半干旱地区矿区生态系统土壤保持功能评价——以神府-东胜矿区为例.pdf

第4 3卷第4期2 0 2 3年8月水土保持通报B u l l e t i no fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o nV o l.4 3,N o.4A u g.,2 0 2 3 收稿日期:2 0 2 2-0 8-1 4 修回日期:2 0 2 2-1 0-2 2 资助项目:水利部财政预算项目“全国水土流失动态监测”(1 2 6 2 0 1 3 4 0 0 0 9 1 5 0 0 0 1);陕西省重点研发计划项目“黄河流域(陕西段)河湖生态安全遥感监测与预警关键技术研究”(2 0 2 2 Z D L S F 0 2-0 9);水利部重大科技项目“黄河中游大型煤炭基地水土保持率提升关键技术研究与示范”第一作者:徐佳(1 9 8 4),女(汉族),陕西省韩城市人,博士,高级工程师,主要从事水土保持遥感监测和评价研究。E m a i l:2 5 1 8 3 7 9 0 6 q q.c o m。半干旱地区矿区生态系统土壤保持功能评价 以神府东胜矿区为例徐 佳1,2,曹雪峰1,2,王玺圳1,2,行仙峰1,徐 荣1(1.黄河水利委员会 黄河上中游管理局,陕西 西安7 1 0 0 2 1;2.黄土高原水土保持野外科学观测研究站,陕西 西安7 1 0 0 2 1)摘 要:目的评价2 0 0 02 0 2 0年神府东胜矿区生态系统土壤保持功能变化情况,探讨矿区生态系统功能现状和存在问题,总结半干旱地区生产建设项目集中区生态功能提升途径,为半干旱地区生产建设项目区生态和经济协调发展提供借鉴。方法采用中国土壤流失方程(C S L E)和风力侵蚀模型,基于栅格像元计算不同时期(2 0 0 0,2 0 1 0和2 0 2 0年)神府东胜矿区土壤保持量,评价不同土地利用类型、不同植被覆盖度、不同矿井土壤保持量的时空变化。结果神府东胜矿区潜在土壤侵蚀量为3.7 61 06t/a,矿区生态系统土壤保持量由2 0 0 0年的2.3 0 1 06t增长到2 0 1 0年的3.1 7 1 06t,矿区生态系统减少风蚀量作用显著增加。2 0 0 02 0 2 0年,矿区耕地、沙地和裸土地面积持续减少,园林草地面积持续增加。园林草地土壤保持量由1.1 8 1 06t/a增加到2.7 8 1 06t/a。矿区植被由低覆盖度向中高覆盖度转变。2 0 2 0年,中覆盖度和中高覆盖度林地土壤保持量占矿区生态系统土壤保持总量的6 7.1 2%。治理程度不同的矿井土壤保持量均明显提高。结论2 0 0 02 0 2 0年,神府东胜矿区土壤保持功能显著提升。半干旱地区生产建设项目可以通过实施有效的生态措施,改善生产、生活环境,探索生态经济实现路径,实现经济发展和生态改善双赢。关键词:半干旱地区;神府东胜矿区;土壤保持功能;生产建设项目文献标识码:B 文章编号:1 0 0 0-2 8 8 X(2 0 2 3)0 4-0 1 7 8-0 8 中图分类号:X 1 7 1.4文献参数:徐佳,曹雪峰,王玺圳,等.半干旱地区矿区生态系统土壤保持功能评价J.水土保持通报,2 0 2 3,4 3(4):1 7 8-1 8 5.D O I:1 0.1 3 9 6 1/j.c n k i.s t b c t b.2 0 2 3 0 5 0 8.0 0 2;X uJ i a,C a oX u e f e n g,W a n gX i z h e n,e t a l.E v a l u a t i o no ns o i l c o n s e r v a t i o nf u n c t i o no fam i n i n ga r e ae c o s y s t e mi ns e m i-a r i da r e a sJ.B u l l e t i no fS o i la n dW a t e rC o n s e r v a t i o n,2 0 2 3,4 3(4):1 7 8-1 8 5.E v a l u a t i o no nS o i lC o n s e r v a t i o nF u n c t i o no faM i n i n gA r e aE c o s y s t e mi nS e m i-a r i dA r e a sAC a s eS t u d ya t S h e n f u-D o n g s h e n gM i n i n gA r e aX uJ i a1,2,C a oX u e f e n g2,W a n gX i z h e n1,2,X i n gX i a n f e n g1,X uR o n g1(1.U p p e ra n dM i d d l eY e l l o wR i v e rB u r e a u,Y e l l o wR i v e rC o n s e r v a n c yC o mm i s s i o n,X ia n,S h a a n x i7 1 0 0 2 1,C h i n a;2.O b s e r v a t i o na n dR e s e a r c hS t a t i o no fS o i la n dW a t e rC o n s e r v a t i o no nL o e s sP l a t e a u,X ia n,S h a a n x i7 1 0 0 2 1,C h i n a)A b s t r a c t:O b j e c t i v eT h ec h a n g e s i nt h es o i lc o n s e r v a t i o nf u n c t i o no f t h ee c o s y s t e mo fS h e n f u-D o n g s h e n gm i n i n ga r e a f r o m2 0 0 0t o2 0 2 0,a n dt h ep r e s e n t s i t u a t i o na n de x i s t i n gp r o b l e m so f t h ee c o s y s t e mf u n c t i o n i nt h em i n i n ga r e aw e r e s t u d i e d.T h ew a y s t o i m p r o v e t h ee c o l o g i c a l f u n c t i o no f c o n s t r u c t i o np r o j e c t sc o n c e n t r a t e di ns e m i-a r i da r e a s w e r es u mm a r i z e d.T h er e s u l t s w i l lp r o v i d ear e f e r e n c ef o rg u i d i n gt h ec o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n to f e c o l o g ya n de c o n o m ya tp r o d u c t i o na n dc o n s t r u c t i o np r o j e c t a r e a s i ns e m i-a r i da r e a s.M e t h o d sT h eC h i n e s es o i l l o s se q u a t i o n(C S L E)a n daw i n de r o s i o nm o d e lw e r eu s e dt oc a l c u l a t es o i lc o n s e r v a t i o nu n d e rw a t e re r o s i o na n dw i n de r o s i o nb a s e do ng r i dc e l l s i nS h e n f u-D o n g s h e n gm i n i n ga r e ad u r i n gd i f f e r e n tp e r i o d s(2 0 0 0,2 0 1 0,a n d2 0 2 0).T h es p a t i a l a n dt e m p o r a l c h a n g e so f s o i l c o n s e r v a t i o nf o rd i f f e r e n t l a n du s et y p e s,d i f f e r e n tv e g e t a t i o nc o v e r a g e s,a n dd i f f e r e n tm i n e sw e r ed e t e r m i n e d.R e s u l t s P o t e n t i a ls o i le r o s i o n i nS h e n f u-D o n g s h e n gm i n i n ga r e aw a s 3.7 61 06t/a.T h ea m o u n t o f s o i l c o n s e r v a t i o n i n c r e a s e d f r o m2.3 01 06t i n2 0 0 0t o3.1 71 06t i n2 0 1 0.T h ea m o u n to fw i n de r o s i o nr e d u c t i o ni nt h em i n i n ge c o s y s t e mi n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y.T h e a r e ao f c u l t i v a t e d l a n d,s a n d y l a n d,a n db a r e l a n d i n t h em i n i n ga r e ad e c r e a s e dc o n t i n u o u s l yf r o m2 0 0 0t o2 0 2 0,w h i l e t h e a r e ao f g a r d e n s a n dg r a s s l a n d i n c r e a s e dc o n t i n u o u s l y,a n d t h e s o i lc o n s e r v a t i o no fg a r d e n sa n dg r a s s l a n di n c r e a s e df r o m1.8 01 06t/at o2.7 81 06t/a.V e g e t a t i o ni nt h em i n i n ga r e a c h a n g e d f r o ml o wc o v e r a g e t om e d i u m-h i g hc o v e r a g e.S o i l c o n s e r v a t i o no fm e d i u ma n dm e d i u m-h i g hc o v e r a g e f o r e s t l a n d sa c c o u n t e df o r6 7.1 2%o ft h et o t a ls o i lc o n s e r v a t i o no ft h em i n i n ge c o s y s t e mi n2 0 2 0.T h es o i lc o n s e r v a t i o nc a p a c i t yo fd i f f e r e n t m i n e s w i t h d i f f e r e n td e g r e e so fg o v e r n a n c es i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e d.C o n c l u s i o nT h es o i l c o n s e r v a t i o nf u n c t i o n i nS h e n f u-D o n g s h e n gm i n i n ga r e a i n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l yf r o m2 0 0 0t o2 0 2 0.P r o d u c t i o na n dc o n s t r u c t i o np r o j e c t si ns e m i-a r i da r e a sc a ni m p r o v et h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t t h r o u g h t h e u s e o f e f f e c t i v e e c o l o g i c a lm e a s u r e s,a n da c h i e v e aw i n-w i ns i t u a t i o nb e t w e e ne c o n o m i cd e v e l o p m e n t a n de c o l o g i c a l i m p r o v e m e n tb ye x p l o r i n gw a y s t or e a l i z ea ne c o l o g i c a l e c o n o m y.K e y w o r d s:s e m i-a r i dr e g i o n s;S h e n f u-D o n g s h e n g m i n i n ga r e a;s o i lc o n s e r v a t i o nf u n c t i o n;p r o d u c t i o n a n dc o n s t r u c t i o np r o j e c t 半干旱地区占中国国土面积的2 2%,是中国生态治理的关键区,主要分布在内蒙古、陕西、甘肃和新疆等地,这一地区降水量少,植被稀疏,水土流失严重。半干旱地区同时也是中国煤炭、石油、天然气等多种能源富集的区域。矿产资源开发过程中的人为扰动会对原本脆弱的生态系统造成破坏,加剧区域水土流失。神府东胜矿区(以下简称“神东矿区”)地处中国四大沙地之一毛乌素沙地南缘与黄土高原北缘的过渡地带,属于典型的半干旱地区。神东矿区是中国已探明储量最大的煤田,煤炭年产量位居全国首位。矿区开发初期,生态环境极其恶劣,然而,近年来的研究表明,神东矿区生态环境整体上趋于好转1-3。矿区在煤炭开采、运输、生产的各个环节,实施了一系列的生态环境综合治理和管理措施4,使得矿区生态系统服务功能显著提高。土壤保持功能是半干旱地区重要的生态系统服务功能5,土壤保持功能表征的是生态系统保护土壤、削减降雨侵蚀力,增加土壤抗蚀性,减少土壤流失,保持土壤的功能。半干旱地区生态系统土壤保持功能主要包括生态系统防止水力侵蚀和风力侵蚀的能力。水力侵蚀主要受植被、降雨、地形地貌的影响,风力侵蚀主要受植被、表土湿度、风速、地表粗糙度的影响。土壤保持功能提升对于半干旱地区生态系统水源涵养、洪水调蓄、空气净化、气候调节、碳固定等生态功能的提升具有重要意义。目前,研究水力侵蚀主要采用实测法6、通用土壤流失方程(U S L E)7-8,以及基于U S L E的I n V E S T模型等9-1 0。针对黄土高原、东北平原等区域水力侵蚀的研究多采用优化后的中国土壤流失方程(C S L E)1 1-1 2,C S L E模型能够更加准确地预测坡度较大区域的土壤侵蚀模数,适用于较大区域推广使用1 3。针对风力侵蚀的模型有RWE Q模型1 4和WE P S模型等1 5,相比较而言,邹学勇1 6基于风蚀动力学理论建立的土壤风蚀模型从因子的分类和普适性方面体现出较大的优越性1 7。本研究以神东矿区为例,基于不同时期(2 0 0 0,2 0 1 0和2 0 2 0年)土地利用、植被、气象、地形等因子数据,采用中国土壤流失方程(C S L E)和土壤风蚀模型,评价矿区土壤保持功能变化情况,分析变化原因,探讨矿区生态系统功能现状和存在问题,总结半干旱地区生产建设项目集中区生态系统服务功能提升途径,为半干旱地区生态环境治理、生态系统服务功能提升提供参考,为探索区域产业经济和生态环境协调发展模式提供借鉴。1 研究区概况神东矿区地处内蒙古伊金霍洛旗和陕西省神木市接壤地区,位于陕北黄土高原北缘和毛乌素沙地的东南边缘地区,窟野河流经矿区。矿区南北长3 89 0k m,东西宽55 5k m,地形呈西北高,东南低,海拔10 0 013 0 0m。矿区属大陆性干旱气候,年降雨量4 0 0mm左右,降水量少,且分布不均。年均蒸发量达13 1 9mm,平均风速2.53.0m/s。矿区地处干草原与森林草原的过渡地带,主要植被类型为干草原、落叶阔叶灌丛和沙生植被。矿区为风沙区和黄土丘陵沟壑区的过渡地带,土壤类型主要有风沙土和黄绵土,风沙土占矿区土地总面积的1/2。神东矿区所在区域是黄河中游地区水土流失最严重的地区,水土流失类型多样,水力侵蚀、风力侵蚀和重力侵蚀交错发生。矿区开发初期,约有1 0 0k m2的连片移动沙丘,主要分布有马家塔、布连塔和哈拉沙三大块流沙区。矿区有两大风口,即乌兰木伦河风口和呼和乌素沟风口,春秋两季是多风季节,每年沙尘暴的天数52 0d,最多沙尘暴天数近4 0d,风沙埋压公路、农田及工业设施的情况经常发生,人居环境十分恶劣。本研究确定的矿区范围面积为9 9 7.4 1k m2,包括大柳塔、活鸡兔、哈拉沟、石圪台、上湾、补连塔、乌兰木伦、柳塔、布尔台、寸草塔一矿、寸草塔二矿1 1个矿井。971第4期 徐佳等:半干旱地区矿区生态系统土壤保持功能评价1 1个矿井地貌类型和治理程度存在差异,目前,大柳塔、活鸡兔、哈拉沟、补连塔矿治理程度相对较高,其他矿井主要以自然恢复为主。2 研究方法与数据2.1 研究方法本研究土壤保持功能用土壤保持功能量表征,具体包括减少水蚀量和减少风蚀量两部分,分别采用中国土壤流失方程(C S L E)1 1和基于风蚀动力学理论建立的土壤风蚀模型1 6进行计算。2.1.1 减少水蚀量 采用中国土壤流失方程(C S L E)计算潜在和现实土壤水力侵蚀量,取二者之差作为生态系统减少水蚀的土壤保持量。计算公式为:Ac=Ap-Ar(1)Ar=RK L S B E T(2)Ap=RK L S(3)式中:Ar为单位面积现实土壤侵蚀量t/(k m2a);Ap为单位面积潜在土壤侵蚀量t/(k m2a);R为降雨侵蚀力因子(M Jmm)/(k m2ha)。K为土壤可蚀性因子(th)/(M Jmm);L为坡长因子,无量纲;S为坡度因子;B为植被覆盖与生物措施因子;E为工程措施因子;T为耕作措施因子。2.1.2 减少风蚀量 采用基于风蚀动力学理论建立的土壤风蚀模型1 6计算神东矿区潜在和现实的土壤风力侵蚀量,取二者之差作为生态系统减少风蚀的土壤保持量。计算公式为:耕地风力侵蚀模型基本形式为:Qf a=0.0 1 8(1-W)3 5j=1Tje x p-9.2 0 8+0.0 1 8Z0+1.9 5 5(0.8 9 3Uj)0.5(4)式 中:Qf a为 每 半 个 月 内 耕 地 风 力 侵 蚀 模 数t/(k m2a);W为每半个月内表土湿度因子,介于01之间;Tj为每半个月内各风速等级的累计时间(m i n);Z0为地表粗糙度(c m);j为风速等级序号,在54 0m/s内按1m/s为间隔划分为3 5个等级,取值1,23 5;Uj为第j个等级的平均风速(m/s),如风速等级为56m/s,U1=5.5m/s。草(灌)地风力侵蚀模型基本形式为:Qf a=0.0 1 8(1-W)3 5j=1Tje x p2.4 8 69+0.0 0 14V2-6 1.3 9 35Uj(5)式中:Qf g为 每 半 个 月 内 草(灌)地 风 力 侵 蚀 模 数t/(k m2a);V为植被覆盖度(%)。沙地(漠)风力侵蚀模型基本形式为:Qf a=0.0 1 8(1-W)3 5j=1Tje x p6.1 6 89-0.0 7 43V-2 7.9 6 13 l n(0.8 9 3Uj)0.8 9 3Uj(6)式中:Qf s为 每 半 个 月 内 沙 地(漠)风 力 侵 蚀 模 数t/(k m2a)。2.2 数据来源和说明(1)土地利用数据。基于2 0 0 0,2 0 1 0和2 0 2 0年遥感影像解译得到。(2)水力侵蚀因子。用于计算减少土壤水力侵蚀量的R,K,L,S因子均来自“2 0 2 0年全国水土流失动态监测项目”。R因子基于1 9 8 62 0 1 5年(共计3 0a)的逐日降水量资料计算得到;K因子采用第一次全国水利普查水土保持情况普查中的土壤可蚀性因子计算成果;L和S因子基于15 00 0 0D EM计算得到。B因子利用植被覆盖度数据计算得到,若无措施,B取1。E和T因子基于土地利用解译结果,依据2 0 2 0年水土流失动态监测技术指南 确定。E因子根据“水土保持工程措施因子赋值表”确定,若无措施,E取1。T因子根据“全国轮作区T因子赋值表”,研究区的T因子确定为0.4 8 8,若无措施,T取1。(3)风力侵蚀因子。用于计算减少土壤风力侵蚀量的W,T,Z,U因子均来自“2 0 2 0年全国水土流失动态监测项目”。W因子基于AM S R-EL e v e l 2 A亮温数据计算得到;Z因子按照野外实地调查情况,依据2 0 2 0年水土流失动态监测技术指南 要求赋值;T因子采用1 9 9 12 0 1 5年(共计2 5a)的逐日整点风速资料计算得到;V因子利用植被覆盖度数据计算得到。(4)植被覆盖度数据。植被覆盖度数据基于MO D I S-N D V I数据计算得到。由于半干旱地区植被受降雨影响较大,年际间存在明显差异,为防止因为年际间降雨量不同造成的植被差异,本研究采用研究年份前一年度、后一年度和本年度植被覆盖度的平均值,作为研究年份的植被覆盖度。植被覆盖度等级划分范围为:高覆盖(7 5%)、中高覆盖(6 0%7 5%)、中覆盖(4 5%6 0%)、中低覆盖(3 0%4 5%)、低覆盖(乌兰木伦补连塔上湾布尔台寸草塔一矿寸草塔二矿石圪台哈拉沟大柳塔活鸡兔。上湾和补连塔减少水蚀量增幅最大,分别为2 9.1 9%和2 5.1 4%;活鸡兔和哈拉沟减少风蚀量增幅最大,分别增加了1 9 5.7 0%和1 2 2.2 9%;柳塔和乌兰木伦的土壤保持总量增幅最大,分别为8 0.9 0%和6 2.5 1%。大柳塔、活鸡兔、哈拉沟和补连塔的水土保持措施面积较大,治理程度相对较高,土壤保持量增幅明显;其他矿井治理程度都相对较低,但土壤保持量增幅也很显著,尤其是柳塔矿和乌兰木伦矿,成为神东矿区土壤保持量增幅最大的两个矿井,2 0 0 02 0 2 0年土壤保持量的增幅分别达到8 0.9 0%和6 2.5 1%。381第4期 徐佳等:半干旱地区矿区生态系统土壤保持功能评价表6 不同矿井2 0 0 02 0 2 0年土壤保持量变幅T a b l e6 V a r i a t i o na m p l i t u d eo f s o i l c o n s e r v a t i o n i nd i f f e r e n tm i n e s f r o m2 0 0 0t o2 0 2 0%矿 区 减少水蚀减少风蚀总 量大柳塔2.1 88 9.2 71 8.4 1活鸡兔-6.3 01 9 5.7 08.3 9哈拉沟1 5.8 51 2 2.2 92 9.1 4石圪台-7.1 78 7.1 03 0.4 8上湾2 9.1 98 7.4 45 3.3 6补连塔2 5.1 47 6.2 45 7.5 7乌兰木伦1.7 68 1.0 76 2.5 1柳 塔-1 4.9 39 4.7 18 0.9 0布尔台1 3.5 27 4.9 34 7.3 4寸草塔一矿1 4.4 69 0.9 64 6.3 6寸草塔二矿-1 8.5 39 0.1 14 2.1 14 讨 论4.1 矿区生态系统土壤保持功能变化原因神东矿区开发初期,受到风沙、干旱和洪水的多重威胁,风沙危害造成沙埋公路阻断交通的情况时有发生,每年清理积沙约5.7 01 05m3。矿区水源地的水质受风沙影响,仅考考赖水厂每年的除沙费用高达2 0 0多万元。矿区通过逐步实施生态环境治理工程,探索出“三期三圈”的治理思路,在煤炭开采的不同时期、不同阶段,针对矿区不同范围,逐步实施沙障、造林、种草等风沙治理工程。截至2 0 2 0年,各项治理措施面 积 达 到 约3 0 0k m2,覆 盖 了 矿 区1/3以 上 的土地,矿区植被覆盖度由2 0 0 0年的2 3.8 7%提高到2 0 2 0年的4 7.5 1%。随着矿区林草面积的增加、质量的提高,矿区土壤保持功能量由2 0 0 0年的2.3 01 06t增长到2 0 2 0年的3.1 71 06t,增长了3 7.8 2%。矿区生产生活环境大大改善,交通运输畅通得到保障,水厂的除沙费用有效节约,风沙治理取得显著成效。4.2 矿区生态系统功能现状和存在问题与开采初期相比,神东矿区生态系统目前的土壤保持功能大幅提高,但生态系统功能不完善,发展不平衡、不充分的问题比较突出。矿区植被覆盖度整体以中覆盖度和中高覆盖度为主,另外,9.7 2%的植被为中低覆盖度和低覆盖度,植被覆盖度和质量有待进一步提高。矿区内7 6.5 2%的植被为中覆盖度和中高覆盖度林地,对于半干旱地区而言,依靠天然降水维持大范围林地生态系统的稳定性难度较大。目前矿区煤炭开采产生的矿井水可以用于灌溉林地,但从长远来看,维持矿区生态系统的稳定性还需要进一步调整土地利用结构。矿区内的樟子松、小叶杨、沙棘、山杏、沙柳等生态林已形成规模,然而,沙棘林的退化现象明显,沙柳林的林分单一、生态系统稳定性不足。各项生态治理措施尚未形成产业,没有产业就没有后劲,这就限制了水土保持措施生态功能的进一步发挥。现阶段,神东矿区已经从最初以遏制水土流失为主的生态修复阶段,转向以生态系统服务功能整体提升、发展生态产业,实现高质量发展的新阶段。神东矿区的生态治理需要以优化土地利用空间格局为先导1 8,建立生态经济实现机制,探索生态效益向经济效益转化的途径,进一步提高矿区植被覆盖度和植被质量,实现矿区生态系统服务功能的持续、稳定发挥。4.3 半干旱地区生产建设项目集中区生态系统服务功能提升途径(1)从神东矿区治理经验来看,生态环境治理和生产建设项目的安全生产、设备的稳定运行相辅相成,互相促进。神东矿区在开采煤炭、实现经济发展的同时,实现了利用“金山银山”,再造“绿色青山”,形成了以植物修复为主,工程治理为辅的植物修复型矿区生态治理技术体系,促进了矿区生态系统的平衡和稳定发展2 0,提高了矿区生态系统服务功能。通过合理地进行采前的规划和开采过程中的生态保护2 1,神东矿区探索出采前、采中、采后以及外围防护圈、周边常绿圈、中心美化圈的“三期三圈”生态防治模式,给半干旱地区生态环境治理和恢复提供了一个模板。(2)神东矿区1 1个矿井治理程度差异较大,但土壤保持量都明显提高。柳塔矿和乌兰木伦矿水土保持措 施 实 施 面 积 较 小,土 壤 保 持 量 增 幅 达 到8 0.9 0%和6 2.5 1%。可见,自然恢复对于矿区土壤保持功能的提升作用显著,再次印证了目前提倡的保护优先、自然恢复为主的生态方针的正确性。半干旱地区在进行生态规划和治理中,应当重视自然恢复,根据区域生态功能定位,将人工治理和自然恢复有机结合,进行总体规划和重点治理。(3)半干旱地区由于自然条件恶劣,生态环境治理难度较大,生产项目的建设过程中会相应地配套实施水土保持措施,这些措施的实施能够有效提升区域生态系统服务功能,特别是调节服务和文化服务水平2 2。位于风沙区的子洲靖边高速公路在项目完工后,区域内生态系统服务功能量明显增加2 3。宁夏、甘肃、青海等地的光伏发电项目,通过利用光伏板清洗水,发展光伏农业、光伏畜牧业等新型的能源和生态经济融合产业2 4-2 6,为半干旱地区生态服务功能提升,能源产业可持续发展提供了新思路。(4)在“双碳”目标背景下,随着中国能源结构进一步调整,光伏、风电、水电等清洁能源产业发展迅猛,配套的输能、储能等新型电力系统逐步构建,中国西北半干旱地区即将迎来一批能源产业相关项目,可以481 水土保持通报 第4 3卷借助项目建设契机,探索“生产生态”协调发展模式,开展多元化投入机制,促进半干旱地区生态系统服务功能提升,推动项目建设和生态环境改善协调发展。5 结 论(1)神东矿区潜在土壤侵蚀量为3.7 61 06t/a。2 0 0 02 0 2 0年 矿 区 生 态 系 统 土 壤 保 持 量 增 长 了3 7.8 2%。通过实施水土保持措施,矿区风沙治理取得显著成效。(2)2 0 0 02 0 2 0年,随着矿区经济社会发展和生态治理措施的实施,矿区耕地、沙地和裸土地面积持续减少,林草地面积持续增加,矿区生态系统土壤保持功能逐步提升。(3)2 0 0 02 0 2 0年,矿区植被由低覆盖度林草地向中覆盖和中高覆盖度林地转变。2 0 2 0年,中覆盖度和中高覆盖度林地占矿区植被总面积的7 6.5 2%,土壤保持量占矿区生态系统土壤保持总量的6 7.1 2%。(4)2 0 0 02 0 2 0年,不同矿井治理程度不同,但土壤保持量都明显提高。柳塔矿和乌兰木伦矿水土保持 措 施 实 施 面 积 较 小,土 壤 保 持 量 增 幅 达 到8 0.9 0%和6 2.5 1%,自然恢复对于矿区土壤保持功能的提升作用显著。(5)神东矿区生态系统土壤保持功能整体上提升,然而要维持矿区生态系统稳定性,持续提升矿区生态系统服务功能,还需要进一步探索研究。新时期,半干旱地区生产建设项目要充分借鉴已有生态恢复经验,探索新能源和生态产业相结合的发展模式,不断提高发展质量。参考文献1 岳辉,刘英,朱蓉.基于遥感生态指数的神东矿区生态环境变化监测J.水土保持通报,2 0 1 9,3 9(2):1 0 1-1 0 7,1 1 4.2 李蕊,陈国清,李玮贤,等.基于遥感生态指数的神东矿区1 9 9 52 0 2 0年生态环境质量的时空变化特征分析J.水土保持通报,2 0 2 1,4 1(3):1 4 3-1 5 1.3 范德芹,邱玥,孙文彬,等.基于遥感生态指数的神府矿区生态环境评价J.测绘通报,2 0 2 1,5 3 2(7):2 3-2 8.4 刘英,侯恩科,岳辉.基于MO D I S的神东矿区植被动态监测与趋势分析J.国土资源遥感,2 0 1 7,2 9(2):1 3 2-1 3 7.5 饶恩明,肖燚,欧阳志云,等.海南岛生态系统土壤保持功能空间特征及影响因素J.生态学报,2 0 1 3,3 3(3):7 4 6-7 5 5.6 张洪江,解明曙,王玉杰.长江三峡花岗岩出露区不同林地的土壤保持作用研究J.水土保持研究,1 9 9 8,5(2):9 9-1 0 3,1 5 8.7 宁婷,郭新亚,荣月静,等.基于R U S L E模型的山西省生态系统土壤保持 功能 重 要性 评估J.水 土保 持通 报,2 0 1 9,3 9(6):2 0 5-2 1 0.8 韩永伟,高吉喜,拓学森,等.门头沟生态系统土壤保持功能及其生态经济价值分析J.环境科学研究,2 0 0 7,2 0(5):1 4 4-1 4 7.9 B a s t o l aS,L e eS,S h i nY,e t a l.A na s s e s s m e n to f e n v i-r o n m e n t a l i m p a c t so nt h ee c o s y s t e ms e r v i c e s:s t u d yo nt h eB a g m a t iB a s i no fN e p a lJ.S u s t a i n a b i l i t y,2 0 2 0,1 2(9):8 1 8 6.1 0 A s a d o l a h iZ,S a l m a n m a h i n y A,S a k i e h Y,e ta l.D y n a m i c t r a d e-o f f a n a l y s i s o f m u l t i p l e e c o s y s t e ms e r v i c e su n d e rl a n du s ec h a n g es c e n a r i o s:t o w a r d sp u t t i n ge c o s y s t e ms e r v i c e s i n t op l a n n i n gi nI r a nJ.E c o l o g i c a lC o m p l e x i t y,2 0 1 8,3 6:2 5 0-2 6 0.1 1 李永宁.黄土丘陵沟壑区典型小流域土壤保持功能研究D.陕西 杨凌:西北农林科技大学,2 0 2 1.1 2 贾振宇,王世曦,刘学,等.辽河保护区土壤保持功能时空变化 及 其 影 响 因 素 分 析 J.环 境 工 程 技 术 学 报,2 0 2 1,1 1(4):6 8 6-6 9 2.1 3 江青龙,谢永生,张应龙,等.京津水源区小流域土壤侵蚀空间模拟J.生态学杂志,2 0 1 1,3 0(8):1 7 0 3-1 7 1 1.1 4 刘珺,郭中领,常春平,等.基于RWE Q和WE P S模型的中国北方农牧交错带潜在风蚀模拟J.中国沙漠,2 0 2 1,4 1(2):2 7-3 7.1 5 陈莉,韩婷婷,李涛,等.基于WE P S模型的天津郊区土壤风蚀起尘及对中心城区迁移量估算J.环境科学,2 0 1 2,3 3(7):2 1 9 7-2 2 0 3.1 6 邹学勇,张春来,程宏,等.土壤风蚀模型中的影响因子分类与表达J.地球科学进展,2 0 1 4,2 9(8):8 7 5-8 8 9.1 7 罗晶,黄晓霞,程宏,等.浑善达克沙地景观结构变化对生态系统服务的影响J.中国沙漠,2 0 2 2,4 2(4):9 9-1 0 9.1 8 刘英,魏嘉莉,毕银丽,等.神东矿区生态系统服务功能评价J.煤炭学报,2 0 2 1,4 6(5):1 5 9 9-1 6 1 3.1 9 康惠惠,潘韬,盖艾鸿,等.生态退化与恢复对三江源区土壤保持功能的影响J.水土保持通报,2 0 1 7,3 7(3):7-1 4.2 0 郭洋楠,包玉英.晋陕蒙生态脆弱区采煤沉陷地生态治理技术J.陕西煤炭,2 0 1 7,3 6(S 1):3 7-4 0,5 5.2 1 卞正富,许家林,雷少刚.论矿山生态建设J.煤炭学报,2 0 0 7,3 2(1):1 3-1 9.2 2 肖胜生,王聪,郭利平,等.南方红壤丘陵区水土保持生态服务功能提升研究进展:以江西省兴国县塘背河小流域为例J.水土保持通报,2 0 1 9,3 9(6):2 8 9-2 9 4.2 3 赵晶,高照良,蔡艳蓉.高速公路建设对土地利用类型的影响及其生态服务价值评估:以陕西省5个典型区域为研究对象J.水土保持研究,2 0 1 1,1 8(3):2 2 6-2 3 1,2 3 7.2 4 徐国凤,张振师,李玉进,等.西北地区生态光伏产业现状J.西北水电,2 0 2 0(S 1):4-7.2 5 董闯,刘蕊蕊,李平,等.新能源开发对青海省经济社会发展影响浅析J.西北水电,2 0 2 0(1):2 7-3 1.2 6 何继江.沙漠中产生的6.5万亩草原:宁夏中卫腾格里沙漠光伏治沙考察侧记J.电气时代,2 0 2 2(5):6