岩溶地区生态环境破坏分析与治理

    本书首次将“景观生态空间结构分析法”运用于湖南湘西北地区的沃溪矿区的恢复生态的预测，得到了该地区生态环境的发展趋势及影响因素、时间及空间变化。针对影响矿区社会经济可持续发展的脆弱生态环境的主要驱动力因素和时空变化，提出了研究区域生态环境综合治理技术。本书的主要研究成果如下：

(1)生态脆弱性的主要成因是以气候条件、地质地貌条件为基底的原生脆弱性，加上人为活动的胁迫性影响而导致的次生脆弱性交互作用的结果。本书总结了前人研究成果和调查分析湖南湘西北地区沃溪矿区生态环境脆弱性的主要形成因素，研究发现岩溶石漠化的成因机理和生态脆弱性是由土地与资源不合理利用、土壤侵蚀、酸盐岩性、地表水流失、植被退化与丧失和土地生物生产力退化等要素引起的;引入生态景观学对土地石漠化的概念进行了完善和补充，丰富了石漠化的定义；对岩溶区土壤质量、土壤水进行评价，定量计算了岩溶矿区土壤养分变异对生态环境效应的影响;分析土壤水分的生态系统作用机理，运用水库效应模型及原生植被破坏后土壤水污染物运移风险预测模型。

(2)工程建设的露天剥离对原生植被的破坏、水土流失严重、滑坡、泥石流等地质灾害发生，严重地威胁着矿区的生态环境，加剧了区域石漠化的发展。本书在调查了解湖南湘西北沃溪矿区地质及自然条件状况、矿区土地利用、土壤资源状况和开采工艺的基础上，研究了平果铝露天矿开采对当地生态环境造成的影响和生态景观变化;用Bayes判别分析等数学模型对地质环境和边坡环境进行了评估。

(3)露天开采使其生态系统急剧破坏和退化，本书对岩溶石漠化地区平果铝土矿露天开采的生态重建从工程复垦技术、生物复垦技术和菌根技术3个方面进行了综合治理技术研究，加速了土壤熟化以及植被重建，成功地利用了平果铝工业废弃物作为复垦的人工再造耕层材料，并提出了*配土方案，即解决了缺少覆土的难题，初步实现了矿区废弃物的减量化、资源化和无害化;对复垦后的生态系统从经济效益、社会效益和生态效益3个方面进行评价论证。

(4)建立了景观生态空间结构模型，并对采空区土地利用结构变化和生态重建系统进行了预测；建立了综合费残Х治龅幕疑评价模型，对采空区复垦效益进行综合评价，预测和评价结果证明了平果铝生态恢复是成功的。

本书由湖南城建职业技术学院李云副教授研究撰写。

第1章绪论

1.1研究的背景与意义

1.2文献综述

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3湘西北地形地貌特征及发展现状

1.4研究目的、内容、方法和技术路线

1.4.1研究目的

1.4.2研究内容

1.4.3研究方法

1.4.4技术路线

1.5本章小结

第2章岩溶石漠化成因机理研究

2.1岩溶石漠化及岩溶生态环境的概念

2.1.1岩溶石漠化的概念

2.1.2岩溶生态环境的概念

2.2石漠化制约生态环境可持续发展

2.3石漠化的成因机理与过程研究

2.3.1土地石漠化的根本原因

2.3.2石漠化的内在动力

2.3.3石漠化的直接动力

2.3.4石漠化的先导因素

2.3.5石漠化的主要原因

2.3.6石漠化进程的驱动力

2.4本章小结

第3章岩溶地区生态脆弱性特征与评价研究

3.1岩溶石漠化地区生态脆弱性表现特征

3.2岩溶地区生态脆弱性驱动因子

3.2.1脆弱性内在驱动因子

3.2.2脆弱性外在驱动因子

3.3岩溶土壤质量评价

3.3.1土壤质量定义及功能

3.3.2土壤质量评价原则

3.3.3土壤质量的评价方法

3.3.4生态环境的土壤养分变异效应

3.4岩溶区土壤水分对环境效应的风险预测

3.4.1生态系统土壤水分作用机理

3.4.2土壤水的水库效应及参数计算

3.4.3岩溶地下水运移风险预测研究

3.5本章小结

第4章工程建设对岩溶地区生态环境影响研究及评价

4.1岩溶地区矿山地质环境评估

4.1.1矿山地质环境评估意义

4.1.2Bayes判别分析数学模型

4.1.3Bayes判别法应用

4.2高速公路工程建设对岩溶石漠化地区生态环境影响

4.2.1高速公路建设中环境影响分析

4.2.2山区高速公路边坡设计与生态环境影响

4.3基于TOPSIS睩CA的预应力锚索失效边坡稳定性风险评价

4.3.1TOPSIS的基本思想

4.3.2理想点与形式概念分析的预应力锚索失效风险评价模型

4.3.3工程应用

4.4基于PCA法的工程建设对湘西岩溶地区生态安全影响评价研究

4.4.1PCA主成分多元分析法的评价模型

4.4.2PCA评价指标体系的确定

4.4.3实例分析

4.5基于无偏灰色模型的生态环境安全事故预测

4.5.1传统GM(1,1)模型

4.5.2无偏灰色模型

4.6突发性环境事件应急联动系统构建

4.6.1系统结构与开发工具

4.6.2突发性环境事件应急联动系统的构建

4.6.3突发性环境事件应急联动系统关键技术

4.6.4突发性环境事件联动组织运作流程

4.7本章小结

第5章岩溶地区地形地貌三维地质建模与可视化设计

5.1三维地质建模

5.1.1地形建模方法原理

5.1.2建立地形模型

5.2岩体建模

5.2.1钻孔整理与收集

5.2.2岩体的圈定

5.2.3勘探线剖面图的校正与调整

5.2.4勘探线剖面分析

5.3湘西金矿沃溪三维境界图

5.4湘西金矿沃溪三维地质模型图

5.5本章小结

第6章岩溶地区土地利用结构及耕地总量动态平衡研究

6.1岩溶石漠化地区土地利用结构调查

6.1.1土地利用结构现状调查

6.1.2土地利用结构现状分析

6.1.3土地利用中存在的主要问题

6.2土地利用结构调整与耕地总量动态平衡的关系

6.2.1耕地总量动态平衡的内涵

6.2.2土地利用结构调整与耕地总量动态平衡的关系

6.3土地利用结构调整潜力、方案与措施

6.3.1土地利用结构调整潜力分析

6.3.2土地利用结构方案调整方式

6.3.3土地利用结构调整实施措施

6.4沃溪矿区耕地总量动态平衡的可行性研究

6.4.1耕地总量动态平衡水平测度计算

6.4.2影响矿区耕地总量变化的因素分析

6.4.3耕地总量动态平衡的可行性分析

6.5实现耕地总量动态平衡的对策研究

6.6土地利用结构与生态环境预测研究

6.6.1土地利用变化空间结构预测模型

6.6.2土地利用变化与环境评价预测结果

6.7岩溶矿区复垦土地适宜性评价

6.7.1土地评价指标划分

6.7.2土地适宜性评价方法

6.7.3沃溪矿区复垦土地适宜性评价

6.8本章小结

第7章岩溶地区水土保持模式及综合治理技术研究

7.1项目地区概况

7.1.1项目地区地形及水文特征

7.1.2项目区水土流失现状及防治情况

7.2矿区建设及生产新增水土流失预测研究

7.2.1水土流失预测时段

7.2.2损坏的水土保持设施预测

7.2.3可能造成的新增水土流失量预测

7.2.4可能造成的水土流失危害分析

7.2.5预测结果的综合分析评价

7.3岩溶石漠化矿区水土流失防治方案

7.3.1方案编制的原则和目标

7.3.2水土防治技术方案编制

7.3.3水土流失监测

7.4平果铝二期水土保持投资估算及效益分析

7.4.1水土保持投资估算

7.4.2效益分析

7.5本章小结

第8章岩溶石漠化地区生态环境综合治理技术研究

8.1生态综合治理概述

8.1.1土地复垦与生态重建可持续发展

8.1.2国内土地复垦与生态重建成功模式

8.1.3岩溶山区土地复垦与生态重建研究尚存在的不足

8.1.4石漠化区土地复垦与生态重建目标

8.2平果铝土矿工程复垦技术研究

8.2.1工程复垦技术条件及可行性方案

8.2.2平果铝工程复垦设计

8.2.3地质特征及给采空区工程复垦设计的影响

8.2.4石牙底板采空区工程复垦技术

8.2.5黏土底板采空区的复垦技术

8.2.6复垦用土的获取和土壤改良技术

8.3平果铝土矿生物复垦技术研究

8.3.1国外丛枝菌根应用研究

8.3.2国内丛枝菌根应用研究

8.3.3平果铝土矿生物复垦技术

8.4平果铝土矿采空区土地复垦效果

8.4.1平果铝土矿采空区土地复垦特点

8.4.2平果铝土矿矿区开采前的生态状况

8.4.3采空区土地复垦实施效果对比解析

8.4.4历年复垦验收合格土地统计

8.5露天矿开采边坡防护决策与生态环境耦合研究

8.5.1边坡综合防护方案选择

8.5.2边坡综合防护方案的环境评价方法

8.5.3边坡防护方案决策的主客观赋权综合评价模型

8.5.4露天矿开采边坡防护方案评价指标的确定

8.5.5评价实例

8.6岩溶石漠化矿区生态重建效益评价研究

8.6.1效益理论基础

8.6.2经济效益评价

8.6.3社会效益评价

8.6.4生态效益评价

8.7本章小结

参考文献

致谢

    本书首次将“景观生态空间结构分析法”运用于湖南湘西北地区的沃溪矿区的恢复生态的预测，得到了该地区生态环境的发展趋势及影响因素、时间及空间变化。针对影响矿区社会经济可持续发展的脆弱生态环境的主要驱动力因素和时空变化，提出了研究区域生态环境综合治理技术。本书的主要研究成果如下：

(1)生态脆弱性的主要成因是以气候条件、地质地貌条件为基底的原生脆弱性，加上人为活动的胁迫性影响而导致的次生脆弱性交互作用的结果。本书总结了前人研究成果和调查分析湖南湘西北地区沃溪矿区生态环境脆弱性的主要形成因素，研究发现岩溶石漠化的成因机理和生态脆弱性是由土地与资源不合理利用、土壤侵蚀、酸盐岩性、地表水流失、植被退化与丧失和土地生物生产力退化等要素引起的;引入生态景观学对土地石漠化的概念进行了完善和补充，丰富了石漠化的定义；对岩溶区土壤质量、土壤水进行评价，定量计算了岩溶矿区土壤养分变异对生态环境效应的影响;分析土壤水分的生态系统作用机理，运用水库效应模型及原生植被破坏后土壤水污染物运移风险预测模型。

(2)工程建设的露天剥离对原生植被的破坏、水土流失严重、滑坡、泥石流等地质灾害发生，严重地威胁着矿区的生态环境，加剧了区域石漠化的发展。本书在调查了解湖南湘西北沃溪矿区地质及自然条件状况、矿区土地利用、土壤资源状况和开采工艺的基础上，研究了平果铝露天矿开采对当地生态环境造成的影响和生态景观变化;用Bayes判别分析等数学模型对地质环境和边坡环境进行了评估。

(3)露天开采使其生态系统急剧破坏和退化，本书对岩溶石漠化地区平果铝土矿露天开采的生态重建从工程复垦技术、生物复垦技术和菌根技术3个方面进行了综合治理技术研究，加速了土壤熟化以及植被重建，成功地利用了平果铝工业废弃物作为复垦的人工再造耕层材料，并提出了*配土方案，即解决了缺少覆土的难题，初步实现了矿区废弃物的减量化、资源化和无害化;对复垦后的生态系统从经济效益、社会效益和生态效益3个方面进行评价论证。

(4)建立了景观生态空间结构模型，并对采空区土地利用结构变化和生态重建系统进行了预测；建立了综合费残Х治龅幕疑评价模型，对采空区复垦效益进行综合评价，预测和评价结果证明了平果铝生态恢复是成功的。

本书由湖南城建职业技术学院李云副教授研究撰写。