矿区土地利用变化及其生态服务价值影响——以德兴铜矿矿区为例

0　引言

矿区是典型的生态脆弱型和矿产资源型相结合的区域，在生态环境、经济和社会发展等方面独具特色。它既不同于现代化大都市，也不同于农业、湿地等自然、半自然生态系统[1]。在区域经济增长的同时，一定区域内的土地利用类型也会发生变化，相对应类型的生态服务价值发生不同程度的改变。因此，探究土地利用变化及其生态服务价值影响对于土地利用的可持续发展和生态环境的改善有着重要作用。土地利用类型的含义是根据土地利用的地域差异划分的土地利用方式相同的土地资源单元，可以反映出土地用途、性质及其分布规律的基本地域单位。生态系统服务是指直接或间接地通过生态系统的结构、过程和功能，并得到生命的支持产品和服务[2]。开放性的生态系统使得生态系统服务(特别是其生态效益)成为最廉价、最持久的服务提供系统，并具有无偿性和外部性的特点[3]。生态系统服务价值(ecosystem services value,ESV)中的定量评估引起国内外生态学的研究，尤其是在理论、评价和核算方法等方面取得了很大的研究进展[4-11]。国内多名学者也对不同区域内的土地利用变化与生态服务功能价值之间的关系进行研究[12-16]，目前大多以Costanza等或者谢高地等人对生态系统服务价值的研究成果为主要依据。这两种研究成果比较符合国内生态服务系统的现状，本文也以此为依据，开展相关数据的计算和分析。德兴铜矿作为国内特大型露天矿山对于区域性经济有着重要的带动性作用，在对其进行土地利用变化和生态服务价值影响分析时比较有代表性。

1　研究区域概况

德兴铜矿位于江西省上饶市德兴县。自20世纪50年代年开始勘察，发现2个大型斑岩铜矿区，矿区内含有钼、硫、金、银等主要元素。1958年5月成立德兴铜矿，1965年建成北山矿,地下开采；1971年建成南山矿，露天开采。德兴铜矿是中国重点铜矿之一，具有储量大、矿体埋藏深、矿石可选性好、综合利用组分多等特点，德兴铜矿现有铜厂、富家坞等2个采场，地理坐标位于东经E117.437 9°～118.064 1°，北纬N28.658 4°～29.273 6°。矿区总面积约10 km2，矿区内至今为止已经开发了3个大型露天矿区。本文通过对2007年、2012年、2017年的高分影像的研究，通过对图像进行专业软件的处理以及解译，得到了近10年来土地利用变化的情况。

2　数据与研究方法

2.1　数据来源与处理

本研究选取2007年、2012年、2017年德兴地区Landset卫星影像为原数据，对矿区的土地利用类型进行研究。Landset卫星分辨率为30 m，目视解译的准确率较高。遥感影像根据不同地物的光谱信息以及地物的纹理不同，从而区分出不同地物。选取的卫星图像大都在6月左右，此时地物生长较为茂盛，各地类地物分别较为明显。

对影像图依次进行Flaash大气校正、ENVI环境下的辐射定标、几何校正，选取研究时间点外某一年Landset影像为基准影像，运用ENVI和ARCGIS对所选时间点的Landset影像进行校正。在对地物进行监督分类时计算ROI可分离性，直到每项数据均符合标准。运用目视解译法对地物进行解译并且选择精度准确较高的最大似然法。根据矿区土地的大致类型分为七大类：农业用地、城镇用地、工矿用地、水域、林地、未利用地、湿地。

2.2　研究方法

1)单一土地利用类型动态度模型[17]

 

(1)

式中：K为研究期间内，某种土地利用类型的动态度；Ua为研究初期某一种土地利用类型的数量；Ub为研究末期某一种土地利用类型的数量；T为研究期间内，当T为年时，K就表示该研究区内某种土地利用类型的年变化率。

“不想，我只想我的程江，程江出差四天了，说好今天回来的啊，怎么到现在还不回来，他爱吃的红烧肉我都做好了。”李莉打断梅子的话，佯装看着窗外。

2)运用Costanza等的计算公式确定各土地利用类型的生态系统服务价值，其公式为：

[5]　　　欧阳志云,王如松,赵景柱.生态系统服务功能及其生态经济价值评价[J].应用生态学报,1999,10(5):635-640.

(2)

式中：ESV为生态系统服务价值(元)；Ak为研究区k种土地利用类型的面积(hm2)；VCk为生态服务功能价值系数(元/hm2·a)。

研究区域在20世纪60年代左右开始投产建成，研究所选时段内的矿区范围变化不明显，但是随着城市化步伐的加快和耕地保护相关政策的推进，农业用地和城镇用地面积不断大幅增加。在整个研究期内，农业用地、城镇用地和林地变化最为明显分别为59.13 hm2、45.97 hm2、112.59 hm2。土地利用的变化造成了生态服务价值的变化，2007-2012年间的生态服务价值呈增长趋势，2012-2017年间的生态服务价值呈负增长趋势。农业用地、城镇用地和林地在整个研究期内生态服务价值增加33 188.48万元、 -93 824.77万元、-30 121.2万元。2007-2012年生态服务价值为正增长，主要是农业用地、水域、湿地的增多。2012-2017年生态服务价值为负增长，主要是城镇用地的增多，林地和湿地的减少。

3)以经济学中弹性系数来定义价值系数中的敏感性指数(Coeffient of Sensitive，CS)。敏感性指数：生态服务功能价值系数变动1%引起的生态系统服务价值变化情况，若CS>1，则证明ESV相对于VC是富有弹性的；若CS<1，则认为ESV为是缺乏弹性的。其比值越大，证明生态服务功

开放已经成为当代中国的鲜明标识。40年来，我省作为东部沿海对外开放最早省份，始终坚持“走出去”与“引进来”相结合，统筹利用国际国内两个市场、两种资源，不断扩大对外开放，深化国际合作，有效拓展了发展空间，实现了互利共赢。

能价值系数的准确性越关键。本文将各土地利用的类型价值系数分别向上或向下调整50%，用于衡量生态系统服务价值总变化。敏感性指数的公式如下：

 

(3)

式中ESV，VCk的含义同前，i、j分别表示初始的生态系统服务价值和生态服务功能价值系数调整后的价值。

BOOST电路控制方式有PFM模式和PWM模式，而本文设计选用PWM模式。利用状态空间平均法对BOOST电路进行数学模型建模的时候，需要满足以下 3 个假设条件[1-5，8-10]：

3　结果分析

3.1　研究区内土地利用变化分析

[2]　　　Costanza R,Arge R,Groot R,et al.The value of the world's ecosystem services and natural capital[J].Nature,1997,386:253-260.

煤层气井压裂过程中裂缝延展的方向受构造条件、天然裂缝、地应力、顶底板岩性、煤体结构等地质因素的影响，同时受压裂工艺及压裂规模等影响，对于老井区的压裂还要考虑区域压降范围影响。

  

图1　研究区域2007-2017年土地利用结构图

由图1可以看出，研究区域内主要以农业用地、工矿用地及林地为主要地类。研究期内，林地面积最大，分布最广泛；湿地面积较少；城镇用地较集中；工矿用地比较集中；耕地分布较零散。在2007-2017年期间农业用地持续增加，面积变化较大，年变化率维持在0.05左右，变化幅度较小。2007-2017年内城镇用地呈稳步增长趋势，前一时间段内年变化率高于后一阶段年变化率，变化幅度较高。在2007-2017年，工矿用地面积变化几乎为零。矿区开发在20世纪60年代，20世纪80年代左右矿区范围已经大致确定。水域在前一研究期内比后一研究期内变化幅度较大，在不同时期降水量不同。2007-2017林地面积呈负增长趋势。在2007-2012年期间，林地面积减少较多。研究期的2个时间段内林地的年变化率大体一致。由于城镇用地和农业用地的大量增加，导致林地面积逐渐减少，林地转化为农业用地和城镇用地。未利用地和湿地在前期时段呈负增长趋势，在后期时段呈正增长趋势。

3.2　研究区内土地利用变化的生态损益价值分析

3.2.1　研究区单项生态价值　由统计年鉴可知，研究区内的耕地主要农作物分别为：三季稻为主以及棉花。根据谢高地等的研究方法，本文采用2007年、2012年、2017年的平均价格以及各农作物所占比例，根据实际情况的修正的基础上，加权计算得到56 128元/hm2·a。根据其他学者以及相关信息的问卷调查和实地考察，得到城镇用地和工矿用地的生态服务价值分别为-2 041元/hm2·a和-3 374元/hm2·a。水域以及湿地的生态服务价值分别为957 823元/hm2·a和84 218元/hm2·a。

我国在原材料、合金成分、半成品加工材料、铸造产品、材料组织结构、相关试验方法和废料回收等方面制定了国家钛合金材料标准，基本满足了航空业钛材料及相关需求。[7]这些标准的建立、制定与实施，为中国航空业的快速发展奠定了重要基础。

 

表1　土地利用变化

  

地类　　　　　面积/hm2　　　　　　　　　面积变化/hm2　　　　　　　　年变化率/%　　　　年均变化率/%2007年2012年2017年2007-2012年2012-2017年2007-2012年2012-2017年2007-2017年农业用地116．49140．61175．6224．1235．010．040．050．05城镇用地14．3934．2760．3619．8826．090．280．150．21工矿用地254．00254．03250．040．03-3．990．000．000．00水域7．2213．413．796．180．390．170．010．09林地252．94187．2140．35-65．74-46．85-0．05-0．05-0．05未利用地0．4712．956．6312．48-6．325．31-0．102．61湿地11．2714．329．983．05-4．340．05-0．060．00

 

表2　单项生态价值

  

编号项目农业用地城镇用地工矿用地水域林地未利用地湿地1大气调节2238--539739-7932气候调节922-2563-539636-39610963扰动调节8334-----258-4水分调节---405359056832301-484425水供应---1746369--205736侵蚀控制3742-2027-284-17487土壤形成与保护279-806-14830-97358958废物处理--5619-13483804155843-185256719食物生产37946------10原材料2667---2120--11娱乐文化-6947-1534718--合计56128-2041-3374956826326753-347984218

 

表3　生态服务价值及其比例

  

地类　　　　2007年　　　　　　　　2012年　　　　　　　　2017年　　　　　　2007年-2012年　　　　2012年-2017年　　生态价值/万元生态价值比例/%生态价值/万元生态价值比例/%生态价值/万元生态价值比例/%生态价值变化/万元生态价值比例变化/%生态价值变化/万元生态价值比例变化/%农业用地65383．510．2278921．580．1998571．990．2613538．070．1219650．410．50城镇用地-29369．99-0．10-69945．07-0．17-123194．76-0．33-40575．080．35-53249．691．35工矿用地-85．70．00-85．710．00-84．360．00-0．010．001．350．00水域185428．580．62344147．240．83354163．470．94158718．661．3710016．230．25林地67669．040．2350081．620．1237547．840．10-17587．420．15-12533．780．32未利用地-16．350．00-450．530．00-230．660．00-434．180．00219．870．01湿地9491．370．0312060．020．038404．960．022568．650．02-3655．060．09总计298500．461．00414729．151．00375178．481．00116228．691．00-39550．671．00

1)2007-2012年ESV变化。由于研究区内城镇用地的变化增幅较大导致城镇用地的生态价值减少-29 369.99万元。城镇用地变大，人口数量变多，农作物需求量变大，农业用地数量变多，农业用地生态服务价值变高。工矿用地变化几乎为零，但是其造成的生态服务价值影响在于水域、未利用地与未利用地的变化。水域占生态价值比例的62.00%，未利用地约占0.00%，湿地占生态价值比例的3.00%。农业用地与城镇用地占用了大量的林地，使得林地面积减少，林地生态价值变化-17 587.42万元。

2)2012-2017年ESV变化。在此阶段，城镇用地、农业用地继续增加，城镇用地减少为-123 194.76万元，农业用地生态价值98 571.99万元。城镇用地和农业用地的变化为50%和135%。城市的扩长需要大量城镇用地，使得林地大量被占，林地的生态服务价值减少，所占生态价值比例减少。林地的生态价值变化和生态价值变化分别为-12 533.78万元和32%。

 

表4　ESV变化

  

生态系统服务功能　　　　　2007年　　　　　　　　　　2012年　　　　　　　　　　2017年　　　　　ESV/万元比例/%ESV/万元比例/%ESV/万元比例/%大气调节402975．621．35107829．580．262007204．875．35气候调节8955．010．037859136．3418．952630008．167．01扰动调节1322357．044．433438121．238．2915314867．1940．82水分调节14274292．0047．829273410．8722．361436945．073．83水供应3949161．0913．2310977986．4826．47105051．090．28侵蚀控制2737249．229．17360818．710．8778788．530．21土壤形成与保护92535．140．311787508．504．316738313．2617．96废物处理2444718．778．192886563．606．96934211．852．49食物生产4510341．9515．11866800．642．094254614．6811．34原材料5970．010．023620664．058．73510254．971．36娱乐文化101490．160．34294464．800．713508012．299．35总计298500．46100414729．15100375178．48100

3.3　敏感性分析

根据前面公式，对VC分别进行上下50%的调整，得到2007年、2012年、2017年的Cs。结果证明，ESV对Cs的影响均小于1，这说明研究结果是可信的，研究区域内的ESV对Vc是缺乏弹性的。

4　结论

第(2)(3)问,都是考查运用化学知识得出合理假设的能力,要求分析提出假设的理由,找到该假设的化学知识依据。

推进产业结构调整和优化升级是矿区的生态的调整和改造的主要方式，土地利用的结构变化对矿区生态服务价值起着至关重要的作用。因此，要合理利用土地，进行土地利用规划，并对矿区进行科学合理的生态恢复；合理控制城镇用地和农业用地的扩张，增加林地和湿地的面积，生态服务价值呈正增长，促使矿区生态环境得到进一步的改善。

参考文献：

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根据对德兴铜矿在2007年、2012年、2017年的影像处理及分析，可得到各时间节点研究区域土地利用现状图。

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天然气中的n-C5、i-C5、C6、C7、C8、C9、C10等重组分对MDEA溶液吸收能力的影响见图1和表1。

ESV=∑Ak×VCk

移动硬件技术、移动通信技术和互联网技术的迅猛发展使得移动应用得到迅速普及和快速发展。据统计[1]，截至2017年底，每个智能手机用户的平均APP数量达到40个以上，平均每天花费在各类APP上的时间达到约4.2 h。因此，对于企业品牌的宣传、产品的推广和服务的扩展而言，除了开发传统的管理系统和网站以外，移动用户的接入是企业应用无法忽略的重要组成部分[2]。

[6]　　　欧阳志云,王效科,苗鸿.中国陆地生态系统服务功能及其生态经济价值的初步研究[J].生态学报,1999,19(5):607-613.

绩效管理内容符合企业实际情况是让评价结果有助于指导企业经营管理活动的有力保障，所以依照企业实际需求对绩效管理内容进行优化和调整是有必要的。[6]首先，应该马上消除不必要的KPI，升级绩效管理结构，让KPI能够从长远的角度作出评价。

What was it like growing up in Hillsborough?在希尔斯伯勒长大的生活是怎样的？

3.2.2　研究区生态服务价值及其比例　由表3可知从2007-2017年生态服务价值总值从298 500.46万元上升为414 729.15万元。其中2007-2012年的总变化价值大于2012-2017年的总价值。2007-2012年和2012-2017年2个时段生态价值变化为116 228.69万元和-39 550.67万元。

[8]　　　谢高地,鲁春霞,成升魁,等.全球生态系统服务价值评估研究进展[J].资源科学,2001,23(6):5-9.

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数学理解意义是数学思维的根基，探索学生总是出错的原因是对等式意义理解不透，等式100x=4两边同时除以100(或乘以1/100)，学生理解等式性质的规则和意义就不会做错。笔者认为，解方程不能机械地要速度，更要侧重于理解。

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