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基于蜣螂算法优化的投影寻踪生态环境评价方法构建 被引量：1
1
作者 刘英 范雅慧 +8 位作者 衡文静 许萍萍 岳辉 毕银丽 牛鸿波 田少国 祖鹏举 曹满红 董起广 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2799-2810,共12页
矿山开采会破坏和占用大量土地资源,对生态环境造成持久的负面影响,因此评价矿区生态环境质量变化迫在眉睫。为了准确监测矿区生态环境质量,以陕煤集团张家峁矿区2000—2023年24期逐年的Landsat影像为基础数据,通过计算绿度(Normalized ... 矿山开采会破坏和占用大量土地资源,对生态环境造成持久的负面影响,因此评价矿区生态环境质量变化迫在眉睫。为了准确监测矿区生态环境质量,以陕煤集团张家峁矿区2000—2023年24期逐年的Landsat影像为基础数据,通过计算绿度(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、湿度(Humidity Index,WET)、热度(Land Surface Temperature,LST)、干度(Normalized Differential Build-up and bare Soil Index,NDBSI)4项生态指标,并采用基于果蝇优化算法的投影寻踪(Fruit Fly Optimization Algorithm-Projection Pursuit Clustering,FOA–PPC)、基于粒子群优化算法的投影寻踪(Particle Swarm Optimization-Projection Pursuit Clustering,PSO–PPC)、基于灰狼优化算法的投影寻踪(Grey Wolf Optimizer-Projection Pursuit Clustering,GWO–PPC)和基于蜣螂优化算法的投影寻踪(Dung Beetle Optimizer-Projection Pursuit Clustering,DBO–PPC)4种群智能优化算法构建矿区生态环境质量评价方法,并利用平均相关度进行精度验证。结果表明:①DBO–PPC模型的平均相关度和类内聚集度均高于PSO–PPC模型、FOA–PPC模型和GWO–PPC模型,且与EI指数更接近,表明DBO–PPC能更好的评估研究区生态环境;②基于DBO–PPC模型的张家峁矿区2000—2023年生态环境质量均值为0.4,生态环境质量以差和较差等级为主,面积占比约55.94%,空间上呈西部差东部好,常家沟水库的生态环境在研究期内表现为优等级,矿区东北部和中部区域的生态环境较好,植被覆盖较多;③矿区发生沉陷面积占比为81.28%,沉陷最大值达−0.15 m;采区发生沉陷现象面积占比明显高于矿区,占采区面积的89.56%,生态环境质量以−0.0004的速率下降,表明采矿活动使得研究区的地表发生了沉陷,进而影响到生态环境。综上所述DBO–PPC模型在监测评价矿区生态环境质量方面具有较强的合理性,从而为矿区生态环境可持续发展提供技术手段。 展开更多
关键词 群智能优化算法 投影寻踪 DBO–PPC 生态环境评价
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自然和人为干扰因素对黄土高原生态环境质量变化的影响 被引量：2
2
作者 牛鸿波 田少国 +8 位作者 祖鹏举 曹满红 曲少东 董起广 李冰倩 姜泽玉 毕银丽 刘英 岳辉 《煤炭工程》 北大核心 2024年第3期157-166,共10页
为了识别自然和人为干扰因素对黄土高原生态环境质量变化的影响,以黄土高原为研究区,基于GEE平台和MODIS数据获取区域内2003-2022年的遥感生态指数(RSEI),利用随机森林识别自然因素和人为干扰因素对RSEI变化的驱动作用。结果表明:近20年... 为了识别自然和人为干扰因素对黄土高原生态环境质量变化的影响,以黄土高原为研究区,基于GEE平台和MODIS数据获取区域内2003-2022年的遥感生态指数(RSEI),利用随机森林识别自然因素和人为干扰因素对RSEI变化的驱动作用。结果表明:近20年内,(1)黄土高原的生态环境质量轻微改善,以0.002/a的速率增加,且生态环境质量空间分布总体呈由东南向西北递减的趋势,空间分布异质性较大,整体表现为良;蒙陕矿区和山西矿区大部分区域,以及黄陇矿区和宁东矿区的生态环境质量改善较为明显,占比分别为40.5%、25.7%、14.6%和19.9%,山西矿区和豫西矿区部分区域退化较为明显,占比分别为5.4%和34.3%。(2)黄土高原气温降低和升高区域分别占比46.3%和13.3%,而92.7%区域的降水不变;63.1%的土壤水、58.4%的地表径流和96.6%区域的地下水储量增加;98.5%区域的GDP增加,62.7%和20.9%区域的人口增加和降低,近70%的土地利用类型基本不变,其余区域的地物类型相互转换。(3)黄土高原RSEI改善区域主要受地表径流(占比39.8%)、地下水储量(15.7%)、GDP(13.4%)和气温(12.4%)的影响,退化区域主要受GDP(22.2%)、地表径流(21.3%)、地下水储量(16.4%)、气温(12.5%)和夜间灯光(10.5%)的影响;其次,RSEI改善的煤炭基地主要受地表径流和GDP的影响,退化的煤炭基地受GDP、夜间灯光、地下水储量和气温因素主导。综上所述,近20年内黄土高原生态环境得到改善,生态环境质量变化主要受地下水储量、地表径流、气温、夜间灯光、人口和GDP的影响。 展开更多
关键词 黄土高原 生态环境 煤矿区 随机森林 驱动因子
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香根草生长对不同土壤水分条件的响应
3
作者 牛鸿波 祖鹏举 +3 位作者 曹满红 白璐璐 任明星 时鹏 《农业科学研究》 2025年第1期11-17,共7页
香根草以快速生长及强环境适应性成为弃土场生态快速修复的理想植物。土壤水分作为核心环境因子,对香根草的修复效能至关重要,土壤含水量将直接影响香根草的修复效果。设置4种土壤水分处理(W1:饱和田间持水量的80%;W2:60%;W3:40%;W4:前... 香根草以快速生长及强环境适应性成为弃土场生态快速修复的理想植物。土壤水分作为核心环境因子,对香根草的修复效能至关重要,土壤含水量将直接影响香根草的修复效果。设置4种土壤水分处理(W1:饱和田间持水量的80%;W2:60%;W3:40%;W4:前两个月80%,随后自然降至40%)进行为期3个月的室内培养试验,全面评估香根草对不同土壤含量的生理生态响应。结果表明:①香根草在4种不同的土壤水分条件下存活率均为100%,表现出极强的耐受性;②充分供水条件(W1)下,香根草的株高、株宽、相对叶绿素质量比、叶片氮质量比、根系平均根长均高于其他处理;③香根草的种植使土壤速效养分质量比有所提高,速效磷质量比与植物地下指标存在显著正相关关系,硝态氮质量比与植物干质量、鲜质量和株高存在显著正相关关系,铵态氮质量比与植物叶宽、相对叶绿素质量比和叶片氮质量比存在显著正相关关系。鉴于此,建议弃土场初期生态修复采用充分供水条件(W1),以促进香根草幼苗快速生长,优化生态修复效果。 展开更多
关键词 弃土场修复 土壤水分 香根草 生理生态特征 速效养分
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北秦岭陕西华阳川地区铀矿物质来源 被引量：4
4
作者 张熊猫 陈冰 +6 位作者 杨蓉 陈军 程佳孝 江宏君 李鹏 叶兴超 康清清 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期420-430,共11页
华阳川铀矿床位于老牛山岩体与华山岩体夹持部位,矿体严格受控于NW—SE向华阳川脆韧性剪切带,赋矿岩石以石英碳酸岩为主,伟晶岩次之。关于华阳川铀矿床的物质来源一直没有较可信的研究成果。系统收集航放、地质、钻探、选冶试验等资料,... 华阳川铀矿床位于老牛山岩体与华山岩体夹持部位,矿体严格受控于NW—SE向华阳川脆韧性剪切带,赋矿岩石以石英碳酸岩为主,伟晶岩次之。关于华阳川铀矿床的物质来源一直没有较可信的研究成果。系统收集航放、地质、钻探、选冶试验等资料,采用地表放射性物探、地质、锆石U-Pb定年等手段,计算各地质体(单元)的放射性能谱特征、年龄特征,研究岩体、脉岩的构造展布规律和放射性元素的迁移规律,揭示华阳川铀矿的成矿物质来源。地表伽玛能谱特征显示,华山岩体翁峪花岗岩U含量为4.82×10^(-6)~6.46×10^(-6),Th含量为23.03×10^(-6)~31.08×10^(-6),Th/U值为5.29~6.00;老牛山岩体主要岩石单元U含量为9.27×10^(-6)~11.18×10^(-6),Th含量为24.39×10^(-6)~27.72×10^(-6),Th/U值为2.64~3.55,两者均具有高铀、高钍的特征;地球化学特征显示,华山岩体与老牛山岩体均具有埃达克质岩的特征,为不同期次的同源富铀体,但华山岩体翁峪花岗岩有较明显的铀源体特征;放射性航空物探特征显示,华阳川矿区韧性剪切带中具有铀迁入富集特征;地质年代背景研究显示,华山岩体翁峪花岗岩与华阳川矿区含矿石英碳酸岩成岩年龄基本一致,均形成于235~200 Ma;构造背景研究显示,第一次造陆事件(约1800 Ma)至印支期形成的多期次脆韧性剪切带底部直接与华山岩体连通,为活化铀的迁移提供了有利通道。研究表明,华山岩体翁峪花岗岩中的U元素被活化、迁移后,为华阳川铀矿提供了大量的铀源。 展开更多
关键词 华阳川 华山岩体 翁峪花岗岩 铀矿 物质来源 脆韧性剪切带 石英碳酸岩
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神东矿区煤炭开采对植被净初级生产力的影响 被引量：3
5
作者 牛鸿波 田少国 +7 位作者 祖鹏举 曹满红 曲少东 董起广 李冰倩 姜泽玉 毕银丽 岳辉 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期267-277,共11页
神东矿区煤炭开采对当地生态环境,特别是植被生长,产生了重要影响。为了定量描述这种影响,该研究利用区域蒸散模型,计算神东矿区潜在净初级生产力(Potential Net Primary Productivity,P_(NP),p),并利用MODIS17A3数据集(2001—2022年)... 神东矿区煤炭开采对当地生态环境,特别是植被生长,产生了重要影响。为了定量描述这种影响,该研究利用区域蒸散模型,计算神东矿区潜在净初级生产力(Potential Net Primary Productivity,P_(NP),p),并利用MODIS17A3数据集(2001—2022年)表征实际净初级生产力(Actual Net Primary Productivity,P_(NP,a)),同时结合中国陆地生态系统逐月净初级生产力栅格数据集(P_(NP,al),1988—2015年),采用地理加权回归(Geographically weighted regression,GWR)模型构建校正方法,对P_(NP,al)进行校正获取1988—2000年的P_(NP,a)数据,以二者之差(Human Net Primary Productivity)P_(NP,h)表征煤炭开采的影响,评估了神东矿区煤炭开采对植被P_(NP)的影响。结果表明:①利用GWR模型校正的P_(NP,al)数据精度约为0.76,校正后的P_(NP,al)数据与MODIS17A3数据集具有较强的空间相关性,说明了校正模型精度的可靠性;②神东矿区的整体上P_(NP,a)和P_(NP,h)表现为先下降后逐渐恢复的趋势,但植被净初级生产力(Net Primary Productivity,P_(NP))并未恢复至采矿前水平。采矿前P_(NP,h)均值和采矿后P_(NP,h)均值分别为21.50 g/m^(2)、-60.20 g/m^(2),P_(NP,h)<0表明矿区P_(NP)植被生长受到采矿活动的干扰,发生退化的矿井主要分布在高强度开采区域(以C计,下同);③1996—2022年神东矿区P_(NP)值的变化主要受气候变化和人类活动的共同影响,人类活动和气候变化对生态退化的占比分别为35.7%、8.2%,1996—2015年人类活动贡献率指数(Relative Contribution Index,I_(RC))主要集中在0.5左右,表明煤炭开采对植被退化占主导作用,2016年后光伏电站建设对P_(NP)的影响表现出促进作用。该研究有助于理解煤炭开采对植被净初级生产力动态变化的影响,并为神东矿区的植被恢复和高质量发展提供科学依据。 展开更多
关键词 矿区生态环境 净初级生产力 煤炭开采 光伏环境效应 贡献率指数 地理加权回归模型
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大佛寺4#煤水热处理结果对煤润湿性的指示意义 被引量：4
6
作者 刘巧妮 刘钰辉 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期112-120,共9页
为核定低煤阶镜煤和暗煤的润湿性及主要控制因素,采集大佛寺4^(#)煤样品并剥离出镜煤和暗煤,进行显微组分分析、工业分析、接触角测定、吸水速率测定、核磁共振测试,并测定不同温度水热处理后样品工业组分、元素含量,分析水热处理煤的... 为核定低煤阶镜煤和暗煤的润湿性及主要控制因素,采集大佛寺4^(#)煤样品并剥离出镜煤和暗煤,进行显微组分分析、工业分析、接触角测定、吸水速率测定、核磁共振测试,并测定不同温度水热处理后样品工业组分、元素含量,分析水热处理煤的分子结构变化,明确镜煤和暗煤的润湿性差异及主要控制因素。结果表明大佛寺4^(#)煤镜煤相较于暗煤,镜质组、壳质组含量高,挥发分、水分高,而惰质组、矿物质含量低、灰分低,并且H、O含量较高。镜煤和暗煤均表现亲水性,但暗煤的灰分更高,润湿性更好,自由水/结合水呈过渡态,灰分是影响大佛寺4^(#)煤润湿性的关键因素。水热处理温度增高,煤的灰分、水分、挥发分皆下降,H/C变化不大,O/C降低。煤的低温水热提质本质是减弱煤分子间二级结构的缔合作用,促进灰分重力沉降和羟基等含氧官能团分解脱除,增强煤的疏水性。 展开更多
关键词 大佛寺 镜煤 暗煤 水热处理 煤质 润湿性 核磁共振
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