基于土地利用的矿区生态储存过程模拟与协同控制研究

我国矿区生态恢复研究多着眼于采矿状态和破坏状态的探讨，对于人为干扰下的土地利用与生态系统之间的信息转化这一动态过程揭示不足，且缺乏定量的可比标准。因此，在采矿活动背景下，如何最优化利用土地，改善矿区生态环境，恢复和利用当前损毁土地，平衡区域经济和生态功能，已成为区域资源及生态产业可持续发展的基础性和关键性问题之一。.本课题源于"地热交换泵"原理，借助数学和计算机手段，从采矿活动对土地利用及生态储存影响的发生过程、运作过程、控制过程和管理过程等角度, 综合考虑不同土地利用方式与类型之间的特征转换关系，分别进行矿区生态储存的发生机制、矿区生态储存过程的构建与模拟、矿区生态储存效果的协同控制体系和不同情景下的生态储存模式及管理措施四个方面的研究。研究成果可完善和丰富矿区土地利用的研究领域，将矿区生态环境的改善定量化、标准化和可比化，增强国家及地方对矿区土地复垦与生态恢复的管理及实施效果鉴定。

我国矿区生态恢复研究多着眼于采矿状态和破坏状态的探讨，对于人为干扰下的土地利用与生态系统之间的信息转化这一动态过程揭示不足，且缺乏定量的可比标准。因此，在采矿活动背景下，如何最优化利用土地，改善矿区生态环境，恢复和利用当前损毁土地，平衡区域经济和生态功能，已成为区域资源及生态产业可持续发展的基础性和关键性问题之一。本课题从两个方面探讨了生态储存过程的发生过程，一方面区域土地利用转换基础，主要揭示矿业城市和矿产资源带两个层面的土地利用转换关系，另一方面是生态储存概念框架构建基础，探讨了生态储存的内涵、特征、主体、媒介、尺度以及运行环节、动力和效应等方面。在此基础上，本课题开展了生态储存的运作过程研究，针对不同外力生态子系统类型测算了生态储存折算系数，并结合生态储存全过程的始末状态、中间动态过程以及信息交换等方面探讨了生态储存过程的模拟环节。考虑生态储存过程模拟的信息转化特点以及其对区域可持续发展的影响，结合“s”形经济曲线和土地利用类型变换情况，归纳演绎出研究发展阶段，构建生态导向型和经济导向型2种情景。基于此，课题进行了生态储存的控制过程和管理过程研究，即构建了基于优化配置的生态储存效果评判、基于投入产出的生态储存效果评判和基于系统动力关系的生态储存效果评判的三类生态储存效果评判方法，并对研究区的情况进行了多层次和多维度的效果评价，结果均显示，研究区生态储存过程按照不同情景表现出不同的趋势，生态导向型情景明显优于经济导向型，而在矿产资源分布带，由于其区域特点，无论采用何种情景分析均对区域生态储存过程良性运转影响不明显，并提出相应的管理措施。研究成果可完善和丰富矿区土地利用的研究领域，将矿区生态环境的改善定量化、标准化和可比化，增强国家及地方对矿区土地复垦与生态恢复的管理及实施效果鉴定。