目前,矿区生态的可持续发展已经成为了我们最关心的问题,增加矿产开发的经济效益和保护矿区生态资源及环境这一对矛盾的协调和解决将是我们研究的重要课题。矿区生态系统是一个行为复杂的大系统,影响其动态演化的因素除了其内在的自然性外还有诸多的人为开发因素,这些内因外因互相影响,互相制约,互相作用,形成一个网状的复杂体系,这样的影响因素的集合将会对矿区生态系统的演变产生巨大的作用力,使得生态系统向着恶化或者继续保持健康的方向运动。当在矿区实施一系列的资源开发活动时,调查评价矿区生态环境的稳定性,脆弱性以及可靠程度,实时评价外界开发活动对矿区生态系统的影响力,跟踪其动态演化的过程,把握其演化方向,使矿产资源的配置及开发利用同生态系统的阂值相协调,这是我们进行矿产开发过程中的重要环节。本文就这一问题运用了不同的方法并从不同的角度对矿区生态系统的复杂演变情况进行了分析和研究,主要有以下几个方面:首先我们对矿区生态系统的稳定性进行了分析。稳定性是衡量系统特性的一个基本特征,我们在对影响矿区生态系统动态演变的开发活动因素分析后,建立了矿区生态系统的非线性模型,运用非线性系统的稳定性理论,计算了该动态模型的平衡点,并分析了平衡点的稳定性情况,以此来厘定矿区生态系统的局部稳定性。其次,针对矿区生态系统演变过程中可能出现的混沌复杂行为,基于相空间重构技术我们重点分析了关联维数判断法和Lyapunov指数分析法的应用,依据这些方法,我们可以定量的判断矿区生态系统是否具有混沌特性,这对于我们进行矿区生态系统的复杂性研究具有重要的理论价值。第四章中我们运用突变理论对矿区生态系统的脆弱性进行了研究。基于我们所给出的一些基本的定义,构建了生态系统脆弱性演变过程的树形因果关系模型,根据生态系统崩溃演变的计算公式建立了生态系统脆弱性势函数,并对突变模型的临界点进行了分析,依此提出了一些矿产资源开发力作用下生态系统脆弱性演化控制战略。最后,我们结合了随机petri网来研究矿区生态系统的可靠性。这里我们主要针对较为复杂的可修复系统部分进行重点研究,将故障树转化为大系统的随机Petri网模型,利用状态转移来描述可修系统部分的运行情况,由其状态转移概率建立系统的状态方程,从而得到系统的稳态可靠性,再结合不可修系统部分对整个大系统进行全面综合的分析,提出了基于随机Petri网的复杂大系统的可靠性分析方法。本文通过运用非线性系统理论,混沌理论,突变理论以及随机petri网,事故树等方法来综合分析了矿区生态系统这一复杂大系统在各方面因素影响下的动态演化情况,研究了其稳定性,混沌特性,脆弱性以及可靠性等系统性能指标,为我们对矿产资源的开发活动的宏观控制和战略制定打下了重要基础。