煤田地质与勘探

作者：杜臻, 张茂省, 员少奇, 孙萍萍, 冯立,

关键词：半干旱区, 煤炭采动, 生态环境效应, 土地利用变化, 植被指数,

目的半干旱区煤炭集中开采容易引发植被退化与土地格局重构。为识别采动对生态系统的影响特征并支撑差异化修复，需定量对比采煤区与非采煤区的植被、土壤含水量与土地利用变化。方法以陕西省榆林市为研究区，构建“采煤影响区—非采煤影响区”并行基线，并在风沙滩与黄土丘陵沟壑两类地貌内进行对照。基于Landsat年最大归一化植被指数(normalized difference vegetation index，NDVI)采用Theil–Sen与Mann–Kendall分析像元级趋势Z与显著性P；使用1 km时空连续地表土壤含水量数据(2000—2020年)计算分区均值；结合多期土地利用数据构建转移矩阵，量化主要转化通道。结果(1) 2000—2020年榆林市NDVI整体升高，均值由0.273 5增至0.497 4，年均增幅0.011 2；显著改善区面积达到17 224.17 km2，轻微改善区为23 686.34 km2，退化区合计493.23 km2，占比约0.91%。(2) 采动差异显著：采煤区NDVI总量增幅92.17%，高于非采煤区的81.31%，采煤区年均增速4.85%，远高于非采煤区的年均增速4.33%。采煤区Z值普遍偏高且P<0.05，呈稳定上升，而南部非采煤区P值大多数>0.08，变化不显著。风沙滩地貌采煤区NDVI增长率较非采煤区高13.64%；黄土丘陵采煤区增长率较非采煤区高2.11%，增强了结论的可比性。(3) 土壤含水量同步改善但水平偏低，全区土壤含水量由0.202 5 m3/m3增至0.253 5 m3/m3，增幅25.1%；采煤区由0.180 0 m3/m3增至0.228 6 m3/m3，增幅为27.0%；非采煤区由0.212 0 m3/m3增至0.263 5 m3/m3，增幅24.3%。非采煤区的含水量始终高于采煤区，且增幅较为稳定。(4) 土地利用结构重塑与采动同位：采煤区草地和林地保留率分别为88.67%和88.76%，低于非采煤区的91.4%和91.96%；采煤区建设用地由42.9 km2增至525.1 km2，增至12.2倍，而非采煤区建设用地由119.6 km2增至381.0 km2，增至3.19倍。结论榆林市2000—2020年植被覆盖度整体显著改善，但区域差异同步扩大。尽管采煤影响区的植被基线水平低于非影响区，但在土壤水分提升条件下表现出更强的波动性。采煤影响区草地和林地的保留率低于非采煤影响区，但建设用地扩张程度远大于非采煤区，且与局部植被退化空间高度一致。研究成果定量揭示了采动扰动与生态恢复的叠加效应，讨论了土壤含水量在植被响应机制中的主控作用，提出了基于煤炭资源开发规划与生态敏感性区划的分区管控思路，为半干旱区的差异化修复与政策制定提供了新的科学支撑。

来源：2025年第10期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

查看煤田地质与勘探杂志2025年第10期