基于耗散結(jié)構(gòu)理論的礦區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究.pdf

1、煤炭資源開發(fā)所引起的礦區(qū)國土生態(tài)安全問題已引起社會(huì)各界的普遍關(guān)注。因此，對(duì)煤礦采區(qū)國土生態(tài)安全進(jìn)行準(zhǔn)確、科學(xué)的評(píng)價(jià)，以便優(yōu)化土地利用方案，建立國土生態(tài)安全格局，對(duì)于合理、持續(xù)、高效利用有限的國土生態(tài)資源具有重要的理論價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。以煤礦開采這一人類行為活動(dòng)而導(dǎo)致的煤礦采空區(qū)生態(tài)安全問題為研究目標(biāo)，以譚家山礦區(qū)生態(tài)安全現(xiàn)狀為研究藍(lán)本，借助 USCEQ提出的累積效應(yīng)理論，分析了譚家山礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害、生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境的時(shí)空累積演變規(guī)律與特征

2、；研究了礦區(qū)生態(tài)安全的內(nèi)涵及本質(zhì)特征，闡明了熵與信息熵的概念及生態(tài)安全系統(tǒng)熵增的本質(zhì)內(nèi)涵；基于耗散結(jié)構(gòu)理論與“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”的PSR概念，建立煤礦采空區(qū)國土生態(tài)安全耗散結(jié)構(gòu)模型。從人類行為、自然環(huán)境、政策調(diào)控三方面建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用直線型閾值法處理原始數(shù)據(jù)，計(jì)算各指標(biāo)要素的灰色關(guān)聯(lián)度與灰色信息熵權(quán)，最后得出系統(tǒng)總的熵變。以譚家山煤礦采空區(qū)為研究實(shí)例，利用耗散結(jié)構(gòu)信息熵理論分析其2005-2012年國土生態(tài)安全狀態(tài)過程，結(jié)果表明雖

3、然系統(tǒng)年份信息熵值自2010年起開始由正到負(fù)，但其累計(jì)信息熵值為正，說明譚家山煤礦采空區(qū)的國土生態(tài)環(huán)境并未達(dá)到安全水平，還需要在已有的基礎(chǔ)上持續(xù)維持或進(jìn)一步改進(jìn)一段較長時(shí)間。研究的成果主要有以下幾點(diǎn)：
　　1）礦區(qū)生態(tài)安全系統(tǒng)是一個(gè)典型的耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。人的行為活動(dòng)（在此特指煤炭開采）就國土生態(tài)安全狀況而言，永遠(yuǎn)是無序的，在此表現(xiàn)為熵產(chǎn)。因此，必須積極有效地引入負(fù)熵流，如改善采掘工藝、控制“三廢”排放、加大環(huán)保投資、加強(qiáng)信息監(jiān)測等，

4、以此促進(jìn)生態(tài)安全耗散系統(tǒng)保持有序結(jié)構(gòu)。
　　2）直線型閾值法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量化處理，計(jì)算信息熵權(quán)，并將其引用到灰色關(guān)聯(lián)度的計(jì)算中，得出灰色信息熵。這一評(píng)價(jià)分析工具相對(duì)于原有的模糊數(shù)學(xué)法、層次分析法而言，降低了對(duì)定量指標(biāo)數(shù)據(jù)定性化的要求，比較客觀地反映了礦區(qū)生態(tài)安全系統(tǒng)三個(gè)維度之間的關(guān)系及重要程度，使分析評(píng)價(jià)更具客觀性與可操作性。
　　3）顯然，煤礦區(qū)國土生態(tài)安全系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的始終處于非平衡狀態(tài)的可變系統(tǒng)。年份信息熵的計(jì)算