基于XGBoost-SHAP模型的山西省煤炭国家规划矿区生态质量变化评估及驱动机制研究

  • 摘要: 山西省煤炭国家规划矿区是黄河流域重要的能源富集区与生态脆弱区,长期面临高强度煤炭开采与生态环境保护的双重压力;然而,其生态质量时空演变特征及驱动因素尚不清晰,严重制约了区域生态修复的精准施策。为此,本研究基于2000—2020年多源遥感数据,通过构建矿区遥感生态指数(M-RSEI),利用XGBoost-SHAP可解释框架,揭示其生态质量的时空演变特征及非线性驱动机制。结果表明:(1)相较于传统遥感生态指数(RSEI)模型,M-RSEI在煤炭矿区环境下具有更强的鲁棒性与适用性,并能准确表征矿区“开采—扩张—修复”全生命周期的动态演化特征。(2)2000—2020年间,煤炭矿区生态质量总体处于中等水平并呈现稳步改善趋势,MRSEI均值由0.453上升至0.560,在空间上呈现“东南高、西北低”的空间格局。(3) XGBoost-SHAP归因分析表明,年潜在蒸散量、年降水量和土地利用类型是影响研究区生态质量空间分异的关键因子,且各因子对生态质量的影响具有显著的非线性响应特征与阈值效应。研究结论可为资源型地区制定差异化可持续发展策略、促进绿色矿山建设与生态环境高质量协调发展提供科学参考。

     

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