

4.1 做好顶层设计，尽快批准实施南山国际景区总体规划

土木工程施工技术是保证工程质量的关键，但是，我国的土木工程技术依旧远远落后于发达国家，因此，技术创新变得尤为重要，不仅提升施工效率，同时提高工程质量，而且大幅减少施工成本，降低污染。本文提出重要研究粉尘、噪音等污染、转变传统的建设思想、大力研发环保技术等方案，以期实现中国土木工程的可持续发展。

南山夏季是纳凉避暑、休闲旅游，冬季冰雪运动的胜地，是新疆冬季冰雪旅游的龙头基地。按照自治区党委“绿水青山就是金山银山、冰天雪地也是金山银山”的理念，编制南山国际景区总体规划，以规划指导南山国际景区的开发利用和建设。

4.2 建立并实施南山国际景区生态环境影响负面清单准入机制

按照南山区域生态系统格局、生态功能和生态环境质量的要求，建立南山国际景区生态环境影响负面清单，对生态环境产生较大不良影响的开发建设活动和项目禁止建设，对生态环境有一定不良影响的项目必须附加保护治理措施，严格限制。通过负面清单准入机制，严格管控南山国际景区开发和建设活动。

4.3 限期退出南山国际景区内的矿山开发

2009年至2015年期间，南山国际景区煤炭、花岗岩、膨润土、石灰石等矿产资源在新疆不属于紧缺稀有资源，应当分期分批逐步退出，还南山国际景区自然生态景观环境。

4.4 启动南山国际景区生态环境综合整治项目

建议政府牵头组织相关部门提出南山国际景区生态环境综合整治规划，启动并实施生态环境综合和整治项目。参考文献

[1]张思锋,刘晗梦.生态风险评价方法述评[J].生态学报,2010,30(10):2735-2744.

[2]付在毅,许学工.区域生态风险评价[J].地球科学进展,2001,16(2):267-271.

[3]殷贺,王仰麟,蔡佳亮,吕晓芳,刘小茜.区域生态风险评价研究进展[J].生态学杂志,2009,28(5):969-975.

[4]陈虎维,郭昭华.露天煤矿土地复垦生态重建[J].露天采矿技术,2005,21(5):79-78.

[5]贾媛,曹玲娴.煤炭矿区生态风险评价方法研究[J].环境科学与管理,2011,36(4):177-182

[6]程建龙,陆兆华,范英宏.露天煤矿区生态风险评价方法[J].生态学报,2004,24(12):2945-2950.

[7]常青,邱瑶,谢苗苗,彭建.基于土地破坏的矿区生态风险评价:理论与方法[J].生态学报,2012,32(16):5164-5174.