馮姍姍, 常　江,*, 侯　偉

1 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院, 徐州　221116 2 中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院, 北京　100830

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GI引導(dǎo)下的采煤塌陷地生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)評(píng)價(jià)

馮姍姍1, 常江1,*, 侯偉2

1 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院, 徐州221116 2 中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院, 北京100830

摘要:生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)評(píng)價(jià)是恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一,而退化生態(tài)系統(tǒng)被恢復(fù)為何種類(lèi)型是確定生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)的前提和重點(diǎn)。以徐州市為研究區(qū),將城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施(GI)作為塌陷地生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo),在GIS技術(shù)支撐下,從塌陷斑塊恢復(fù)為GI的適宜性及其對(duì)維持GI景觀連接度的重要性兩個(gè)方面,綜合評(píng)價(jià)了采煤塌陷地生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)。研究結(jié)果表明,徐州市超過(guò)半數(shù)的采煤塌陷斑塊具有較高的GI生態(tài)適宜性,相對(duì)集中在5個(gè)片區(qū)；各塌陷斑塊維持景觀連接度的重要性分布不均勻,賈汪片區(qū)中部及北部塌陷斑塊對(duì)維持景觀連接度的作用非常顯著；二者疊加后各塌陷斑塊的綜合適宜度具有明顯差異,將其劃分為5個(gè)生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先等級(jí),較高優(yōu)先等級(jí)分布于賈汪片區(qū)中部、董莊片區(qū)北部、龐莊西片區(qū)中部,建議將其納入城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施予以優(yōu)先恢復(fù)并立法保護(hù)。

關(guān)鍵詞：采煤塌陷地；綠色基礎(chǔ)設(shè)施(GI)；生態(tài)恢復(fù)；生態(tài)適宜性；景觀連接度；生態(tài)規(guī)劃

圖1　研究區(qū)示意圖Fig.1　Study area map

生態(tài)恢復(fù)是避免生物多樣性減少及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能損失的重要途徑,20世紀(jì)80年代生態(tài)恢復(fù)研究在全球退化生態(tài)系統(tǒng)大面積增加的背景下廣泛展開(kāi)[1- 2]。由于生態(tài)恢復(fù)是一項(xiàng)費(fèi)用極其高昂的工作,而現(xiàn)有退化生態(tài)系統(tǒng)面積巨大、可利用資金有限,所以急需確定生態(tài)恢復(fù)的優(yōu)先等級(jí),以確保將有限資金投入到最為關(guān)鍵的恢復(fù)地段,實(shí)現(xiàn)最高效的生態(tài)恢復(fù)[3- 6]。2000年以后生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)逐漸成為恢復(fù)生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。優(yōu)先級(jí)評(píng)價(jià)需要確定清晰的生態(tài)恢復(fù)目標(biāo),其直接影響評(píng)價(jià)體系及其結(jié)果[7]。優(yōu)先級(jí)研究對(duì)象以森林、海洋、河岸緩沖帶、濕地等退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)成果居多[8-13],針對(duì)采礦區(qū)域退化生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)研究相對(duì)較少[14- 16]。

在我國(guó)東部平原地區(qū)的煤炭城市,針對(duì)面大、量廣的采煤塌陷地,建立生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先等級(jí)成為高效開(kāi)展生態(tài)恢復(fù)實(shí)踐的關(guān)鍵[17]。綠色基礎(chǔ)設(shè)施(GI)是城市生物生存的重要棲息地,能夠有效保護(hù)城市生物多樣性、提高城市整體生態(tài)功能。因此,將采煤塌陷地恢復(fù)為GI,確定GI引導(dǎo)下的采煤塌陷地生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)具有重要現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。本文以徐州市為研究范圍,結(jié)合采煤塌陷地GI生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)與維持GI景觀連接度的重要性評(píng)價(jià),判斷采煤塌陷地的生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)。其中,景觀連接度表征斑塊之間在功能和生態(tài)過(guò)程上的有機(jī)聯(lián)系,是反映GI穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。研究得到的徐州市采煤塌陷地生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)及分級(jí)管制策略,可以為土地復(fù)墾項(xiàng)目統(tǒng)籌開(kāi)展和城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃提供參考。

1研究區(qū)概況

徐州市位于江蘇省西北部,華北平原的東南部,介于116°22′—118°40′E、33°43′—34°58′N(xiāo)之間,市域總面積11258 km2,包含市區(qū)及下轄的5縣(市)。徐州市地處暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū),年平均氣溫14.0℃,年平均降水量869.9 mm。全市以平原為主,地勢(shì)低平；丘陵崗地約占9.4%。徐州市地處古淮河支流沂、沭、諸水的下游,境內(nèi)河流縱橫交錯(cuò)。徐州市礦產(chǎn)資源較豐富,曾是我國(guó)東部平原地區(qū)重要的煤炭生產(chǎn)基地。本研究范圍限定于徐州市區(qū),國(guó)土面積3126 km2,山林資源豐富,主要分布于建成區(qū)外圍,故黃河與京杭大運(yùn)河橫貫東西,區(qū)域內(nèi)建有29個(gè)煤礦(圖1)。

2研究方法

2.1 數(shù)據(jù)處理

本研究利用2013年6月徐州市Landsat-TM衛(wèi)星遙感影像(空間分辨率30 m),參照土地利用分類(lèi)體系[18],在ENVI平臺(tái)上通過(guò)人機(jī)交互的方式將徐州市區(qū)土地利用劃分為水體、林地、耕地、草地、城鎮(zhèn)建設(shè)用地、未利用地6種類(lèi)型,并結(jié)合徐州市土地利用現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)、Google Earth高精度影像和典型區(qū)野外調(diào)查等輔助資料對(duì)解譯結(jié)果進(jìn)行修正和訂正處理,最終獲得徐州市區(qū)土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)和歸一化植被指數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖2　采煤塌陷斑塊與城市GI生態(tài)源斑塊分布圖　Fig.2　Distribution of coal subsidence patches and ecological patches of GI

基于徐州市采煤塌陷地分布圖(2012),對(duì)照Landsat-TM衛(wèi)星遙感影像(2013)及Google Earth高精度影像、徐州市工礦廢棄地復(fù)墾規(guī)劃(2012—2015)等資料,對(duì)土地利用明顯變化的塌陷區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,更新數(shù)據(jù),確定徐州市塌陷斑塊,其集中分布于9個(gè)片區(qū),約1.5×104hm2(圖2)。同時(shí),采用直接識(shí)別生態(tài)源地的方法,參考自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園等邊界,確定徐州市區(qū)內(nèi)GI源斑塊,面積達(dá)3.03×104hm2。

2.2分析方法2.2.1塌陷斑塊作為GI的生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)

土地的生態(tài)適宜性是指通過(guò)對(duì)土地水文、地理、生物、人文等特征的綜合評(píng)價(jià)來(lái)確定其對(duì)某類(lèi)用途的適宜程度和限制性大小[19]。GI引導(dǎo)下的采煤塌陷地生態(tài)適宜性(ES)評(píng)價(jià),是從塌陷地自身特性出發(fā),確定其作為城市GI用地的適宜程度。本文參照GI識(shí)別及構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[20],結(jié)合采煤塌陷片區(qū)的現(xiàn)狀特征,從自然因素和人為因素2個(gè)方面選取評(píng)價(jià)因子,建立了包含8個(gè)指標(biāo)層的采煤塌陷斑塊生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)體系(表1)。同時(shí),按照各指標(biāo)層的特點(diǎn)建立分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),按此標(biāo)準(zhǔn)以30 m×30 m柵格為單位對(duì)采煤塌陷地分別賦值,進(jìn)而獲得各指標(biāo)的評(píng)價(jià)值。

表1　采煤塌陷斑塊生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

本文采用層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重。運(yùn)用YaahpV7.5軟件建立層次模型,將同一層級(jí)指標(biāo)構(gòu)成比較矩陣,對(duì)兩兩指標(biāo)的相對(duì)重要性進(jìn)行打分,并通過(guò)矩陣一致性檢驗(yàn),確定各指標(biāo)因子的權(quán)重值(表2)。利用ArcGIS 10.2平臺(tái)中加權(quán)疊加工具,將各指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果按以上權(quán)重進(jìn)行疊加,得到生態(tài)適宜性值,評(píng)價(jià)公式為[21]：

式中,ES是GI生態(tài)適宜性值,Xi是各項(xiàng)指標(biāo)的分值,Wi為各指標(biāo)的權(quán)重。

2.2.2塌陷斑塊維持GI景觀連接度的重要性評(píng)價(jià)

塌陷斑塊在整個(gè)城市景觀結(jié)構(gòu)中的位置以及其對(duì)整體景觀生態(tài)過(guò)程的影響,也是反映其作為GI適宜程度的重要因素。景觀連接度是衡定景觀生態(tài)過(guò)程的重要指標(biāo),其值越大,景觀的穩(wěn)定性越高[26]。各采煤塌陷斑塊納入GI前后城市整體景觀連接度的變化,能夠反映各采煤塌陷斑塊對(duì)于維持城市GI景觀連接度的重要性。因此,本文利用Pascual-Hortal和Saura等開(kāi)發(fā)的Conefor Sensinode2.6軟件,選取可能連通性指數(shù)(PC)來(lái)表征景觀連接度,計(jì)算采煤塌陷斑塊維持GI景觀連接度重要性值(dPC),計(jì)算公式如下[27]：

表2　評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重表

2.2.3塌陷斑塊GI綜合適宜度的評(píng)價(jià)

圖3　采煤塌陷斑塊的生態(tài)適宜性值圖　Fig.3　The value of ecological suitability of coal subsidence patches

采煤塌陷斑塊作為GI的適宜性和維持GI景觀連接度的重要性是確定塌陷地GI綜合適宜度的重要因素。二者對(duì)于判斷采煤塌陷地GI綜合適宜度均具有重要影響,因此將二者結(jié)果等權(quán)重疊加。其中為了使評(píng)價(jià)單元相一致,利用ArcGIS分區(qū)統(tǒng)計(jì)工具,將以柵格為單位的生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)值,依據(jù)塌陷斑塊進(jìn)行均一化處理。

2.2.4塌陷斑塊生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)的確定

塌陷斑塊的GI綜合適宜度決定了GI引導(dǎo)下的采煤塌陷地生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)大小,研究認(rèn)為GI綜合適宜度越高,生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先等級(jí)越高。按照自然斷點(diǎn)法,將綜合適宜度值劃分為5級(jí),從1—5生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先等級(jí)逐級(jí)升高,即非常低、低、中等、高、非常高。

3結(jié)果

3.1斑塊恢復(fù)為GI的生態(tài)適宜性

通過(guò)徐州市區(qū)遙感影像的解譯和處理,共確定了51個(gè)GI源斑塊和310個(gè)采煤塌陷斑塊。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,采煤塌陷地的ES值波動(dòng)于1.99—4.04之間,塌陷斑塊恢復(fù)為GI的適宜性差異較大,其中ES值在3以上的塌陷斑塊面積占研究區(qū)塌陷斑塊總面積的45.5%(圖3)。ES值較高的塌陷斑塊主要集中在4區(qū)中部、6區(qū)中部、7區(qū)中部、8區(qū)北部和9區(qū)西北部,表明這些采煤塌陷地更適宜恢復(fù)為城市GI；而分布于2區(qū)中部、3區(qū)中部和7區(qū)北部的塌陷斑塊ES值相對(duì)較低,說(shuō)明其恢復(fù)為GI的適宜性較低、需要投入的成本較高。

圖4　采煤塌陷斑塊維持GI景觀連接度重要性值圖　Fig.4　The value of patch importance of sustaining GI landscape connectivity of coal subsidence areas

3.2斑塊維持GI景觀連接度的重要性

徐州市區(qū)采煤塌陷斑塊維持景觀連接度的重要性值介于0.004—2.27之間,但其分布極不均勻(圖4)。其中,分值在0.2以下的塌陷斑塊共242個(gè)(占塌陷斑塊總數(shù)的78.06%),這些塌陷斑塊的面積(共6054.84 hm2)占塌陷總面積的40.37%,說(shuō)明大多數(shù)采煤塌陷斑塊對(duì)于維持GI景觀連接度的作用較低；分值在0.2—1.0之間的塌陷斑塊數(shù)64個(gè)(占20.65%),面積(共7468.33 hm2)占50.19%,這些塌陷地對(duì)維持城市GI具有一定的作用；分值在1.0以上的塌陷斑塊僅有4塊,占斑塊總數(shù)的1.29%,占塌陷斑塊總面積的9.84%(共1476.83 hm2),這些斑塊集中分布于7區(qū)的中部(潘安湖周邊)和東北部(賈汪城區(qū)西側(cè)),對(duì)于維持城市GI的穩(wěn)定具有非常重要的作用。

3.3生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)

由圖5可以看出,徐州市區(qū)塌陷斑塊的綜合適宜度值介于1.04—3.08之間,表明現(xiàn)有采煤塌陷斑塊恢復(fù)為城市GI的適宜程度具有較大差異。據(jù)此,將塌陷斑塊的綜合適宜度由小到大依此劃分為非常低、低、中等、高、非常高5個(gè)等級(jí),進(jìn)而獲得了徐州市區(qū)采煤塌陷地生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)由低到高的順序(圖6)。其中,“非常高”優(yōu)先級(jí)塌陷地面積2195.00 hm2,占塌陷總面積的14.66%,集中分布在8區(qū)北部、7區(qū)中部以及4區(qū)故黃河兩岸；“高”優(yōu)先級(jí)的塌陷地面積為4972.80 hm2,占塌陷總面積的33.21%,分布于大部分塌陷片區(qū),在7區(qū)較為集中,占7區(qū)總面積的42.13%；“中等”優(yōu)先級(jí)的塌陷面積為2750.96 hm2,占塌陷總面積的18.36%,“低”和“非常低”優(yōu)先級(jí)的塌陷面積分別為2575.73 hm2和2480.99 hm2,分別占塌陷總面積的17.20%和16.57%。

4結(jié)論與討論

徐州市區(qū)現(xiàn)有采煤塌陷斑塊310塊,在將其恢復(fù)為城市GI的前提下,有半數(shù)以上的塌陷地較適宜恢復(fù)為城市GI,這些塌陷地主要分布于賈汪、龐莊西片區(qū)、新河-臥牛片區(qū)中部，董莊、大黃山片區(qū)北部。而從各塌陷斑塊對(duì)維持城市GI穩(wěn)定性的作用來(lái)看,大多數(shù)塌陷斑塊的作用較小,僅有4塊采煤塌陷斑塊的作用較突出,它們主要分布在賈汪中部及北部。因此,各采煤塌陷地恢復(fù)為城市GI的綜合適宜度不盡相同。而塌陷地恢復(fù)為GI的綜合適宜度越高,則其恢復(fù)為GI越容易、所需費(fèi)用越低,越應(yīng)該予以優(yōu)先恢復(fù)；反之亦然。GI引導(dǎo)下徐州市區(qū)采煤塌陷地生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先等級(jí)中,優(yōu)先等級(jí)為“高”和“非常高”的斑塊面積占塌陷地總面積的47.87%,“中等”的較少(占18.36%),等級(jí)“低”和“非常低”的共占33.77%。

不同的塌陷地生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先等級(jí)地段,具有不同的生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)及管制措施(表3)。該生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)評(píng)價(jià)框架,體現(xiàn)了“生態(tài)優(yōu)先”理念,從整體視角引導(dǎo)局部地段生態(tài)恢復(fù),強(qiáng)調(diào)塌陷地生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)應(yīng)該從傳統(tǒng)的恢復(fù)到“可供利用狀態(tài)”擴(kuò)展到城市整體生態(tài)功能的恢復(fù)和重建。同時(shí),本文將景觀連接度引入采煤塌陷地生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)評(píng)價(jià)過(guò)程中,證明景觀生態(tài)學(xué)方法是較大空間范圍內(nèi)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)研究的有效途徑。

采煤塌陷地的形成及其生態(tài)恢復(fù)是長(zhǎng)期不斷變化的過(guò)程,本文偏于靜態(tài)的研究框架不足以涵蓋其動(dòng)態(tài)內(nèi)涵,因此多時(shí)相、多尺度的采煤塌陷地生態(tài)恢復(fù)是今后研究的方向,未來(lái)可結(jié)合塌陷預(yù)測(cè)及生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù),建立不同時(shí)段的生態(tài)恢復(fù)情景模擬研究。同時(shí)GI引導(dǎo)下采煤塌陷地生態(tài)恢復(fù)更多考慮將其優(yōu)先作為生態(tài)用地,未來(lái)應(yīng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)復(fù)合目標(biāo)下的多類(lèi)土地用途比較研究。

圖5　采煤塌陷斑塊綜合適宜度值圖Fig.5　The value of comprehensive suitability of coal subsidence patches

圖6　采煤塌陷斑塊生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)圖Fig.6　The grades of restoration priorities for coal subsidence patches

優(yōu)先級(jí)Priorities管制內(nèi)涵Connotation特征Characteristics管制措施Regulationmeasures非常高Higher強(qiáng)烈建議納入城市GI網(wǎng)絡(luò)對(duì)于完善城市GI作用非常大的塌陷地段;該地段的ES值非常高,但dPC值具有差異;該地段或具有連續(xù)、大面積水域,如賈汪區(qū)中部;或位于城市重要河流的緩沖區(qū),如龐莊西片區(qū)故黃河兩岸;或具有較好的植被覆蓋現(xiàn)狀,如董莊片區(qū)北部;賈汪片區(qū)中部塌陷斑塊同時(shí)具有較高的ES值與dPC值,因此尤其適宜作為城市GI用地建議恢復(fù)為禁止開(kāi)發(fā)的生態(tài)保育空間,保證以棲息地支持、生物多樣性保護(hù)、水源涵養(yǎng)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為主,嚴(yán)格禁止大規(guī)模人為建設(shè)活動(dòng),可以考慮恢復(fù)為較少人為干擾的自然棲息地、濕地保護(hù)區(qū)高High建議納入城市GI網(wǎng)絡(luò)對(duì)于完善城市GI作用較大的塌陷地段;該地段或ES值較高,或dPC值較高,如賈汪片區(qū)北部和龐莊東片區(qū)東部的生態(tài)適宜性并不高,但其所在景觀位置較為重要使得其綜合適宜度較高;義安片區(qū)中部擁有大面積水域,遠(yuǎn)離建成區(qū),人為干擾小,生態(tài)適宜性較高,但對(duì)維持GI景觀連接度的作用較小建議恢復(fù)為限制開(kāi)發(fā)的城市開(kāi)敞空間,加強(qiáng)現(xiàn)有植被的保育,可以考慮恢復(fù)為城市郊野公園、戶外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地等適度人為干擾的土地用途,但在公園建設(shè)中要避免過(guò)多的人工痕跡和商業(yè)氣息中等Medium可以納入城市GI網(wǎng)絡(luò)對(duì)于完善城市GI具有一定作用的塌陷地段;該地段的ES值與dPC值都處于中等水平,分布較為零散,綜合生態(tài)適宜度一般,對(duì)維持GI景觀連接度具有一定作用建議恢復(fù)為協(xié)調(diào)生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生產(chǎn)性開(kāi)敞空間,如恢復(fù)為經(jīng)濟(jì)型農(nóng)林用地、可再生能源基地等非建設(shè)用地低Low有條件下考慮納入城市GI網(wǎng)絡(luò)對(duì)于完善城市GI作用并不顯著的塌陷地段,該地段的ES值與dPC值都較低,綜合生態(tài)適宜度較低可以恢復(fù)為城市開(kāi)敞空間,也可以在城市擴(kuò)展過(guò)程中恢復(fù)為城鎮(zhèn)建設(shè)用地非常低Lower可以不考慮納入城市GI網(wǎng)絡(luò)對(duì)于完善城市GI作用非常小的塌陷地段,該地段的ES值與dPC值都非常低,作為城市GI空間的限制性較大在城市擴(kuò)展過(guò)程中可以優(yōu)先考慮恢復(fù)為城鎮(zhèn)建設(shè)用地

致謝：徐州師范大學(xué)尤海梅老師幫助寫(xiě)作,特此致謝。

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A framework for setting restoration priorities for coal subsidence areas based on green infrastructure (GI)

FENG Shanshan1, CHANG Jiang1,*, HOU Wei2

1SchoolofMechanicsandCivilEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221116,China2ChineseAcademyofSurveyingandMapping,Beijing100830,China

Abstract：Ecological restoration of degraded areas is commonly an expensive enterprise that can result in varying levels of recovery. With limited financial resources, the restoration efforts should focus on areas where restoration will produce the greatest benefits. There are many coal subsidence areas in the coal cities on the eastern plain in China, and these areas have harmed the structure and functioning of urban green infrastructure (GI) for a long time. Setting restoration priorities is also an urgent task for restoration practitioners and urban planners in coal cities, and identifying the restoration objective is the key for assessing restoration priorities. Many studies on coal subsidence areas focus on local objectives to evaluate the land suitability (e.g. soil restoration, habitat restoration). However, few studies so far have considered a broader context, such as the perspective of sustaining GI stability, when planning restoration actions. In this paper, we investigate which coal subsidence areas should have priorities for restoration, based on the goal of GI. We consequently propose a framework for prioritizing the restoration actions of coal subsidence patches, based on the ecological suitability of GI and the potential for sustaining urban landscape connectivity. Coal subsidence patches with high ecological suitability and with enough potential capacity to favor urban landscape connectivity were given a higher priority, and could therefore play a strong positive role in improving urban GI stability and sustainability. Our developed method consisted of three steps. First, we quantified the ecological suitability within each coal subsidence patch, using a vertical overlay method. This method takes into account variables such as land use status, normalized difference vegetation index, distance to the nearest ecological protection area, distribution of the main rivers in the patches, and distance to grey infrastructure and industrial areas. Second, we identified the spatial relationships between the coal subsidence patches and existing ecological patches, and subsequently quantified their potential capacity for improving the urban landscape connectivity using Conefor Sensinode 2.6 software. Finally, we overlaid the results of the ecological suitability and the potential for sustaining connectivity, giving both scores equal weights. The coal subsidence patches were then ranked according to their total score. To demonstrate an application of our proposed method, we present a case study for Xuzhou, Jiangsu Province. More than half of the coal subsidence areas here demonstrated a high ecological suitability for GI, and these areas were distributed in the region with a good ecological status and little human disturbance. The coal subsidence patches in North and Central Jiawang had significant roles in sustaining landscape connectivity. Finally, the coal subsidence area restoration priority values were divided into five grades, with the high and higher priority sites generally located in Central Jiawang and Central Pangzhuangdong, and in North Dongzhuang and North Zhangji. Overall, our proposed method demonstrated to be feasible when used for prioritizing restoration actions of coal subsidence areas in Xuzhou.

Key Words:coal subsidence area; green infrastructure(GI); ecological restoration; ecological suitability; landscape connectivity; eco-planning

基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41171441)；江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(CXZZ11-0298)

收稿日期:2015- 05- 05;

修訂日期:2015- 12- 10

*通訊作者

Corresponding author.E-mail: changjiang102@163.com

DOI:10.5846/stxb201505050917

馮姍姍, 常江, 侯偉.GI引導(dǎo)下的采煤塌陷地生態(tài)恢復(fù)優(yōu)先級(jí)評(píng)價(jià).生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(9):2724- 2731.

Feng S S, Chang J, Hou W.A framework for setting restoration priorities for coal subsidence areas based on green infrastructure (GI).Acta Ecologica Sinica,2016,36(9):2724- 2731.