新疆南山國際景區現有礦山對景觀生態風險的評估研究

沙拉·哈那皮亞 賈爾恒·阿哈提 陳麗（新疆羅布泊野駱駝國家級自然保護區管理局新疆烏魯木齊8300；新疆環境保護科學研究院新疆烏魯木齊8300）

新疆南山國際景區現有礦山對景觀生態風險的評估研究

沙拉·哈那皮亞1賈爾恒·阿哈提2陳麗2
（1新疆羅布泊野駱駝國家級自然保護區管理局新疆烏魯木齊830011；2新疆環境保護科學研究院新疆烏魯木齊830011）

本文基于2000年LandsatTM影像和2016年高分1號衛星遙感影像對該區域的采礦點分布進行提取基礎數據，通過計算土地破壞的影響程度、礦區景觀脆弱度和干擾度，對南山國際景區現有礦山的景觀生態綜合風險進行了評估，得出研究區域的生態風險顯著增加，景觀生態安全受到一定威脅的結論，并提出了針對性風險預防控制和綜合整治措施。

景觀；礦山開發；生態風險；評估

生態風險是特定區域內由外界自然變化或人為活動引起的生態系統結構、功能與生態過程、甚至生態系統穩定性和可持續性的可能損傷[1-3]。區域生態風險評價是從區域尺度是描述和評估環境污染、人為活動或自然災害對生態系統及其組分產生不利作用過得可能性和大小的過程。礦區是含礦地段以及相關產業組成的礦產資源開采、加工、利用的工業園區和礦山職工及居民組成的生活區，是以生產作業區為核心的半人工生態系統，屬于典型的資源豐富但生態脆弱型的區域[4]。大范圍、高強度的礦產資源開發所造成的地表沉陷、裂縫、水土流失等問題，改變了礦區的生態系統及其組分，嚴重影響礦區生態系統的可持續發展，生態系統存在一定的風險性[5]。新疆南山國際旅游基地位于烏魯木齊市南部，天山北麓，準格爾盆地南緣，是天山北坡經濟帶及絲綢之路經濟帶的交匯點。南山國際旅游基地位于新疆核心旅游區范圍內，也是烏魯木齊地區礦山資源較為富集的區域。南山區域礦產資源開發已有幾十年，在景區規劃保護與建設到目前，依然在持續，對景區景觀生態的影響也一直存在。本文以景觀生態學原理和生態風險評價為理論基礎，基于南山國際旅游基地不同時段土地利用類型面積的變化，運用高分影像，ENVI及ARCGIS軟件解譯處理數據，分析景區內開礦前后的土地利用和景觀格局的變化情況，評估其景觀生態風險變化情況，并提出重點治理對策及措施。

1 研究區概況

南山國際旅游基地處地處亞歐大陸腹地，天山山脈之中，屬高山、谷地、平原自然地貌單元區域，由高山永久冰雪帶、高山臺原草被帶、中山峽谷森林帶、低山臺原草被帶組成。南山有豐富的礦藏資源和生態資源種類，2015年，烏魯木齊縣全年實現地區生產總值（GDP）21.52億元，比上年增長9.59%。南山區域有國家標準旅游景區（點）15家，國家級森林公園2處，自治區級森林公園1處，國家AAAAA級、AAAA級、AAA級旅游景區各1處，AA級旅游景區2處；自治區級SSSSS、SSSS、SSS滑雪場各一處。2015年共接待游客397.8萬人次，較上年同期增加99.96萬人次，增長33.6%；實現旅游收入5.81億元，較上年同期增加1.6313億元，增長39%。

南山國際旅游基地內域富含礦產資源，礦產資源開采現象較為普遍，礦產開采較為集中區域有5個，呈帶狀分布，包括昌吉市硫磺溝鎮一帶，廟爾溝鄉—后峽一帶，柴窩堡鄉一帶，鹽湖—達坂城鎮—東溝鄉一帶，托克遜—吐魯番市北部一帶。已探明的礦種有15種，主要有煤、芒硝、石灰碳、銅、膨潤土、石膏、粘土等礦產資源。2009年至2015年期間，已獲得開采許可的生產單位有86家。其中，金屬礦（銅、金）8個、開采許可面積8.68平方公里，非金屬礦（花崗巖、膨潤土、石灰石礦等）36個，開采許可面積63.23平方公里，煤礦42個、開采許可面積106.95平方公里。

2 數據獲取與研究方法

2.1 數據獲取

選取TM衛星遙感數據和高分一號遙感影像作為研究區遙感分類的基礎數據，輔助使用最新的Google數據，選取研究區2000年和2016年7-8月的遙感數據作為研究對象，獲取景觀類型提取面積及斑塊屬性，以便準確的反應研究區受礦業活動影響產生的生態風險的變化情況。對結合研究區土地利用實際情況，參照《第二次全國土地調査技術規程》，將獲取的土地利用分類數據進行重新分類，分別按照耕地、林地、草地、水域、建設用地、工礦用地和未利用地等7種景觀類型來劃分，并作為風險受體進行分析。識別出礦產資源的采挖、開采、堆放和運輸等過程中形成的開采區、排土場、壓占區、采礦設施及構筑建筑物、地表破壞區、塌陷區等等生態敏感區，共提取到2000年采礦點圖斑數量25個（30米空間分辨率精度），圖斑總面積15.6平方公里；2016年采礦點圖斑數量626個（2米空間分辨率精度），圖斑總面積為37.4平方公里。

2.2 研究方法

本研究以景觀干擾度指數和景觀脆弱度指數作為生態終點度量的指標，反映不同生態系統受干擾的程度及可能性，即研究區景觀生態風險指數[6-7]。選取指標包括：景觀破碎度指數、景觀分離度指數、景觀分維度指數、景觀干擾度指數、景觀脆弱度指數。

景觀干擾度用來反映不同景觀所代表的生態系統受到干擾（主要是人類活動）的程度。可通過將景觀破碎度指數Ci、景觀分離度指數Ni和景觀分維度指數Di權重疊加獲得。計算公式為：

式中Si為景觀干擾度指數，a，b，c為景觀指數的權重，權重分別賦值為0.5、0.3、0.2。綜合生態風險值ERV（Ecological Risk Value）是礦區生態風險大小的定量表征，它是各類土地破壞活動綜合作用于礦區生態系統的結果，可通過礦區土地破壞程度影響值β和礦區景觀生態風險指數進行度量。其計算方法如下:

式中，ERVc是研究區空間單元C的綜合生態風險值；βc是研究區空間單元C土地破壞影響值；ERIc是研究區空間單元C景觀生態風險值，C為空間分辨率為30m的柵格單元。

3 評估結果與分析

3.1 土地破壞影響程度評價

根據礦區生態風險因果鏈分析結果，選取不同風險表征因子。通過對比求和評分法及公式求得南山國際旅游基地景區土地破壞風險影響值，見表1。

表1 南山國際旅游基地景區礦區土地破壞風險影響值

3.2 景觀生態風險評價

研究區景觀生態風險由景觀干擾度指數和脆弱度指數共同決定，計算得出南山國際旅游基地景區礦區（樣區）2000年、2016年兩個時期的景觀生態風險指數表。

表2 研究區各景觀類型生態風險指數

從各類景觀生態風險指數及整體景觀生態風險指數的評估結果來看，現狀年生態風險指數高于基期2000年，說明該區域的生態風險有所增加，景觀生態安全受到一定威脅。

4 整治對策建議

烏魯木齊南山區域是烏昌地區重要的生態屏障，是烏昌地區重要的產匯流區，具有烏昌水塔作用，對于烏昌地區的氣候調節具有顯著地調節功能。因此，保護南山生態環境對于烏昌地區生態系統完整性和可持續發展尤為重要。南山生態資源的開發利用，必須以保護為前提，施以綜合措施。

4.1 做好頂層設計，盡快批準實施南山國際景區總體規劃

土木工程施工技術是保證工程質量的關鍵，但是，我國的土木工程技術依舊遠遠落后于發達國家，因此，技術創新變得尤為重要，不僅提升施工效率，同時提高工程質量，而且大幅減少施工成本，降低污染。本文提出重要研究粉塵、噪音等污染、轉變傳統的建設思想、大力研發環保技術等方案，以期實現中國土木工程的可持續發展。

南山夏季是納涼避暑、休閑旅游，冬季冰雪運動的勝地，是新疆冬季冰雪旅游的龍頭基地。按照自治區黨委“綠水青山就是金山銀山、冰天雪地也是金山銀山”的理念，編制南山國際景區總體規劃，以規劃指導南山國際景區的開發利用和建設。

4.2 建立并實施南山國際景區生態環境影響負面清單準入機制

按照南山區域生態系統格局、生態功能和生態環境質量的要求，建立南山國際景區生態環境影響負面清單，對生態環境產生較大不良影響的開發建設活動和項目禁止建設，對生態環境有一定不良影響的項目必須附加保護治理措施，嚴格限制。通過負面清單準入機制，嚴格管控南山國際景區開發和建設活動。

4.3 限期退出南山國際景區內的礦山開發

2009年至2015年期間，南山國際景區煤炭、花崗巖、膨潤土、石灰石等礦產資源在新疆不屬于緊缺稀有資源，應當分期分批逐步退出，還南山國際景區自然生態景觀環境。

4.4 啟動南山國際景區生態環境綜合整治項目

建議政府牽頭組織相關部門提出南山國際景區生態環境綜合整治規劃，啟動并實施生態環境綜合和整治項目。參考文獻

[1]張思鋒,劉晗夢.生態風險評價方法述評[J].生態學報,2010,30(10):2735-2744.

[2]付在毅,許學工.區域生態風險評價[J].地球科學進展,2001,16(2):267-271.

[3]殷賀,王仰麟,蔡佳亮,呂曉芳,劉小茜.區域生態風險評價研究進展[J].生態學雜志,2009,28(5):969-975.

[4]陳虎維,郭昭華.露天煤礦土地復墾生態重建[J].露天采礦技術,2005,21(5):79-78.

[5]賈媛,曹玲嫻.煤炭礦區生態風險評價方法研究[J].環境科學與管理,2011,36(4):177-182

[6]程建龍,陸兆華,范英宏.露天煤礦區生態風險評價方法[J].生態學報,2004,24(12):2945-2950.

[7]常青,邱瑤,謝苗苗,彭建.基于土地破壞的礦區生態風險評價:理論與方法[J].生態學報,2012,32(16):5164-5174.