基于RS与GIS的黑岱沟露天矿区的碳汇价值的变化

1、基于RS与GIS的黑岱沟露天矿区的碳汇价值的变化摘要：本文借助遥感和地理信息系统通过分析位于中国内蒙古自治区的黑岱沟露天矿区的碳汇价值变化来探讨关于碳的生物地球化学循环问题在矿区的土地进行土地复垦和生态重建的效果。根据在不同的植被和土地利用类型中存在的碳库容量的差异可以计算出这个矿区从1987年到2010年的碳汇量和价值。结果表现在一下几点：1.在过去的23年中碳汇量和价值下降了17即从7,217,104.59 吨 ，10.8257 亿美元分别降到5990016.2 吨 ， 8.985 亿美元。2.假设一片荒地被改造为由20的林地和80的草地覆盖，碳汇量和价值就会分别上升到5990016.2

2、吨 和 8.985 亿美元。在复垦之后价值就会增长10.08。假设在荒地被复垦之后其他工业用地被草地改造覆盖的话，碳汇量和价值就会分别增长到6742684.36 吨和10.114 亿美元。土地复垦之后价值就会增长12.57%。结果显示土地复垦和生态重建可以增加矿区的碳汇和产生经济、生态上的效益。这次论文提出一个关于土地复垦和生态重建的新的角度。关键词：碳汇量 黑岱沟露天矿区 土地复垦 植被序言：在1997年12月,来自149个国家和地区的代表采用京都议定书来减缓全球变暖和减少全球温室气体排放量。这份议定书鼓励所有的国家通过植树造林来抵消空气中的二氧化碳含量。中国内蒙古地区地域辽阔，富有森林，草

3、地，农田和沙漠资源，并且这个地区的碳汇拥有丰富的资源和巨大的潜力。内蒙古鄂尔多斯市，位于黄土高原的西北部，代表关键的国家煤炭开发区。近年来内蒙古工业化不断完善，经济也发展迅速。伴着经济的高速发展，涉及该地区的资源和生态环境的深层次矛盾出现了。草地生态系统退化严重影响了畜牧业经济的发展，和农牧民的生存现状，也体现了中国北部生态安全的直接威胁。由采矿活动引起的上覆岩层移动，地表植被和土壤纹理的变化破坏了露天开矿区附近的环境和生态。矿区的环境可通过重建植被和土壤修复来被提高，这样也可以减少矿区土地扰动对碳生产的影响。下面的土地利用变化的植被和土壤发育也产生了这样的影响。开展关于复垦土壤和植被的碳汇研

4、究可以为土地复垦和生态重建提供理论依据。碳汇价值的确定主要局限在森林和农田的碳汇。王和封（2000）分析了中国的生态系统碳储量。周等人（2000）估计中国的森林生态系统碳储量密度在258.83 t/hm2,李等人(2003)估计从在中国植被中从灌木林到常绿肖碳密度变化在1.1142.4 mghm2。然而，很少有研究关注矿区的碳汇测定。一些学者使用一种基于不同土地利用类型碳密度的计算方法去研究中国的平朔露天煤矿土地利用类型动态变化和基于RS和GIS的碳汇。（张等人.2012）然而越来越少的目前研究是使用植被类型来计算矿区碳汇价值。 本研究根据黑岱沟矿区不同植被碳的功能差异采用了不同的方法来确定林

5、地，草地，和农田的碳汇。本研究根据1987，1990，2000和2010年的土地利用类型变化数据分析了矿区碳汇潜力的变化。本研究是为区域可持续发展，土地复垦和生态重建提供新的点子和做法。研究领域：本研究研究范围主要在黑岱沟矿区外边界包括8公里的缓冲区，总面积为63503.25 hm2.黑岱沟露天煤矿位于在准噶尔旗鄂尔多斯市东，即呼和浩特以南130公里处。其海拔范围在1025-1302米。地理坐标3943039490N，111130111200E之间。此研究地域是黄土地区，毗邻山西，陕西和内蒙古。（见图一）这里的气候属温带大陆性气候区，冬季寒冷，干燥多风的在春季，夏季和秋季温和宜人。年平均温度为

6、7.2 C，平均年降雨量426.3毫米，年平均蒸发量为1943.6毫米，相对湿度58%。风是基本稳定，平均为2.2米/秒。主导风向是北到西北。煤矿是典型草原区的一部分，针茅草原是该地区的主要植被。矿山建设始于1990年。次煤矿有六个垃圾场，分别被称为北场，东场，西场，内场，盐帮和海湾。其中前五个垃圾场表现出不同阶段的植被恢复，包括油松刺槐，紫穗槐，臭柏，火炬树，垂柳，暴马丁香香港及其他乔木，沙棘，梅，杏等灌木，苜蓿，沙打旺，甘草等草本植物。数据和方法：图像处理：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米美国遥感影像陆地卫星5。TM影像有7个波段，其中453基于视觉效果和解释习惯被选为研究领域的最佳组合。遥感图像的几何校正应用于GcpWorks in PCI Geoma