基于RS與GIS的黑岱溝露天礦區(qū)的碳匯價值的變化

1、基于RS與GIS的黑岱溝露天礦區(qū)的碳匯價值的變化摘要：本文借助遙感和地理信息系統(tǒng)通過分析位于中國內(nèi)蒙古自治區(qū)的黑岱溝露天礦區(qū)的碳匯價值變化來探討關(guān)于碳的生物地球化學(xué)循環(huán)問題在礦區(qū)的土地進行土地復(fù)墾和生態(tài)重建的效果。根據(jù)在不同的植被和土地利用類型中存在的碳庫容量的差異可以計算出這個礦區(qū)從1987年到2010年的碳匯量和價值。結(jié)果表現(xiàn)在一下幾點：1.在過去的23年中碳匯量和價值下降了17即從7,217,104.59 噸 ，10.8257 億美元分別降到5990016.2 噸 ， 8.985 億美元。2.假設(shè)一片荒地被改造為由20的林地和80的草地覆蓋，碳匯量和價值就會分別上升到5990016.2

2、噸 和 8.985 億美元。在復(fù)墾之后價值就會增長10.08。假設(shè)在荒地被復(fù)墾之后其他工業(yè)用地被草地改造覆蓋的話，碳匯量和價值就會分別增長到6742684.36 噸和10.114 億美元。土地復(fù)墾之后價值就會增長12.57%。結(jié)果顯示土地復(fù)墾和生態(tài)重建可以增加礦區(qū)的碳匯和產(chǎn)生經(jīng)濟、生態(tài)上的效益。這次論文提出一個關(guān)于土地復(fù)墾和生態(tài)重建的新的角度。關(guān)鍵詞：碳匯量 黑岱溝露天礦區(qū) 土地復(fù)墾 植被序言：在1997年12月,來自149個國家和地區(qū)的代表采用京都議定書來減緩全球變暖和減少全球溫室氣體排放量。這份議定書鼓勵所有的國家通過植樹造林來抵消空氣中的二氧化碳含量。中國內(nèi)蒙古地區(qū)地域遼闊，富有森林，草

3、地，農(nóng)田和沙漠資源，并且這個地區(qū)的碳匯擁有豐富的資源和巨大的潛力。內(nèi)蒙古鄂爾多斯市，位于黃土高原的西北部，代表關(guān)鍵的國家煤炭開發(fā)區(qū)。近年來內(nèi)蒙古工業(yè)化不斷完善，經(jīng)濟也發(fā)展迅速。伴著經(jīng)濟的高速發(fā)展，涉及該地區(qū)的資源和生態(tài)環(huán)境的深層次矛盾出現(xiàn)了。草地生態(tài)系統(tǒng)退化嚴重影響了畜牧業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，和農(nóng)牧民的生存現(xiàn)狀，也體現(xiàn)了中國北部生態(tài)安全的直接威脅。由采礦活動引起的上覆巖層移動，地表植被和土壤紋理的變化破壞了露天開礦區(qū)附近的環(huán)境和生態(tài)。礦區(qū)的環(huán)境可通過重建植被和土壤修復(fù)來被提高，這樣也可以減少礦區(qū)土地擾動對碳生產(chǎn)的影響。下面的土地利用變化的植被和土壤發(fā)育也產(chǎn)生了這樣的影響。開展關(guān)于復(fù)墾土壤和植被的碳匯研

4、究可以為土地復(fù)墾和生態(tài)重建提供理論依據(jù)。碳匯價值的確定主要局限在森林和農(nóng)田的碳匯。王和封（2000）分析了中國的生態(tài)系統(tǒng)碳儲量。周等人（2000）估計中國的森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量密度在258.83 t/hm2,李等人(2003)估計從在中國植被中從灌木林到常綠肖碳密度變化在1.1142.4 mghm2。然而，很少有研究關(guān)注礦區(qū)的碳匯測定。一些學(xué)者使用一種基于不同土地利用類型碳密度的計算方法去研究中國的平朔露天煤礦土地利用類型動態(tài)變化和基于RS和GIS的碳匯。（張等人.2012）然而越來越少的目前研究是使用植被類型來計算礦區(qū)碳匯價值。 本研究根據(jù)黑岱溝礦區(qū)不同植被碳的功能差異采用了不同的方法來確定林

5、地，草地，和農(nóng)田的碳匯。本研究根據(jù)1987，1990，2000和2010年的土地利用類型變化數(shù)據(jù)分析了礦區(qū)碳匯潛力的變化。本研究是為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，土地復(fù)墾和生態(tài)重建提供新的點子和做法。研究領(lǐng)域：本研究研究范圍主要在黑岱溝礦區(qū)外邊界包括8公里的緩沖區(qū)，總面積為63503.25 hm2.黑岱溝露天煤礦位于在準噶爾旗鄂爾多斯市東，即呼和浩特以南130公里處。其海拔范圍在1025-1302米。地理坐標3943039490N，111130111200E之間。此研究地域是黃土地區(qū)，毗鄰山西，陜西和內(nèi)蒙古。（見圖一）這里的氣候?qū)贉貛Т箨懶詺夂騾^(qū)，冬季寒冷，干燥多風(fēng)的在春季，夏季和秋季溫和宜人。年平均溫度為

6、7.2 C，平均年降雨量426.3毫米，年平均蒸發(fā)量為1943.6毫米，相對濕度58%。風(fēng)是基本穩(wěn)定，平均為2.2米/秒。主導(dǎo)風(fēng)向是北到西北。煤礦是典型草原區(qū)的一部分，針茅草原是該地區(qū)的主要植被。礦山建設(shè)始于1990年。次煤礦有六個垃圾場，分別被稱為北場，東場，西場，內(nèi)場，鹽幫和海灣。其中前五個垃圾場表現(xiàn)出不同階段的植被恢復(fù)，包括油松刺槐，紫穗槐，臭柏，火炬樹，垂柳，暴馬丁香香港及其他喬木，沙棘，梅，杏等灌木，苜蓿，沙打旺，甘草等草本植物。數(shù)據(jù)和方法：圖像處理：本研究采用1987年八月，1990年八月，2000年八月，2007年八月，2010年八月的TM 30米美國遙感影像陸地衛(wèi)星5。TM影像有7個波段，其中453基于視覺效果和解釋習(xí)慣被選為研究領(lǐng)域的最佳組合。遙感圖像的幾何校正應(yīng)用于GcpWorks in PCI Geoma