市域煤粮复合土地系统演变及其调控研究_李晶著.pdf

市域煤粮复合土地系统演变及其调控研究李晶著地攻云放沾北京前言煤炭是我国主要的能源物质。大规模的煤炭开发一方面为经济发展做出了巨大贡献，另一方面却破坏了大量土地并引发了社会和生态安全问题。研究表明，我国煤炭与粮食生产地域分布高度复合，煤炭与耕地资源分布的复合面积占全国耕地总量的42.7%，其中煤炭保有资源与耕地复合面积占耕地总量的10.8%。弄清采煤影响下煤粮复合土地系统演变规律及其发展趋势并提出调控对策，有益于缓解人地矛盾、实现资源节约型和环境友好型的经济发展方式，也有利于在保障能源安全的同时维护国家粮食安全、生态安全和社会安全。济宁市地处鲁西南的泗河冲积平原，是我国重要的煤炭生产基地和重要的粮、棉、油产地，以全国0.11%的国土面积、0.43%的耕地面积，生产了占全国0.75%、2.12%和0.93%的粮食、棉花和油料，煤炭产量更是占山东省的54.3%，占全国的4.8%。近年来，煤炭开采的负效应对地方发展的影响日益深重。至2004年底，全市仅采煤塌陷及压占土地就达14485hm2。塌陷形成了大面积的积水区，导致耕地减产甚至绝产。该区采煤形成的深层塌陷在全国具有代表性和典型性，特别是深层塌陷多是粮食高产稳产的“吨粮田”，这在全国也是少有的。本书旨在揭示煤粮复合土地系统煤炭资源与耕地资源的复合特征，分析这种特征导致的煤炭开采扰动下要素-结构一功能变化规律及土地系统可持续性现状、历史变化及其外在景观演变并对系统演变趋势作出预测，针对现状、历史及预测变化趋势提出分区与分类调控对策。除分析全国煤炭与耕地复合面积及其省区分布外，济宁市因其独特性而被选为主要的研究区域。本书以时序变化和空间分异为主线，系统分析了不同时段采煤扰动下要素-结构-功能-可持续性状况-景观外在表现。借助于GS空间分析、数据管理和地图表达功能，集成应用了系统科学相关理论、地理学区域理论、生态足迹理论模型、区位熵理论模型、开采沉陷预计、聚类分析等理论和方法，主要研究内容及结论如下：第一，基于地理学的区域理论阐述了煤粮复合主产区和煤粮复合区的异同。对煤粮复合土地系统的概念、特征、构成等给予了科学界定，并揭示了全国煤粮复合面积及其地域分布。煤粮复合土地系统是以煤炭、耕地资源为特征要素，包括地形地貌、土壤、水文、气候、植被等自然要素以及人口等社会经济要素在内的所有元素以及过去和现代人类活动影响在内的复杂地域系统。其发展演变经历了成型演化、保型演化和转型演化阶段，符合要素-结构一功能变化规律。该系统矛盾的独特性决定了采煤扰动引起系统转型演化的必然性。调控的目的是使其实现有利于缓解我国人地矛盾的良性转型。我国煤炭与耕地资源的复合面积广，广泛分布于除海南、上海以外的大陆各省（区）。第二，借助GS空间叠加功能分析了济宁市煤粮复合情况，分析了煤粮复合土地系统