基于RS與GIS的黑岱溝露天礦區(qū)的碳匯價(jià)值的變化

1、基于RS與GIS的黑岱溝露天礦區(qū)的碳匯價(jià)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(jià)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(jìn)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(jì)算出這個(gè)礦區(qū)從1987年到2010年的碳匯量和價(jià)值。結(jié)果表現(xiàn)在一下幾點(diǎn)：1.在過去的23年中碳匯量和價(jià)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(jià)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(jià)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(jià)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(jià)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(jì)、生態(tài)上的效益。這次論文提出一個(gè)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(gè)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(lì)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(gè)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(jì)也發(fā)展迅速。伴著經(jīng)濟(jì)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(yán)重影響了畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)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?cái)_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(jià)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算礦區(qū)碳匯價(jià)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(diǎn)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(zhǔn)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(biāo)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(gè)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(gè)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(gè)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