余學(xué)義 穆馳

摘要：土地復(fù)墾對礦區(qū)生態(tài)改善和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要意義。針對礦區(qū)因礦產(chǎn)資源開采造成的受損土地，基于神東礦區(qū)近10年土地復(fù)墾監(jiān)測數(shù)據(jù)，整理了土地復(fù)墾影響因素等級標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了礦區(qū)土地復(fù)墾效益評價(jià)指標(biāo)體系，在此基礎(chǔ)上，采用專家打分法和傳統(tǒng)的評價(jià)模型，評價(jià)了神東礦區(qū)榆家梁煤礦土地復(fù)墾綜合效益。結(jié)果表明，實(shí)施土地復(fù)墾使礦區(qū)土地類型大幅改善，塌陷地、堆積占地等受損土地面積減少，耕地、建設(shè)用地等可利用土地面積增加，礦區(qū)土地復(fù)墾面積增加了63%;同時(shí)，榆家梁煤礦的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益均有不同幅度提高，生態(tài)效益增加最為顯著，增長率為56%，且根據(jù)評價(jià)等級標(biāo)準(zhǔn)，土地復(fù)墾后礦區(qū)效益分值均達(dá)到良好狀態(tài)。該方法能對神東礦區(qū)土地復(fù)墾后取得的各項(xiàng)效益進(jìn)行較準(zhǔn)確的評價(jià)，有助于礦區(qū)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、民生協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：神東礦區(qū);土地復(fù)墾;綜合效益;評價(jià)模型

中圖分類號：F 327文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2019.0204文章編號：1672-9315（2019）02-0201-08

0引言

神東礦區(qū)地處毛烏素沙漠與陜北黃土高原交界處，由于煤炭資源大規(guī)模開采，已衍生一系列的礦區(qū)環(huán)境問題：采空區(qū)塌陷引起地表移動變形，使原有的地層構(gòu)造發(fā)生改變，造成部分礦區(qū)產(chǎn)生塌陷、滑坡、泥石流等嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害;礦產(chǎn)資源持續(xù)開采，改變了原始的水土平衡，導(dǎo)致地表水位下降，土壤質(zhì)地疏松，土地荒漠化的面積日益增加;因礦產(chǎn)資源開采，山區(qū)地表產(chǎn)生裂縫并誘發(fā)泥石流，平原地區(qū)地表植被破壞造成水分和土壤流失，黃土溝壑區(qū)坡體失穩(wěn)引起滑坡，丘陵地區(qū)地表下沉形成塌陷坑，同時(shí)，由于土壤養(yǎng)分流失，植被的原始生長環(huán)境遭到破壞，可用于耕地的面積逐漸減少，農(nóng)作物大幅減產(chǎn)，不利于土地資源再利用，也影響礦區(qū)經(jīng)濟(jì)和綜合效益可持續(xù)發(fā)展。

國內(nèi)外學(xué)者在礦區(qū)土地復(fù)墾效益評價(jià)方面做了大量研究。美國最早對礦山土地復(fù)墾開展研究，較好地利用了GIS等先進(jìn)技術(shù)對露天礦山和廢棄礦區(qū)進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)通過改善鹽堿化土地、治理污損土壤、減少水土流失進(jìn)行土地復(fù)墾，并持續(xù)關(guān)注礦山土地復(fù)墾后的增長效益[1-2];白中科（1999）在國內(nèi)較早提出綜合效益在礦區(qū)土地復(fù)墾的重要性，他認(rèn)為在土地復(fù)墾中應(yīng)將生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益進(jìn)行規(guī)劃，作為礦山開發(fā)不可或缺的影響因子，同時(shí)對土地復(fù)墾和效益評價(jià)做了明確劃分，并建立了礦山土地復(fù)墾效益評價(jià)體系[3];張子平等人（2000）對礦區(qū)土地復(fù)墾的綜合效益進(jìn)行了重點(diǎn)分析，他們進(jìn)行認(rèn)為生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會效益在礦區(qū)土地復(fù)墾中具有一定的延緩性，但隨著資源的開發(fā)和人們對生活質(zhì)量的要求，土地復(fù)墾產(chǎn)生的綜合效益越來越明顯[4]。國內(nèi)外學(xué)者通過大量研究得到了很多成果，但沒有將礦區(qū)土地復(fù)墾產(chǎn)生的各個(gè)效益進(jìn)行綜合分析。

將神東礦區(qū)的生態(tài)景觀、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會影響作為一個(gè)研究整體，從礦區(qū)土地復(fù)墾可行性為著手點(diǎn)，圍繞礦區(qū)土地復(fù)墾質(zhì)量、生態(tài)景觀效果、耕地復(fù)墾面積和居民滿意度等影響因子，將非線性評價(jià)理論引入到礦區(qū)土地復(fù)墾綜合效益評價(jià)中，構(gòu)建了一種基于層次分析法的礦區(qū)土地復(fù)墾評價(jià)模型，同時(shí)，選取土地復(fù)墾率、水土流失治理率、生態(tài)景觀效果等最小影響因子作為評價(jià)指標(biāo)，對神東礦區(qū)榆家梁煤礦的土地復(fù)墾效益進(jìn)行評價(jià)，根據(jù)評判標(biāo)準(zhǔn)，采用專家打分法，計(jì)算了礦區(qū)土地復(fù)墾前后生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會效益分值，綜合評價(jià)了土地復(fù)墾后帶來的綜合效益。

1礦區(qū)土地復(fù)墾意義和分區(qū)

1.1礦山土地復(fù)墾意義

復(fù)墾后的土地可用于林業(yè)恢復(fù)、漁業(yè)養(yǎng)殖、農(nóng)用耕地，也可將恢復(fù)后的土地進(jìn)行二次開發(fā)，用于房屋建設(shè)、旅游開發(fā)、娛樂用地。因此，實(shí)施土地復(fù)墾是對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境改善和居民生活條件提高的基礎(chǔ)保障，對礦區(qū)的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益會有明顯的促進(jìn)作用，實(shí)施礦區(qū)土地復(fù)墾具有重要意義，主要表現(xiàn)為以下方面[5-6]

1）土地復(fù)墾是保障礦區(qū)土地資源再利用、解決人對土地需求的有效途徑。我國人均耕地不足，隨著社會進(jìn)程加快，大量農(nóng)用地已轉(zhuǎn)換為工業(yè)和建設(shè)用地，耕地不足的現(xiàn)象越來越明顯;

2）土地復(fù)墾是提高礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和居民生活條件的必要因素。由于采礦因素影響，礦區(qū)受損土地面積增大，地質(zhì)環(huán)境遭到破壞，甚至引起礦區(qū)不可逆的生態(tài)問題;

3）土地復(fù)墾是礦區(qū)保持經(jīng)濟(jì)增長的有效途徑。土地復(fù)墾對礦區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義，實(shí)施礦區(qū)土地復(fù)墾是緩解人地供需之間矛盾，促進(jìn)礦區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展的需要。

1.2礦山土地復(fù)墾分區(qū)

對我國礦山土地受損分區(qū)，有助于礦區(qū)土地復(fù)墾評價(jià)研究。中國礦業(yè)大學(xué)卞正富教授根據(jù)礦區(qū)破壞類型對我國礦山復(fù)墾分區(qū)進(jìn)行了劃分[7]，見表1.

2礦區(qū)土地復(fù)墾評價(jià)方法

2.1綜合評價(jià)理論模型

1）將因素集U={u1，u2，u3…，um}按某些屬性c將其劃分成s個(gè)因素子集，使其滿足U=U1∪U2∪U3∪…Us，同時(shí)對于任意的i≠j，i，j=1，2，3，…，s，均有Ui∩Uj=μ.如果在s個(gè)子集里，還有子集需要再劃分，則將子集繼續(xù)當(dāng)作因素集層層劃分，從而構(gòu)成一個(gè)多級評判因素集合[8];

2.2確定礦區(qū)土地復(fù)墾評價(jià)等級

參考相關(guān)土地復(fù)墾研究成果，根據(jù)我國礦區(qū)土地復(fù)墾現(xiàn)狀，選取5個(gè)等級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，定義評語集為：{“很好”、“良好”、“一般”、“較差”和“很差”}，礦區(qū)土地復(fù)墾綜合效益評價(jià)等級標(biāo)準(zhǔn)見表2.

2.3確立礦區(qū)土地復(fù)墾評價(jià)體系

結(jié)合相關(guān)研究成果，參考專家意見，根據(jù)礦區(qū)土地復(fù)墾標(biāo)準(zhǔn)，對土地復(fù)墾產(chǎn)生的各項(xiàng)效益進(jìn)行綜合評價(jià)。同時(shí)，結(jié)合礦區(qū)的實(shí)際生產(chǎn)情況，從生態(tài)環(huán)境優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)包容性增長和社會和諧可持續(xù)發(fā)展3個(gè)方面進(jìn)行了分析，結(jié)合類似指標(biāo)篩選出適合礦區(qū)土地復(fù)墾效益的代表性指標(biāo)，以生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的3個(gè)因素子集，下設(shè)15個(gè)二級指標(biāo)，從而建立評價(jià)指標(biāo)體系。各指標(biāo)層的內(nèi)容及計(jì)算方法見表3.

2.4判斷矩陣一致性檢驗(yàn)

根據(jù)層次分析法計(jì)算各指標(biāo)層影響因素的權(quán)重值，運(yùn)用專家打分法按照評價(jià)體系的基本原則，對每一結(jié)構(gòu)層的影響因素進(jìn)行相互比較，得到判等級效益評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)賦值級別和特征描述1很好當(dāng)賦值級別在80以上100以內(nèi)，通過土地復(fù)墾，礦區(qū)重構(gòu)新的土地生態(tài)體系，形成自然與人工復(fù)合的綠色景觀很好，生態(tài)環(huán)境最優(yōu)，社會和經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最佳，土地可持續(xù)利用與生態(tài)良性循環(huán)發(fā)展。2良好當(dāng)賦值級別在60以上80以內(nèi)，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境較穩(wěn)定，人工與自然形成的復(fù)合景觀較好，生態(tài)環(huán)境良好，社會和經(jīng)濟(jì)水平較高，土地復(fù)墾資金充足，生態(tài)環(huán)境和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。3一般當(dāng)賦值級別在40以上60以內(nèi)，礦區(qū)土地復(fù)墾結(jié)果可滿足國土要求，形成的自然景觀與人工結(jié)合一般，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，社會效益與經(jīng)濟(jì)水平一般，土地復(fù)墾資金來源與支出保持平衡，整體效果一般。4較差當(dāng)賦值級別在20以上40以內(nèi)，復(fù)墾后的礦區(qū)綜合標(biāo)準(zhǔn)勉強(qiáng)滿足國土要求，礦區(qū)自然景觀受生產(chǎn)影響較大，生態(tài)環(huán)境較差，社會和經(jīng)濟(jì)效益顯現(xiàn)緩慢，土地復(fù)墾資金沒有保障，生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展較差。5很差當(dāng)賦值級別在20以內(nèi)，土地復(fù)墾結(jié)果未能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，復(fù)墾后的土地不能用作農(nóng)業(yè)和林業(yè)用地，礦區(qū)生產(chǎn)嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，社會和經(jīng)濟(jì)效益受到負(fù)面影響，土地復(fù)墾沒有資金來源，生態(tài)環(huán)境和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)不能協(xié)調(diào)發(fā)展。別矩陣，并計(jì)算該矩陣的最大特征值和對應(yīng)的特征向量，從而得到每一指標(biāo)層各因素對準(zhǔn)則層的權(quán)重。即：lj=mj=1rij-0.5，j=1，2，3，…，m對矩陣R每一行元素求和，同時(shí)結(jié)合公式irij=m（m-1）2計(jì)算對角線所有元素總和，并將結(jié)果通過公式wi=lii=2lim（m-1）對其進(jìn)行單值量化處理，wi即為評價(jià)因素的權(quán)重[10-11]。根據(jù)判斷矩陣的權(quán)重值，引入9個(gè)不同階層的標(biāo)度值，同時(shí)將最大特征值與矩陣維數(shù)差額的平均值，作為衡量判斷矩陣一致性的指標(biāo)，即

CI=λmax-nn-1

式中λmax為最大特征值;n為矩陣維數(shù)。

為了判定不同階級矩陣是否滿足一致性，引入判斷矩陣隨機(jī)性指標(biāo)，見表4.表3礦區(qū)土地復(fù)墾綜合效益評價(jià)指標(biāo)和計(jì)算方法

Table 3Comprehensive benefit evaluation index and calculation method for land reclamation in mining area目標(biāo)層準(zhǔn)則層指標(biāo)層指標(biāo)內(nèi)容和計(jì)算方法〖3〗土地復(fù)墾率C1礦區(qū)已復(fù)墾的面積與總面積的比例〖3〗綠色植被覆蓋率C2礦區(qū)耕地、林地復(fù)墾面積與總面積的比例

生態(tài)效益B1〖3〗水土流失治理率C3礦區(qū)復(fù)墾后水土流失治理率與復(fù)墾前水土流失治理率的差額〖3〗礦區(qū)生物多樣性C4復(fù)墾后礦區(qū)有機(jī)物、微生物等有機(jī)生態(tài)綜合體的比重〖3〗土地復(fù)墾質(zhì)量C5反映通過實(shí)施土地復(fù)墾后礦區(qū)土地質(zhì)量狀況〖3〗生態(tài)景觀效果C6復(fù)墾后礦區(qū)景觀對生態(tài)效益的改良效果礦區(qū)土地復(fù)墾綜合效益A土地利用率C7礦區(qū)復(fù)墾后土地再利用面積與復(fù)墾前土地面積比率〖3〗殘煤回收率C8反映復(fù)墾后礦區(qū)殘煤的回收量與殘煤總量的比例經(jīng)濟(jì)效益B2〖3〗居民人均收入C9反映土地復(fù)墾后礦區(qū)居民全面總收入的平均值〖3〗土地復(fù)墾投入比例C10反映礦區(qū)投入資金與產(chǎn)出值的比例〖3〗農(nóng)業(yè)用地面積C11反映礦區(qū)土地復(fù)墾前后農(nóng)業(yè)用地面積變化情況居民滿意度C12指示礦區(qū)土地復(fù)墾實(shí)施后居民對項(xiàng)目的滿意人數(shù)占礦區(qū)總?cè)藬?shù)的比例

社會效益B3〖3〗基礎(chǔ)設(shè)備配套率C13反映礦區(qū)基礎(chǔ)設(shè)備購置數(shù)量和各個(gè)區(qū)域設(shè)備的配置比率〖3〗復(fù)墾耕地糧食產(chǎn)量C14礦區(qū)土地復(fù)墾后糧食產(chǎn)量與復(fù)墾前糧食產(chǎn)量的差額〖3〗保障就業(yè)率C15反映礦區(qū)土地復(fù)墾項(xiàng)目實(shí)施后對礦區(qū)居民就業(yè)率的保障當(dāng)矩陣維數(shù)大于1時(shí)，判斷矩陣與同階矩陣一致性指標(biāo)的比值作為矩陣隨機(jī)性比率[14]，記為CR，當(dāng)CR=CIRI<0.1時(shí)，該層次計(jì)算結(jié)果滿足判斷矩陣一致性，否則需要調(diào)整矩陣的指標(biāo)數(shù)值使其滿足一致性。

2.5建立礦區(qū)土地復(fù)墾評價(jià)模型

以礦區(qū)土地復(fù)墾效益評價(jià)為研究對象，結(jié)合土地復(fù)墾質(zhì)量、生態(tài)景觀效果、農(nóng)業(yè)耕地面積和居民收入水平，采用層次分析法對礦區(qū)土地復(fù)墾效益進(jìn)行綜合評價(jià)。根據(jù)評價(jià)指標(biāo)的屬性不同，將礦區(qū)土地復(fù)墾效益評價(jià)分成4個(gè)層次，建立綜合效益評價(jià)模型，如圖1所示。

3神東礦區(qū)土地復(fù)墾可行性分析

3.1礦區(qū)土地復(fù)墾現(xiàn)狀

神東礦區(qū)形成的采空區(qū)面積已達(dá)42 km2，受損土地面積近56.21 km2，但礦區(qū)土地復(fù)墾面積并不達(dá)標(biāo)，復(fù)墾率僅為11.3%.從榆林市國土局獲悉，截止2017年，神東礦區(qū)土地復(fù)墾項(xiàng)目已達(dá)10項(xiàng)，計(jì)劃2020年該項(xiàng)目要增至18項(xiàng)，土地復(fù)墾項(xiàng)目投入資金達(dá)15 302.6萬元，各類土地受損復(fù)墾面積為2 150 km2[13-15]。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，榆林市礦區(qū)土地復(fù)墾主要類型包括：農(nóng)業(yè)用地、建設(shè)用地、林草地、水產(chǎn)養(yǎng)殖以及其他用地。農(nóng)業(yè)用地是滿足區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn);礦區(qū)用地主要用于礦區(qū)井田的資源儲備;建設(shè)用地用于地表構(gòu)筑物建造的土地;林業(yè)用地主要分為林地和草地;其他用地作為不含上述用途的土地。神東礦區(qū)土地復(fù)墾面積統(tǒng)計(jì)見表5.

因素農(nóng)業(yè)用地建設(shè)用地礦區(qū)用地林業(yè)用地其他用地塌陷地3 0851 0231 1611 318428堆積占地792-251-157開采占地80611315951-其他破壞占地1 282--170126合計(jì)5 9651 1361 5711 539711注：數(shù)據(jù)來自榆林市國土資源局。

3.2礦區(qū)土地復(fù)墾適宜性

神東礦區(qū)具有地表松散層較厚、土壤存水能力弱、土地自然條件差等特點(diǎn)，土地被破壞后受諸多因素限制難以恢復(fù)，通過挖、填治理方法進(jìn)行土地復(fù)墾影響因子較大，因此神東礦區(qū)土地復(fù)墾采用最小影響因子進(jìn)行評價(jià)，其限制因素及分級指標(biāo)都由單因子（限制因素最小因子）確定，單因子作為評價(jià)體系的決定層，對影響礦區(qū)的復(fù)墾因素有重要影響[16]。綜合考慮神東礦區(qū)主要評價(jià)因子，得出土地復(fù)墾影響因素等級標(biāo)準(zhǔn)，見表6.

從表6可以得出，地表砂土為林地、耕地和牧草地的重要組成部分;表土層厚度越大有助于礦區(qū)土地復(fù)墾;地表坡度越小對土地破壞影響越小。因此，根據(jù)礦區(qū)土地復(fù)墾目標(biāo)，結(jié)合區(qū)域環(huán)境狀況和經(jīng)濟(jì)發(fā)展特征，通過礦區(qū)土地復(fù)墾影響因素的最小因子進(jìn)行科學(xué)合理調(diào)整，增加地表土質(zhì)的養(yǎng)分，使林地、耕地、牧草地更好地適應(yīng)地表物質(zhì)，提升礦區(qū)土地復(fù)墾效果。

4神東礦區(qū)土地復(fù)墾效益評價(jià)

4.1礦區(qū)土地復(fù)墾評價(jià)指標(biāo)體系

選取神東礦區(qū)榆家梁煤礦土地復(fù)墾綜合效益作為評價(jià)對象，結(jié)合該礦地質(zhì)環(huán)境，整理并篩分礦區(qū)效益影響因子，將每一指標(biāo)的作用因素進(jìn)行相互比較，建立榆家梁煤礦土地復(fù)墾評價(jià)體系。根據(jù)模糊評價(jià)法，選取生態(tài)效益、社會效益、經(jīng)濟(jì)效益的3個(gè)影響因子作為神東礦區(qū)榆家梁煤礦的綜合效益指標(biāo)層進(jìn)行判別，首先確定準(zhǔn)則層的權(quán)重為A=[0.510 2，0.315 1，0.178 8]，其次通過一致性檢驗(yàn)CR=0.081 2<0.1，因此可以確定準(zhǔn)則層權(quán)重值通過一致性監(jiān)測[17-18]，同理可得到指標(biāo)層的權(quán)重值，見表7.

綜合以上計(jì)算結(jié)果，結(jié)合表2礦區(qū)土地復(fù)墾效益評價(jià)等級標(biāo)準(zhǔn)，得出各項(xiàng)效益評價(jià)分值，見表8.

評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)良好良好良好良好復(fù)墾前后效益增長值28.0822.2217.1022.88從表8可以看出，礦區(qū)土地復(fù)墾前，由于煤炭資源大量開采，使礦區(qū)在生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會和綜合效益均有處于較差級別，通過實(shí)施土地復(fù)墾，使礦區(qū)各項(xiàng)指標(biāo)效益分值均大幅增長，增長率為32%～56%，其中生態(tài)效益增幅最顯著，土地復(fù)墾后各項(xiàng)指標(biāo)效益均達(dá)到良好狀態(tài)。

5結(jié)論

1）通過實(shí)施土地復(fù)墾，神東礦區(qū)土地復(fù)墾面積增加了63%，礦區(qū)土地類型大幅改善，主要表現(xiàn)為礦區(qū)塌陷地、堆積占地、開采占地等受損土地面積減少，礦區(qū)農(nóng)業(yè)用地、建設(shè)用地、林業(yè)用地面積增加，同時(shí)，根據(jù)土地?fù)p毀狀況和土地復(fù)墾適宜性、可行性分析，可以發(fā)現(xiàn)神東礦區(qū)土地復(fù)墾適宜性高、復(fù)墾潛力大且各項(xiàng)保證條件穩(wěn)定;

2）模糊綜合評價(jià)模型不僅計(jì)算出了榆家梁煤礦土地復(fù)墾前后生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會和綜合效益各項(xiàng)分值，還得出了土地復(fù)墾后礦區(qū)效益評價(jià)的等級標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)論顯示，通過實(shí)施土地復(fù)墾，榆家梁煤礦效益分值顯著增加，最高增長率達(dá)56%;

3）土地復(fù)墾使礦區(qū)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益均達(dá)到良好狀態(tài)，不僅對工礦企業(yè)安全綠色生產(chǎn)、持續(xù)健康發(fā)展有著重要意義，還對改善居民生活環(huán)境、增加礦區(qū)生態(tài)景觀、帶動礦區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著積極促進(jìn)作用，同時(shí)對礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展和安定團(tuán)結(jié)有著深遠(yuǎn)影響。

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