草原區(qū)煤電基地開發(fā)生態(tài)環(huán)境時(shí)空響應(yīng)及綜合評(píng)價(jià)

邵亞琴,汪云甲,李永峰,張 華，吳志剛，劉競(jìng)龍

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 自然資源部國(guó)土環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221008; 2.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)與煤炭學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010; 3.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院，江蘇 徐州 221008; 4.神華北電勝利能源有限公司，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000)

草原區(qū)煤電基地開發(fā)在滿足我國(guó)能源戰(zhàn)略需求的同時(shí)，給區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)帶來了巨大沖擊，引發(fā)眾多生態(tài)問題，如土地?fù)p毀、地下水位下降、大氣污染等[1]，生態(tài)擾動(dòng)表現(xiàn)方式和演變機(jī)制各不相同，累積效應(yīng)顯著[2]，嚴(yán)重影響了區(qū)域能源保障和生態(tài)屏障作用的發(fā)揮，土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)亟待加強(qiáng)[3-4]。實(shí)現(xiàn)煤電基地生態(tài)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和合理評(píng)價(jià)，為煤電基地生態(tài)環(huán)境監(jiān)管和修復(fù)補(bǔ)償提供依據(jù)，是促進(jìn)煤電基地生態(tài)文明建設(shè)的重大課題。

生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)多以其生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展特點(diǎn)為依據(jù)，基于協(xié)同理論[5]、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)[6]、生命周期[7]、解釋結(jié)構(gòu)模型[8]等理論分析方法，建立生態(tài)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)制，識(shí)別生態(tài)擾動(dòng)因子，構(gòu)建不同的生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)體系和概念模型，通過多種途徑和手段獲取指標(biāo)數(shù)據(jù)，針對(duì)煤電基地主要在生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)[9]、生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)[10]、土地退化評(píng)價(jià)[11]及修復(fù)對(duì)策[12]、植被覆蓋損害及變化評(píng)價(jià)[13-15]、大氣容量評(píng)價(jià)[16]、電廠群空氣質(zhì)量監(jiān)管[17-18]和水資源評(píng)價(jià)[19-20]等方面取得一定的研究成果。

其中針對(duì)生態(tài)效應(yīng)、生態(tài)脆弱性等評(píng)價(jià)多從研究的角度出發(fā)構(gòu)建理論模型，考慮資源開發(fā)、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)等多方面因素，建立具有多層次多指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系，該類評(píng)價(jià)體系雖然較全面的反映了在資源開發(fā)驅(qū)動(dòng)下生態(tài)環(huán)境的變化和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，但在評(píng)價(jià)過程中部分指標(biāo)數(shù)據(jù)很難實(shí)時(shí)獲取，不利于實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)。由于該類評(píng)價(jià)沒有統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，主觀性較強(qiáng)，與國(guó)家的政策法規(guī)銜接困難，適用范圍受限。而針對(duì)土地、植被、大氣、水體的獨(dú)立評(píng)價(jià)，可作為綜合評(píng)價(jià)分指標(biāo)建立的參考，特別是通過遙感等多源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)獲取指標(biāo)數(shù)據(jù)，為本文建立綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系提供了技術(shù)借鑒。

草原區(qū)煤電基地開發(fā)規(guī)模巨大且時(shí)序較長(zhǎng)，為實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)過程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)和綜合評(píng)價(jià)結(jié)果有據(jù)可依，筆者參照國(guó)家生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范，考慮實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的可行性，針對(duì)其生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)，建立草原區(qū)煤電基地綜合評(píng)價(jià)體系，該評(píng)價(jià)體系包含1個(gè)綜合指數(shù)和5個(gè)分指數(shù)。綜合評(píng)價(jià)對(duì)于全面反映煤電基地生態(tài)環(huán)境狀況及其時(shí)空發(fā)展趨勢(shì)具有重要意義。

筆者選擇典型的草原區(qū)勝利煤電基地為研究區(qū)域，基于SA(System Analysis)模型構(gòu)建合理的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，借助多源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)獲取指標(biāo)數(shù)據(jù)，綜合評(píng)價(jià)和分析研究區(qū)域2000年，2005年，2010年和2015年生態(tài)環(huán)境狀況及其時(shí)空變化，并提出生態(tài)環(huán)境管控與修復(fù)對(duì)策，為草原區(qū)煤電基地實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供有效途徑。

1 研究區(qū)域概況

內(nèi)蒙古中東部草原區(qū)勝利煤電基地，2005年開始大規(guī)模開發(fā)，位于錫林浩特市西北郊，其中包含的勝利煤田延西南-東北走向,地理坐標(biāo)為東經(jīng)115.907°～116.442°，北緯43.904°～44.231°，劃分為6個(gè)露天煤礦、1個(gè)露天鍺礦、3個(gè)井工煤礦，目前有5個(gè)露天煤礦已投產(chǎn)，其中勝利一號(hào)露天煤礦的規(guī)模最大;同時(shí)勝利煤電基地規(guī)劃建設(shè)坑口電廠群項(xiàng)目?？紤]到煤田南部緊鄰錫林浩特市市區(qū)及坑口電廠規(guī)劃的空間位置，且煤田外有國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，故以勝利煤田邊界向外擴(kuò)展12 km作為研究區(qū)域[21](圖1)。

研究區(qū)域內(nèi)以高地草原為主，海拔為939～1 319 m，主要特點(diǎn)是風(fēng)大、干旱、寒冷。植被類型以典型草原和草甸草原為主，伴有小面積的荒漠草原和沙地植被。土壤類型以栗鈣土為主，錫林河兩岸伴有少量石灰性草甸土、草甸沼澤土和潮土。

圖1 研究區(qū)域區(qū)位Fig.1 Study area location

2 數(shù)據(jù)來源

本文以多源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)為手段，獲取的數(shù)據(jù)類型主要包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和調(diào)查數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)用途、數(shù)據(jù)來源計(jì)數(shù)據(jù)周期見表1。

表1 多源數(shù)據(jù)的類型、用途、來源和時(shí)間周期
Table 1 Types,uses,sources and time periods of multi-source data

多源數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)用途數(shù)據(jù)來源時(shí)間周期Landsat TM/OLI土地利用分類地理空間數(shù)據(jù)云2000年、2005年、2010年、2015年共4期OMI Level-2 SO2和NO2數(shù)據(jù)產(chǎn)品反演SO2和NO2柱狀濃度2005—2015年共11 aMOD13Q1 16 d、250 m植被指數(shù)提取植被指數(shù)美國(guó)國(guó)家航空航天局2000—2017年共18 a監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)MOD/MYD04_3K反演AOD厚度2000年、2005年、2010年、2015年共4期SRTM/ASTERDEM土壤侵蝕估算地理空間數(shù)據(jù)云2000年露天礦年際采掘工程平面圖地形地貌的更新露天礦技術(shù)部2005—2015年共11 a研究區(qū)域AQI數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)驗(yàn)證分析資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺(tái)2015年錫林浩特市原煤產(chǎn)量和火力發(fā)電量輔助分析錫林郭勒盟統(tǒng)計(jì)局2000—2017年共18 a統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)人口和GDP空間分布數(shù)據(jù)輔助分析2000年、2005年、2010年、2015年共4期土壤類型空間分布數(shù)據(jù)土壤侵蝕估算資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺(tái)1995年植被類型空間分布數(shù)據(jù)土地利用分類2001年降雨逐日數(shù)據(jù)土壤侵蝕估算中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)2000—2017年共18 a調(diào)查數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)照片、視頻輔助分析現(xiàn)場(chǎng)采集2016—2019年每年的5—10月

3 研究方法

3.1 基于SA的煤電基地復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)分析

復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)最早由我國(guó)生態(tài)學(xué)家馬世駿提出，指以自然本底環(huán)境為載體，人類行為為主導(dǎo)、資源開發(fā)為命脈、經(jīng)濟(jì)社會(huì)管理體制為依托的人工生態(tài)系統(tǒng)[22]。為了研究煤炭資源開發(fā)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的擾動(dòng)規(guī)律，眾多學(xué)者建立了煤礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，將其劃分為煤礦區(qū)資源開發(fā)子系統(tǒng)、煤礦區(qū)環(huán)境子系統(tǒng)和煤礦區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)，在煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境驅(qū)動(dòng)機(jī)理、生態(tài)環(huán)境累積效應(yīng)及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防控等研究中廣泛應(yīng)用[23-25]。

煤電基地生態(tài)系統(tǒng)是在煤礦區(qū)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的典型人工生態(tài)系統(tǒng)，為了突出生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、管理和評(píng)價(jià)的重要作用，本文將草原區(qū)煤電基地復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)劃分為煤電資源開發(fā)子系統(tǒng)、資源環(huán)境子系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境監(jiān)管子系統(tǒng)，分析煤電基地開發(fā)驅(qū)動(dòng)下生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展過程。其中，煤電資源開發(fā)子系統(tǒng)描述煤炭開采和電廠開發(fā)的不同組合模式及其對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響，主要包括原煤產(chǎn)量和火力發(fā)電量;社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)描述的是煤電開發(fā)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來的影響，包括煤電基地人口及GDP的變化;資源環(huán)境子系統(tǒng)以土地、水體和大氣為空間載體，反映煤電開發(fā)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響;生態(tài)環(huán)境監(jiān)管子系統(tǒng)描述了不同的開發(fā)調(diào)控政策與管理決策對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。各子系統(tǒng)相互獨(dú)立又互相影響(圖2)。

圖2 煤電基地各子系統(tǒng)相互影響關(guān)系Fig.2 Interaction among subsystem eco-environment system in Coal-Electricity Base

3.2 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

根據(jù)草原區(qū)煤電基地系統(tǒng)分析可知，在煤電基地不斷開發(fā)的推動(dòng)下，土地、植被、水體和大氣等環(huán)境要素不斷發(fā)生變化，相互耦合并逐漸累積，主要體現(xiàn)在土地利用與植被覆蓋變化、土壤侵蝕程度、生物多樣性變化及大氣環(huán)境污染等方面。

目前生態(tài)環(huán)境狀況多采用指標(biāo)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過計(jì)算比較區(qū)域生態(tài)環(huán)境時(shí)間軸的指標(biāo)值，評(píng)估生態(tài)環(huán)境的變化趨勢(shì)和補(bǔ)償修復(fù)的效果。原環(huán)境保護(hù)部在2015年頒布的新版《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》[26](HJ 192—2015)(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)，各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)科學(xué)合理概括了區(qū)域生態(tài)環(huán)境的響應(yīng)因子，本文以此為基礎(chǔ)，考慮指標(biāo)數(shù)據(jù)通過多源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的可獲取性及草原區(qū)勝利煤電基地區(qū)域生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)，選取5個(gè)分指數(shù)和1個(gè)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。根據(jù)選取的各分指數(shù)的內(nèi)涵及研究區(qū)域土地利用與植被覆蓋變化、土壤侵蝕程度、生物多樣性變化及大氣環(huán)境污染的特點(diǎn)，構(gòu)建了層次結(jié)構(gòu)模型(圖3)，重新設(shè)置評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了草原區(qū)煤電基地生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)體系。

圖3 草原區(qū)煤電基地生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系層次 結(jié)構(gòu)模型Fig.3 Hierarchical model of comprehensive evaluation index system for eco-environment in prairie coal-electricity base

(1)生物豐度指數(shù)EIbio

EIbio=Abio(wg1ag1+wg2ag2+wlal+wfaf+

wwaw+wmam+wcac+wbab)/a

(1)

式中，EIbio值越高，生物多樣性水平越高;Abio為生物豐度指數(shù)的歸一化系數(shù);wg1，wg2，wl，wf，ww，wm，wc，wb分別為草原、草甸、耕地、林地、水體、露天礦區(qū)及電廠區(qū)、建設(shè)用地和裸地的權(quán)重;a為研究區(qū)域總面積;ag1，ag2，al，af，aw，am，ac，ab分別為草原、草甸、耕地、林地、水體、露天礦區(qū)及電廠區(qū)、建設(shè)用地和裸地的面積。

(2)植被覆蓋指數(shù)EIveg

(2)

式中，EIveg值越高，植被覆蓋度越高;Aveg為植被覆蓋指數(shù)的歸一化指數(shù);Pi為5—9月像元NDVI(Normalized Difference Vegetation Index，NDVI)月最大值的均值。

(3)地表水網(wǎng)密度指數(shù)EIden

EIden=Awaw/a

(3)

式中，EIden值越高，地表水系越豐富;Aw為地表水網(wǎng)密度指數(shù)的歸一化系數(shù)。

(4)土地脅迫指數(shù)EIero

EIero=Aero(w1a1+w2a2+w3a3+w4a4)

(4)

式中，EIero值越高，土地脅迫越嚴(yán)重;Aero為土地脅迫指數(shù)的歸一化系數(shù);w1,w2,w3,w4為重度侵蝕、中度侵蝕、露天礦區(qū)及電廠區(qū)和未擾動(dòng)自然侵蝕面積的權(quán)重;a1,a2,a3,a4為重度侵蝕、中度侵蝕、露天礦區(qū)及電廠區(qū)和未擾動(dòng)自然侵蝕的面積。

(5)大氣污染指數(shù)EIpol

EIpol=A(NO2)w(NO2)D(NO2)+A(SO2)

w(SO2)D(SO2)+AAODwAODDAOD

(5)

式中，EIpol值越高，大氣污染越嚴(yán)重，A(NO2)，A(SO2)，AAOD分別為NO2，SO2和AOD的歸一化系數(shù);w(NO2)，w(SO2)，wAOD為NO2，SO2和AOD的權(quán)重;D(NO2)，D(SO2)，DAOD為NO2，SO2和AOD的排放量。

(6)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)MEICE

基于上述5個(gè)分指數(shù)通過線性加權(quán)求和獲得的草原區(qū)煤電基地綜合生態(tài)評(píng)價(jià)指數(shù)MEICE(Multi-source Ecological Index of Prairie Coal-Electricity Base,MEICE):

MEICE=wbioEIbio+wvegEIveg+wdenEIden+

wero(100-EIero)+wpol(100-EIpol)

(6)

其中，wbio，wveg，wden，wero，wpol分別為5個(gè)分指數(shù)的權(quán)重。從指數(shù)計(jì)算公式可以看出，生境質(zhì)量指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)和地表水網(wǎng)密度指數(shù)越高，土地脅迫指數(shù)和大氣污染指數(shù)越低時(shí)，MEICE越高，生態(tài)環(huán)境狀況越好。

3.3 評(píng)價(jià)方法

3.3.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理

曾祥芹先生提交了兩篇論文，一篇《曾子是<大學(xué)> 的解經(jīng)傳主》，從文章版本學(xué)、文章閱讀學(xué)、文章寫作學(xué)的視點(diǎn)，論證學(xué)術(shù)界爭(zhēng)論已久、懸而未解的難題：《大學(xué)》的作者，給出了研究歷史文化的一個(gè)新的思路。在《論曾子 <大學(xué)> 的章法結(jié)構(gòu)》一文中，曾祥芹先生提出“書本是文章的最大單位”這一重要命題，他認(rèn)為不研究“書本型”的文章，將會(huì)大大縮小文章學(xué)的視野，不利于文章價(jià)值的發(fā)掘。曾祥芹先生通過對(duì)《大學(xué)》逐句的微觀的細(xì)膩的考察，理清《大學(xué)》句間關(guān)系，進(jìn)而考察章間關(guān)系，梳理出《大學(xué)》組句成章、組章成書的章法結(jié)構(gòu)，由此揭示了文章傳播學(xué)在語(yǔ)言結(jié)構(gòu)上的變通原則和包容精神。大學(xué)大學(xué)

(1)土地利用分類

利用ENVI5.3對(duì)Landsat TM/OLI影像進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)研究區(qū)域地物波譜特征選擇最佳波段組合，參照原國(guó)土資源部修訂的最新分類標(biāo)準(zhǔn)[27]，根據(jù)研究區(qū)域的特點(diǎn)，采用支持向量機(jī)監(jiān)督分類與目視解譯相結(jié)合的方法[28]，將研究區(qū)域土地利用類型分為草原、草甸、建設(shè)用地、露天礦區(qū)及電廠區(qū)、林地、耕地、水域及裸地等8種類型，4期影像分類結(jié)果總體精度均高于90%，同時(shí)Kappa系數(shù)均在0.8以上，滿足解譯精度要求。

(2)植被指數(shù)

研究區(qū)域于5月草場(chǎng)開始返青，10月基本枯黃，故下載了研究區(qū)域每年5—9月的該研究區(qū)域MOD13Q1 NDVI產(chǎn)品，采用最大值合成法計(jì)算了5—9月NDVI最大值的平均值，能夠代表研究區(qū)域全年的植被覆蓋情況。

(3)SO2,NO2柱狀濃度和氣溶膠厚度

將OMI衛(wèi)星Level-2 SO2和NO2數(shù)據(jù)產(chǎn)品的原始條帶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成點(diǎn)狀數(shù)據(jù)并對(duì)點(diǎn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值，空間分辨率為0.25°×0.25°[17]。

采用暗像元法和深藍(lán)算法相結(jié)合[29-30]，基于MODIS L1B數(shù)據(jù)產(chǎn)品反演研究區(qū)域的氣溶膠厚度(Aerosol Optical Depth，AOD)。

本文利用資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺(tái)上下載的2015年的SO2,NO2數(shù)據(jù)及氣溶膠主要成分PM2.5,PM10的數(shù)據(jù)，與遙感反演數(shù)據(jù)月均值進(jìn)行歸一化比較驗(yàn)證，其person相關(guān)系數(shù)分別為0.72,0.94,0.65和0.68，相關(guān)性顯著，表明遙感反演數(shù)據(jù)能夠較好的反映大氣環(huán)境質(zhì)量狀況的變化。

(4)土壤侵蝕估算

Av=-47.07lnv+217.25

(7)

其中，Av為該區(qū)域土壤風(fēng)力侵蝕模數(shù);v為植被覆蓋度，當(dāng)P<0.01時(shí)，R2=0.948 1，二者的相關(guān)性十分顯著。

基于修正通用土壤流失方程RUSLE估算研究區(qū)域水蝕模數(shù)[32]。其計(jì)算公式為

A=RKLSCP

(8)

式中，A為土壤水力侵蝕模數(shù);R為降雨侵蝕力因子;K為土壤可蝕性因子;L為坡長(zhǎng)因子;S為坡度因子;C為植被覆蓋與管理因子;P為水土保持措施因子。

研究區(qū)域風(fēng)蝕和水蝕在空間上疊加，時(shí)間上交錯(cuò)，研究區(qū)域的土壤侵蝕總模數(shù)可以利用水力侵蝕模數(shù)和風(fēng)力侵蝕模數(shù)的空間疊加運(yùn)算:

As=A+Av

(9)

式中，As為研究區(qū)域的土壤侵蝕總模數(shù)。

根據(jù)本文提出的土壤侵蝕復(fù)合模型，定量估算的2000年和2005年未受煤電基地開發(fā)影響和影響較小時(shí)的土壤侵蝕模數(shù)結(jié)果，對(duì)照《內(nèi)蒙古土壤侵蝕圖》[33]，與其侵蝕等級(jí)基本一致，說明該方法具有一定的適用性。

3.3.2權(quán)重的確定

本文采用層次分析法確定了不同層次各指標(biāo)的權(quán)重(圖3)。

層次分析法[34]首先構(gòu)建層級(jí)結(jié)構(gòu)模型，并對(duì)各層次因子按照兩兩比較法建立相對(duì)重要性判斷矩陣，計(jì)算判斷矩陣的特征根、特征向量，找出最大特征根λmax及相應(yīng)的特征向量w，計(jì)算一致性指標(biāo)CI(Consistency Index,CI)，查表找到相應(yīng)階段n的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI(Random Index,RI)，按照下式計(jì)算一致性比例CR，當(dāng)CR≤0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣的一致性在接受范圍，特征向量w可作為權(quán)重向量，否則需要重新計(jì)算。

(10)

CR=CI/RI

(11)

3.3.3數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

在計(jì)算MEICE之前，各分指數(shù)需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，歸一化指數(shù)Ai的作用就是使各系數(shù)的計(jì)算結(jié)果落入指定取值區(qū)間，此次評(píng)價(jià)選取的區(qū)間是[0,100]，MEICE的計(jì)算值也在該區(qū)間內(nèi)，歸一化系數(shù)的計(jì)算方法為

(12)

式中，Imax為各分指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化前的最大值。

3.3.4生態(tài)環(huán)境狀況分級(jí)與變化分析標(biāo)準(zhǔn)

參照《規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，按生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指數(shù)將生態(tài)環(huán)境狀況分為5個(gè)等級(jí)(表2);同時(shí)，為了分析生態(tài)環(huán)境狀況的指數(shù)與基準(zhǔn)值的變化情況，按表3劃分其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化幅度和波動(dòng)變化幅度。

表2 生態(tài)環(huán)境狀況分級(jí)
Table 2 Classification grades of eco-environment status

級(jí)別優(yōu)良一般較差差指數(shù)EI≥7555≤EI≤7535≤EI≤5520≤EI≤35EI<20

表3 生態(tài)環(huán)境狀況變化度及波動(dòng)分級(jí)
Table 3 Classification grades of eco-environment changesand gradation

變化值|ΔEI|<11≤|ΔEI|<33≤|ΔEI|<8|ΔEI|≥8變化級(jí)別無明變化略微變化明顯變化顯著變化波動(dòng)分級(jí)穩(wěn)定波動(dòng)較大波動(dòng)劇烈波動(dòng)

4 生態(tài)環(huán)境多時(shí)空尺度綜合評(píng)價(jià)

4.1 煤電基地宏觀尺度評(píng)價(jià)

以煤電基地宏觀尺度評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境狀況能夠有效的反映生態(tài)環(huán)境的全局狀況。首先基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理結(jié)果完成各分指數(shù)的計(jì)算并進(jìn)行歸一化，得到研究區(qū)域全局評(píng)價(jià)指數(shù)(表4)。

表4 勝利煤電基地綜合生態(tài)評(píng)價(jià)指數(shù)計(jì)算結(jié)果
Table 4 Calculation results of comprehensive ecological evaluation index in Shengli Coal-Electricity Base

年份生物豐度指數(shù)植被覆蓋指數(shù)地表水網(wǎng)密度指數(shù)土地脅迫指數(shù)大氣污染指數(shù)SO2NO2AOD大氣污染綜合指數(shù)綜合指數(shù)2000年10067.2531.588.216.4618.4291.2636.0965.442005年97.9683.4210059.4840.060.0587.5661.3176.302010年89.9180.5319.6684.5810095.1110098.2961.502015年93.3110060.4410068.8310094.0387.3060.80

(1)研究區(qū)域15年4期的整體生態(tài)環(huán)境狀況均達(dá)到了良好及以上水平。

(2)2000—2005年煤電基地開發(fā)規(guī)模較小，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較小。據(jù)調(diào)查，2000年以前我國(guó)對(duì)草地資源、礦產(chǎn)資源等自然資源的開發(fā)屬于粗放掠奪式，致使生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視和群眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，2000年以后全國(guó)開始大規(guī)模開展生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)，2000—2005年ΔEI=10.86，生態(tài)環(huán)境整體狀況顯著變好。

(3)2005—2015年研究區(qū)域內(nèi)煤電基地大規(guī)模開發(fā)，同時(shí)伴隨城市不斷發(fā)展和擴(kuò)張，人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響類型和程度不斷增加，造成生態(tài)環(huán)境狀況顯著惡化;特別是2005—2010年間，煤電基地開發(fā)處于快速發(fā)展期，生態(tài)環(huán)境惡化程度顯著。2010—2015年，受煤電基地土地復(fù)墾和環(huán)境修復(fù)等因素的影響，生態(tài)環(huán)境全局狀況無明顯變化。

4.2 基于功能區(qū)評(píng)價(jià)

為了突出煤電基地開發(fā)對(duì)研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響，按我國(guó)生態(tài)功能單元的定義，本文將其劃分為露天礦區(qū)及電廠區(qū)、城鄉(xiāng)建設(shè)區(qū)、農(nóng)牧林區(qū)，根據(jù)多源生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系得到各功能單元生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)結(jié)果，見表5。

(1)露天礦區(qū)和電廠區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況在2000—2010年處于惡化趨勢(shì)，2010—2015年有所好轉(zhuǎn)，與排土場(chǎng)復(fù)墾關(guān)系密切。

(2)城鄉(xiāng)建設(shè)區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況則處于一般偏上和良好狀態(tài)，較適合人類居住。

(3)農(nóng)牧林區(qū)的生態(tài)環(huán)境則一直處于良好以上的狀態(tài)，植被覆蓋度較高，生物多樣性較豐富。

表5 各功能單元綜合生態(tài)評(píng)價(jià)指數(shù)計(jì)算結(jié)果
Table 5 Calculation results of comprehensive ecologicalevaluation index of each functional unit

年份露天礦區(qū)及電廠區(qū)城鄉(xiāng)建設(shè)區(qū)農(nóng)牧林區(qū)2000年32.9556.9673.192005年28.2160.5074.582010年23.7651.1572.132015年23.6650.8270.43

4.3 基于最適宜格網(wǎng)單元的評(píng)價(jià)

4.3.1最適宜格網(wǎng)的選擇

本文通過變異系數(shù)的計(jì)算確定最適宜評(píng)價(jià)格網(wǎng)評(píng)價(jià)單元，變異系數(shù)越大，說明該尺度的格網(wǎng)單元是研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)空間分異的最佳格網(wǎng)單元[35]，用以探測(cè)研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境的時(shí)空變化規(guī)律。變異系數(shù)為

(13)

圖4為研究區(qū)域4年不同格網(wǎng)尺寸的變異系數(shù)變化曲線，其發(fā)展趨勢(shì)基本一致，變異系數(shù)在格網(wǎng)單元900 m×900 m時(shí)達(dá)到最大，故以此格網(wǎng)單元為最適宜評(píng)價(jià)單元。

圖4 不同格網(wǎng)尺寸下生態(tài)環(huán)境狀況綜合指數(shù)變異系數(shù)Fig.4 Coefficient of variation of ecological index under different grid sizes

4.3.2基于最適宜格網(wǎng)單元的時(shí)空評(píng)價(jià)

在最適宜格網(wǎng)900 m×900 m單元下進(jìn)行生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)，按表2對(duì)生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行分級(jí)(圖5)并進(jìn)行面積統(tǒng)計(jì)(表6)。

圖5 研究區(qū)域900 m×900 m格網(wǎng)單元生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)結(jié)果空間分布Fig.5 Spatial distribution of eco-environment assessment results under 900 m×900 m grid in study area

表6 900 m×900 m格網(wǎng)單元下生態(tài)環(huán)境狀況分級(jí)面積統(tǒng)計(jì)
Table 6 Statistics of eco-environment grading area under 900 m×900 m grid

生態(tài)環(huán)境狀況等級(jí)2000年面積/km2面積百分比/%2005年面積/km2面積百分比/%2010年面積/km2面積百分比/%2015年面積/km2面積百分比/%差16.200.8026.741.3464.803.2087.484.32較差86.274.2648.602.40106.965.29106.155.25一般1 533.5375.79345.8917.09601.6729.73878.7343.43良387.2519.141 602.0179.161 249.7861.77950.8946.99優(yōu)0.120.010.130.010.160.010.120.01

(1)2000年，研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況為一般等級(jí)的所占比例最大，為75.79%，其次是良好區(qū)域?yàn)?9.14%，生態(tài)環(huán)境狀況為優(yōu)的所占比例最小，為0.01%。

(2)2005年，研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況明顯好轉(zhuǎn)，良好區(qū)域所占比例上升為79.16%;2010年研究區(qū)域61.77%為生態(tài)環(huán)境良好區(qū)域，29.73%為一般區(qū)域，差和較差區(qū)域占8.49%，較2000年和2005年明顯增加;2015年，生態(tài)環(huán)境良好區(qū)域和一般區(qū)域分別為47%和43.43%，差和較差區(qū)域?yàn)?.57%，為研究期間比例最高。

(3)從2000年，2005年，2010年和2015年研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況等級(jí)的空間分布可知，形成以市區(qū)、居民點(diǎn)和露天礦區(qū)及電廠區(qū)為中心的階梯狀緩沖區(qū)，印證了城市建設(shè)、露天礦開采及電廠開發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面擾動(dòng)。

4.3.3生態(tài)環(huán)境時(shí)空變化分析

為了在最適宜格網(wǎng)單元下分析研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境的時(shí)空變化，將研究時(shí)段2000—2005年,2005—2010年,2010—2015年以及2000—2015年4個(gè)階段分別進(jìn)行生態(tài)環(huán)境狀況柵格差值運(yùn)算，參照表3進(jìn)行生態(tài)環(huán)境狀況變化度分級(jí)(圖6)，并進(jìn)行了各變化度等級(jí)的面積統(tǒng)計(jì)(表7)。

圖6 研究區(qū)域分階段生態(tài)環(huán)境變化度等級(jí)空間分布Fig.6 Spatial distribution of hierarchical eco-environment change degree in study area

表7 研究區(qū)域分階段生態(tài)環(huán)境變化度等級(jí)面積統(tǒng)計(jì)
Table 7 Statistics of hierarchical eco-environment change degree area in study area

生態(tài)環(huán)境狀況變化度等級(jí)2000—2005年面積/km2面積百分比/%2005—2010年面積/km2面積百分比/%2010—2015年面積/km2面積百分比/%2000—2015年面積/km2面積百分比/%顯著變差26.061.29512.7625.34298.5814.75186.479.22明顯變差29.091.44664.5232.84552.3827.30118.105.83略微變差15.610.76284.2614.05420.5420.78113.675.62無明顯變化61.893.05205.4310.15327.7816.20194.859.63略微變好109.595.42151.167.47205.1110.14253.7512.54明顯變好549.2427.15144.027.12177.568.78716.6435.42顯著變好1 231.8960.8961.223.0341.422.05439.8921.74

(1)由圖6和表7可知，2000—2005年，生態(tài)環(huán)境狀況顯著變好、明顯變好和略微變好的面積分別達(dá)到1 231.89，549.24和109.59 km2，分別占研究區(qū)域的60.89%，27.15%和5.42%，總計(jì)93.46%，變好為此期間生態(tài)環(huán)境狀況變化的主要趨勢(shì);顯著變差、明顯變差和略微變差的區(qū)域較小，主要集中在錫林浩特市城區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民點(diǎn)及露天礦區(qū)。

(2)2005—2010年，生態(tài)環(huán)境狀況顯著變差、明顯變差和略微變差的面積分別達(dá)到512.76，664.52和284.26 km2，分別占研究區(qū)域的25.34%，32.84%和14.05%，總計(jì)72.23%，變差是此期間生態(tài)環(huán)境狀況變化的主要趨勢(shì)，從其空間分布來看，露天礦區(qū)及電廠區(qū)包含在顯著變差的范圍內(nèi)，且沿省道S307出現(xiàn)一條明顯的顯著變差條帶狀區(qū)域，說明人類改造自然建設(shè)用地面積的不斷擴(kuò)大，對(duì)生態(tài)環(huán)境狀況影響非常明顯。

(3)2010—2015年，生態(tài)環(huán)境狀況顯著變差、明顯變差和略微變差的面積分別達(dá)到298.58，552.38和420.54 km2，分別占研究區(qū)域的14.75%，27.30%和20.78%，總計(jì)62.83%，較2005—2010年，變差的比例降低了近10%，但仍為研究區(qū)域主要的變化趨勢(shì);生態(tài)環(huán)境狀況無明顯變化的區(qū)域有327.78 km2，占研究區(qū)域的16.2%，呈分散分布;顯著變好區(qū)域面積為41.42 km2主要分布分區(qū)域?yàn)槁短斓V區(qū)已復(fù)墾排土場(chǎng)、城市濕地公園、耕地及省道S307沿線。

(4)2000—2015年，時(shí)間跨度涵蓋前3個(gè)時(shí)段，生態(tài)環(huán)境狀況顯著變好、明顯變好和略微變好的面積分別達(dá)到439.89，716.64和253.75 km2，分別占研究區(qū)域的21.74%，35.72%和12.54%，總計(jì)69.7%，變好為長(zhǎng)時(shí)間跨度生態(tài)環(huán)境狀況變化的主要趨勢(shì)。生態(tài)環(huán)境狀況顯著變差、明顯變差和略微變差的區(qū)域在空間分布上則顯得尤為突出，露天礦區(qū)、電廠區(qū)、錫林浩特市城區(qū)及城鎮(zhèn)居民點(diǎn)沿省道S307兩側(cè)分布，尤其是露天礦開采區(qū)及電廠區(qū)以顯著變差為主，突出了煤電基地開發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的主體趨勢(shì)。

5 結(jié)果討論與生態(tài)環(huán)境管控對(duì)策

勝利煤電基地生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)和分析結(jié)果顯示，2005年以來，隨著煤電開發(fā)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，生態(tài)環(huán)境顯著惡化的區(qū)域主要集中在露天開采區(qū)、電廠開發(fā)區(qū)和錫林浩特市城區(qū)。根據(jù)研究區(qū)域歷年來的原煤產(chǎn)量和火力發(fā)電量及研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境分級(jí)狀況，統(tǒng)計(jì)了2005年，2010年和2015年研究區(qū)域累積原煤產(chǎn)量和火力發(fā)電量及各年生態(tài)環(huán)境狀況等級(jí)為差和較差的總面積，并進(jìn)行了Person相關(guān)性分析，累積原煤產(chǎn)量和火力發(fā)電量與研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境累積惡化總面積的相關(guān)系數(shù)均為0.855，表明煤電開發(fā)是研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡化的主要驅(qū)動(dòng)力。

按當(dāng)前趨勢(shì)發(fā)展，煤電基地開發(fā)規(guī)模不斷擴(kuò)大，如果生態(tài)環(huán)境修復(fù)不及時(shí)治理不到位，生態(tài)環(huán)境損毀勢(shì)必會(huì)逐漸加劇，影響國(guó)家能源計(jì)劃的執(zhí)行。這就需要在國(guó)家的宏觀調(diào)控政策下，依據(jù)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，基于多源動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，對(duì)開發(fā)過程生態(tài)環(huán)境的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、監(jiān)督和管理。

5.1 “監(jiān)測(cè)-評(píng)價(jià)-管理”三位一體的多源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的搭建

以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)搭建草原區(qū)煤電基地“監(jiān)測(cè)-評(píng)價(jià)-管理”三位一體的多源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)(圖7)，為草原區(qū)煤電基地生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供技術(shù)支撐，為評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果公開發(fā)布，實(shí)現(xiàn)管理公開化，以達(dá)到社會(huì)監(jiān)督管理的目的。

圖7 “監(jiān)測(cè)—評(píng)價(jià)—管理”三位一體監(jiān)測(cè)平臺(tái)的基本架構(gòu)Fig.7 Basic framework of “monitoring-evaluation- management” trinity monitoring platform

該平臺(tái)自下而上以“管理—評(píng)價(jià)—監(jiān)測(cè)”順序構(gòu)建，能夠靈活處理新情況，如管理目標(biāo)的變更、評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的更新、國(guó)家新政策的實(shí)施以及多源監(jiān)測(cè)新技術(shù)的進(jìn)場(chǎng)。該平臺(tái)的工作流程如下:

(1)明確管理目標(biāo)。針對(duì)研究區(qū)域的開發(fā)計(jì)劃確定階段性管理目標(biāo)，管理目標(biāo)不同，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不同，監(jiān)測(cè)重點(diǎn)不同?？砂纯臻g區(qū)域確定管理目標(biāo)，如可將整個(gè)研究區(qū)域作為一個(gè)整體管理目標(biāo)，可以以擾動(dòng)源為管理目標(biāo)，如煤礦、火電廠或城區(qū)，也可以以擾動(dòng)源功能區(qū)為管理目標(biāo)，如露天礦排土場(chǎng)、井工礦塌陷區(qū)等;可按環(huán)境單元?jiǎng)澐止芾韰^(qū)，如土地環(huán)境、水環(huán)境和大氣環(huán)境。

(2)選擇(制定)評(píng)價(jià)體系。根據(jù)管理目標(biāo)，確定評(píng)價(jià)體系，可以制定綜合指標(biāo)體系，也可以是單指標(biāo)體系，如研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、排土場(chǎng)復(fù)墾率、大氣質(zhì)量綜合指數(shù)等。

(3)獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過多源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，獲取評(píng)價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、歸一化處理。

(4)計(jì)算評(píng)價(jià)指數(shù)。根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算評(píng)價(jià)指數(shù)，并按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)結(jié)果的分級(jí)和判定。

(5)依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行監(jiān)督管理。針對(duì)管理目標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的，依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行相關(guān)的處罰，并責(zé)令整改修復(fù)、嚴(yán)重時(shí)需要調(diào)整開發(fā)規(guī)模和生產(chǎn)計(jì)劃，其生態(tài)環(huán)境進(jìn)入新一輪周期“監(jiān)測(cè)—評(píng)價(jià)—管理”;管理目標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)的，可根據(jù)規(guī)定調(diào)整其“監(jiān)測(cè)-評(píng)價(jià)-管理”周期。在“監(jiān)測(cè)-評(píng)價(jià)-管理”不斷循環(huán)中，不斷更新評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以最新政策進(jìn)行監(jiān)督管理。

5.2 草原區(qū)煤電基地生態(tài)環(huán)境修復(fù)“5W+2H+E”循環(huán)管理模式的建立

5.2.1循環(huán)管理模式的建立

草原區(qū)煤電基地“監(jiān)測(cè)—評(píng)價(jià)—管理”多源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)搭建完成后，建立科學(xué)的管理模式能夠促進(jìn)該平臺(tái)監(jiān)測(cè)管理功能的發(fā)揮。“5W+2H+E”源于管理學(xué)，將“5W+2H+E”應(yīng)用草原區(qū)煤電基地生態(tài)環(huán)境的循環(huán)管理，主要目的是利用該方法的周密性，在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)過程中，對(duì)于遭到嚴(yán)重破壞區(qū)域生態(tài)環(huán)境的修復(fù)進(jìn)行管理和監(jiān)督，由于煤電基地潛在擾動(dòng)源較多，生態(tài)環(huán)境影響因素復(fù)雜，可防止管理疏漏造成生態(tài)環(huán)境再度惡化，“5W+2H+E”的含義見表8。

表8 草原區(qū)煤電基地生態(tài)環(huán)境“5W+2H+E”循環(huán)管理模式
Table 8 “5W+2H+E” cycle management model ofeco-environment in prairie coal-electricity base

表達(dá)方式管理學(xué)含義草原區(qū)煤電基地循環(huán)管理模式含義W(What)目的、內(nèi)容生態(tài)環(huán)境惡化區(qū)域修復(fù)的監(jiān)督和管理W(Who)相關(guān)人員責(zé)任負(fù)責(zé)人W(Where)地點(diǎn)或區(qū)域修復(fù)區(qū)域W(When)時(shí)間或周期修復(fù)起始時(shí)間及修復(fù)周期W(Why)緣由或起因生態(tài)環(huán)境不達(dá)標(biāo)H(How)解決辦法修復(fù)方案H(How much)預(yù)算修復(fù)成本及投入E(Effect)結(jié)果、效果修復(fù)效果評(píng)價(jià)

5.2.2應(yīng)用分析

本文對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的結(jié)果顯示，2000—2015年間生態(tài)環(huán)境明顯變差的區(qū)域主要集中在露天礦區(qū)、電廠區(qū)和城區(qū)，尤其是露天礦的剝離區(qū)、采坑和排土場(chǎng)，這些區(qū)域植被覆蓋度低，土壤侵蝕嚴(yán)重，揚(yáng)塵肆虐，生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理需要及時(shí)加強(qiáng)。針對(duì)研究區(qū)域內(nèi)勝利一號(hào)露天礦已到界的外排土場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要通過其植被覆蓋度(可通過遙感反演獲得)判斷其復(fù)墾情況，按“5W+2H+E”模式進(jìn)行管理，見表9。

據(jù)排土場(chǎng)復(fù)墾經(jīng)驗(yàn)，排土場(chǎng)復(fù)墾達(dá)到預(yù)期效果周期一般為3～5 a，北排土場(chǎng)、南排土場(chǎng)和沿幫排土場(chǎng)的復(fù)墾周期均達(dá)到了3 a以上，根據(jù)2017年的監(jiān)測(cè)結(jié)果，北排土場(chǎng)和沿幫排土場(chǎng)的植被覆蓋度均值都未達(dá)到50%，不符合《勝利一號(hào)露天礦土地復(fù)墾與生態(tài)恢復(fù)實(shí)時(shí)方案》的要求，需要及時(shí)修復(fù)，南排土場(chǎng)雖然植被覆蓋度平均值達(dá)到復(fù)墾要求，但是部分空間區(qū)域植被覆蓋度較低，也需要重點(diǎn)修復(fù)。各排土場(chǎng)需要修復(fù)的空間區(qū)域可根據(jù)圖8結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果獲得，并通過責(zé)任人制定修復(fù)方案和修復(fù)計(jì)劃并執(zhí)行，待2020年監(jiān)測(cè)其植被覆蓋變化情況判斷其修復(fù)效果，期間也可定期監(jiān)測(cè)其植被覆蓋情況是否有所好轉(zhuǎn)，督促其責(zé)任人對(duì)修復(fù)計(jì)劃和修復(fù)方案的實(shí)施。

表9 勝利一號(hào)露天礦排土場(chǎng)“5W+2H+E”循環(huán)管理模式分析
Table 9 Analysis of “5W+2H+E” cycle management model of No.1 open-pit dump,Shengli

排土場(chǎng)名稱北排土場(chǎng)南排土場(chǎng)沿幫排土場(chǎng)到界時(shí)間2005年2008年2011年復(fù)墾情況(2017年植被覆蓋度)/%46.6265.9545.59復(fù)墾責(zé)任人勝利一號(hào)露天礦勝利一號(hào)露天礦勝利一號(hào)露天礦空間區(qū)域/萬m2134253610復(fù)墾時(shí)間(周期)2006—2009年2007—2013年2011—2013年是否達(dá)標(biāo)否是否修復(fù)方案責(zé)任人制定責(zé)任人制定責(zé)任人制定修復(fù)投入按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算修復(fù)效果(2020年植被覆蓋度)待監(jiān)測(cè)待監(jiān)測(cè)待監(jiān)測(cè)

圖8 勝利一號(hào)露天礦排土場(chǎng)2017年植被覆蓋度空間分布Fig.8 Spatial vegetation coverage distribution of No.1 open-pit dump,Shengli in 2017

6 結(jié) 論

(1)2000—2015年，草原區(qū)勝利煤電基地生態(tài)環(huán)境整體狀況均為良好，且呈現(xiàn)先變好后變差的發(fā)展趨勢(shì);經(jīng)統(tǒng)計(jì)，生態(tài)環(huán)境狀況顯著變差、明顯變差和略微變差的區(qū)域占20.68%，主要分布在露天礦區(qū)及電廠區(qū)、錫林浩特市城區(qū)、城鎮(zhèn)居民點(diǎn)和省道S307兩側(cè)區(qū)域。

(2)2010—2015年，露天采區(qū)及電廠區(qū)、錫林浩特市城區(qū)及S307兩側(cè)出現(xiàn)明顯的變好區(qū)域，表明露天礦區(qū)排土場(chǎng)復(fù)墾、電廠控排、城市濕地公園建設(shè)及省道S307沿線綠化有效改善了生態(tài)環(huán)境狀況。

對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，評(píng)價(jià)結(jié)果與研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境實(shí)際狀況相符，說明本文針對(duì)草原區(qū)煤電基地建立的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系具有一定的科學(xué)可靠性，評(píng)價(jià)結(jié)果揭示了煤電基地開發(fā)及其生態(tài)修復(fù)措施對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響規(guī)律。后續(xù)可依據(jù)該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，基于“監(jiān)測(cè)—評(píng)價(jià)—管理”三位一體的多源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)和“5W+2H+E”循環(huán)管理模式，對(duì)煤電基地生態(tài)環(huán)境狀況及修復(fù)工程進(jìn)行監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)和監(jiān)督管理，實(shí)現(xiàn)“監(jiān)測(cè)—評(píng)價(jià)—管理—修復(fù)”有效循環(huán)是進(jìn)一步研究的內(nèi)容。