蒙古高原露天煤矿时空格局及其对区域可持续性的影响研究——景观生态学途径

Quantifying spatiotemporal patterns of surface coal mining and its effects on regional sustainability on the Mongolian Plateau is crucial for constructing the national northern ecological security shelter zone and achieving regional sustainable development. Most of the existing studies have only focused on the dynamics of surface coal mining and its impacts on the environment, economy, or society at single cities or individual small regions. A multiscale and comparative understanding of the spatiotemporal patterns of surface coal mining and its comprehensive impacts on regional sustainability for the whole Mongolian Plateau is still lacking. Therefore, the overall goal of this study is to systematically quantify the spatiotemporal patterns of surface coal mining and its major driving mechanisms, assess its comprehensive impacts on regional sustainability at different spatial scales for the Mongolian Plateau during 1980-2016, by integrating the remote sensing (RS), Geographic Information Systems (GIS), and statistical analysis, and then provide policy suggestions for both Inner Mongolia and Mongolia. This study will provide a multi-scale and multi-dimension research paradigm based on Landscape Ecology and Sustainability Science for the future research on surface coal mining. Particularly, it will provide scientific basis and necessary datasets for improving sustainable coal mining for the Mongolian Plateau.

及时准确地量化蒙古高原地区露天煤矿景观时空格局，并评价其对区域可持续性的影响，对于构筑我国北方生态安全屏障和实现区域可持续发展具有重要意义。但是，当前的研究大多集中在局地小尺度上，并缺乏对区域环境、经济和社会影响的综合评价。为此，本项目拟在景观生态学和可持续科学理论与方法的指导下，运用“3S”技术和数理统计分析等方法，从“全局-区域-局地”三个尺度，系统地量化1980-2016年蒙古高原露天煤矿景观时空格局并分析其驱动机制，综合评价近40年露天煤矿开发对该地区环境、经济和社会的影响，并深入对比内蒙古和蒙古国露天煤矿开发影响的差异，进而分别提出优化露天煤矿开发布局，促进其区域环境、经济和社会协调发展的政策建议。本项目将为今后研究露天煤矿提供一个基于景观生态学和可持续科学的多尺度、多维度整合研究的范例，并为促进蒙古高原地区可持续煤炭开采提供科学依据和数据支撑。

蒙古高原地处欧亚大陆腹地，是全球煤炭资源分布最集中和最丰富的地区之一。近几十年来，该地区大规模的露天煤矿开发在带动内蒙古和蒙古国经济飞速发展的同时，也在剧烈影响着区域的生态环境，导致了众多环境和社会问题，对该区域的可持续发展造成巨大威胁。因此，开展蒙古高原露天煤矿景观时空格局及其环境和社会经济影响研究迫在眉睫。为此，本项目在“全局-区域-局地”三个尺度，系统量化了1975-2015年蒙古高原露天煤矿景观时空格局，并综合评估了近几十年露天煤矿开发对该地区环境、经济和社会的影响，进而提出了优化露天煤矿开发布局，促进其区域可持续发展的政策建议。研究发现，蒙古高原近四十年露天煤矿开发区扩展迅速，其空间格局呈现出分布更加集聚，形状更加复杂，区域景观更加破碎化的趋势。在全局和区域尺度上的时空格局具有较高的一致性，但在局地尺度上，蒙古国各省市露天煤矿开发区的规模除呈现逐年增加趋势外，还存在波动变化趋势。2015年，露天煤矿开发占用和破坏的植被面积约达10,500 km2，消耗水资源量约23.16亿m3。露天煤矿开发在促进经济发展的同时也使该地区经济具有较强的波动性和脆弱性，并在一定程度上导致社会不公平性增加。共发表学术论文4篇（第一标注2篇，第二标注1篇，第三标注1篇），其中SCI/SSCI论文3篇（第一标注1篇，第二标注1篇，第三标注1篇），CSCD论文1篇（第一标注1篇），培养了博士研究生3人。本项目可为促进蒙古高原地区可持续煤炭开采提供科学依据和数据支撑。