崔 君，魏海英，王曉軍

(山西大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，山西 太原 030006)

可持續(xù)發(fā)展被廣泛接受的理念是既能滿足當(dāng)代人的需要,又不對(duì)后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的必然選擇和經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康發(fā)展的重要標(biāo)志。中國(guó)作為礦產(chǎn)資源大國(guó)，礦業(yè)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)整體可持續(xù)發(fā)展起重要推動(dòng)作用。礦山可持續(xù)性評(píng)價(jià)是將礦山視作“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然”耦合的生態(tài)系統(tǒng)[1]來建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并對(duì)其可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行判定和分析。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者在礦山可持續(xù)性評(píng)價(jià)方面做過相關(guān)研究，鐘民[2]從地理、資源、氣候、社會(huì)四維因素分析對(duì)礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的影響；周曉山等[3]從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源和環(huán)境四個(gè)方面對(duì)礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行全面評(píng)價(jià)；丁日佳等[4]從礦山資源與能源消耗、污染控制、資源綜合利用、生態(tài)保護(hù)和管理五個(gè)層面利用層次分析法對(duì)煤礦可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評(píng)估；DOROTA等[5]提出使用生命周期評(píng)估進(jìn)行環(huán)境評(píng)估和使用成本效益分析進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、社會(huì)評(píng)估的煤礦可持續(xù)性評(píng)價(jià)方法。以往對(duì)礦山可持續(xù)性評(píng)價(jià)的研究主要是在眾多影響因素中側(cè)重于某一項(xiàng)或其中幾項(xiàng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，目前尚未確定統(tǒng)一的礦山可持續(xù)性評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法。

基于自然的解決方案(Nature-based Solution，NbS)近十年來發(fā)展迅速，世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)將其定義為在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下的重視自然生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力，同時(shí)妥善處理經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的綜合解決方案[6]。NbS成為被廣泛采用的術(shù)語(yǔ)并且在學(xué)術(shù)研究和政策制定中得到了越來越多的關(guān)注，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展全球目標(biāo)的重要工具[7]，不過目前還未發(fā)現(xiàn)NbS在礦山可持續(xù)性評(píng)價(jià)方面的研究。本文基于NbS指標(biāo)體系建立礦山可持續(xù)性評(píng)價(jià)體系，以北岳恒山露天礦區(qū)為例進(jìn)行可持續(xù)性評(píng)價(jià)研究，旨在為日后開展同類評(píng)價(jià)提供一種新的方法，為開展礦山生態(tài)修復(fù)提供參考依據(jù)并對(duì)礦山生態(tài)修復(fù)方案設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況

北岳恒山露天礦區(qū)位于山西省渾源縣，由5座露天煤礦組成，總面積50.06 km2,自20世紀(jì)80年代開始礦產(chǎn)資源開采活動(dòng)，早期開采管理混亂，小煤窯數(shù)量眾多，越界開采和私挖亂采現(xiàn)象嚴(yán)重，目前處于政策性停產(chǎn)狀態(tài)。

研究區(qū)生態(tài)環(huán)境損毀類型按引發(fā)因素可分為挖損、壓占、占用、污染和景觀破壞五種。挖損面積為21.31 km2，表現(xiàn)為原地表形態(tài)、地質(zhì)層組、生物種群被直接摧毀，原生態(tài)系統(tǒng)徹底消失；壓占面積為25.57 km2，表現(xiàn)為廢棄巖土直接堆置于原地貌造成原生態(tài)系統(tǒng)的破壞和喪失；占用面積為3.18 km2，表現(xiàn)為改變?cè)型恋乩妙愋?。挖損、壓占和占用均對(duì)土壤、水系和大氣造成嚴(yán)重污染，影響面積遠(yuǎn)超礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)區(qū)范圍；地貌和植被景觀破壞嚴(yán)重，影響擴(kuò)散至周邊村莊和北岳恒山風(fēng)景區(qū)，與旅游觀光環(huán)境極不協(xié)調(diào)，破壞景觀美學(xué)。研究區(qū)除部分排土場(chǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單覆土外其余廢棄土地均未進(jìn)行復(fù)墾或其他保護(hù)、開發(fā)與利用，生態(tài)環(huán)境損毀現(xiàn)狀表明生態(tài)環(huán)境問題顯著，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能紊亂，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能已不存在，無法滿足周邊人類生存所必需的環(huán)境條件。

2 研究方法

2.1 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

NbS是通過一系列的行動(dòng)來保護(hù)、可持續(xù)管理和恢復(fù)自然的或者是已經(jīng)被改變的生態(tài)系統(tǒng)，以有效和適應(yīng)性地應(yīng)對(duì)社會(huì)挑戰(zhàn)，同時(shí)提升人類福祉和生物多樣性效益[8]，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，這與我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)理念、目標(biāo)和手段等有許多共通之處。NbS全球標(biāo)準(zhǔn)[9]的發(fā)布為相關(guān)管理或執(zhí)行者規(guī)范化開展NbS提供主要依據(jù)，而NbS指標(biāo)體系則是全球標(biāo)準(zhǔn)的核心，包含8項(xiàng)準(zhǔn)則和28項(xiàng)指標(biāo)[10]，其內(nèi)容涵蓋了多個(gè)不同學(xué)科領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)和利益相關(guān)者的專業(yè)技能、經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐成果，為礦山可持續(xù)性評(píng)價(jià)研究提供了一種可行的自評(píng)估工具[11]。

本文基于NbS指標(biāo)體系采用層次分析法建立露天礦區(qū)可持續(xù)性評(píng)價(jià)體系，如圖1所示。其中，目標(biāo)層是研究區(qū)最終實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，以露天礦區(qū)可持續(xù)性評(píng)價(jià)作為目標(biāo)層；準(zhǔn)則層是針對(duì)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)需要綜合考慮的影響因素，指標(biāo)層在準(zhǔn)則層要求下需要進(jìn)行評(píng)價(jià)的具體指標(biāo)，以NbS指標(biāo)體系的8項(xiàng)準(zhǔn)則和28項(xiàng)指標(biāo)分別作為可持續(xù)性評(píng)價(jià)體系的準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。

圖1 露天礦區(qū)可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Sustainability evaluation index system of open-pit mining area

2.2 構(gòu)造判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立后將各準(zhǔn)則之于目標(biāo)層的相對(duì)重要性進(jìn)行兩兩比較，用數(shù)字1～9及其倒數(shù)進(jìn)行標(biāo)度從而構(gòu)造判斷矩陣；采用同樣的方法構(gòu)造各指標(biāo)在對(duì)應(yīng)準(zhǔn)則層內(nèi)的判斷矩陣。對(duì)構(gòu)造的判斷矩陣求最大特征根，其所對(duì)應(yīng)的特征向量即為指標(biāo)的重要性排序，將其歸一化處理后便可得到指標(biāo)權(quán)重分配。隨后進(jìn)行一致性檢驗(yàn)[12]以判斷矩陣權(quán)重分配是否合理，通過檢驗(yàn)則說明權(quán)重分配合理可接受；不通過時(shí)則要修正判斷矩陣直至其滿足一致性檢驗(yàn)。

2.3 指標(biāo)打分標(biāo)準(zhǔn)

采用專家打分法[13]即由參與研究區(qū)生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)的各位成員組成專家組并對(duì)各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分，評(píng)估研究區(qū)實(shí)際情況與評(píng)價(jià)指標(biāo)的匹配程度，其中，專家專業(yè)涵蓋恢復(fù)生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)工程、土地資源管理、工程造價(jià)、社會(huì)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)學(xué)科領(lǐng)域。向?qū)＜医M成員發(fā)放指標(biāo)打分表，各項(xiàng)指標(biāo)分?jǐn)?shù)閾值為0～9分，要求各位專家在互不干擾的前提下對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)打分以確保結(jié)果可靠性和有效性，打分標(biāo)準(zhǔn)見表1。專家打分結(jié)束后收回打分表進(jìn)行有效性分析，并取專家打分平均值為各項(xiàng)指標(biāo)得分。

2.4 確定評(píng)價(jià)等級(jí)

為使礦山可持續(xù)性評(píng)價(jià)結(jié)果具有可比性，事先采用評(píng)價(jià)者或?qū)＜胰藶榉值榷?jí)[14]建立可持續(xù)性評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表2)，確定各等級(jí)分?jǐn)?shù)閾值。

表1 專家打分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Expert scoring standard

表2 露天礦區(qū)可持續(xù)性評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sustainability assessment grade standard in open-pit mining area

采用綜合指數(shù)法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重和專家打分進(jìn)行加權(quán)綜合分析[15]，計(jì)算得出礦山可持續(xù)性評(píng)價(jià)綜合得分E，對(duì)照表2確定最終評(píng)價(jià)等級(jí)并對(duì)露天礦區(qū)可持續(xù)性強(qiáng)度進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，計(jì)算見式(1)。

(1)

式中：Wi為第i個(gè)指標(biāo)綜合權(quán)重；Pi為第i個(gè)指標(biāo)得分。

3 結(jié)果與分析

3.1 指標(biāo)權(quán)重

露天礦區(qū)可持續(xù)性評(píng)價(jià)體系準(zhǔn)則層和指標(biāo)層的評(píng)價(jià)因子綜合權(quán)重計(jì)算結(jié)果見表3。

從準(zhǔn)則層看，重要性程度排在第一位的是B3生態(tài)系統(tǒng)凈收益，權(quán)重占0.209 2，并且是唯一超過0.2的準(zhǔn)則層；第二位是B2基于尺度設(shè)計(jì)，權(quán)重占0.193 1；第三位是B1應(yīng)對(duì)社會(huì)挑戰(zhàn)，權(quán)重占0.177 2。這說明露天礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展首先應(yīng)基于自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)的尺度設(shè)計(jì)和制定工作方案，將景觀的動(dòng)態(tài)性、復(fù)雜性和不確定性考慮進(jìn)去，其范圍不僅包括礦區(qū)范圍內(nèi)的環(huán)境和生物，也要包括政策體系、經(jīng)濟(jì)制度和文化等因素；其次，要求方案在有效應(yīng)對(duì)社會(huì)挑戰(zhàn)即改善研究區(qū)生態(tài)環(huán)境問題的前提下始終把生態(tài)系統(tǒng)凈收益放在最重要的位置，其中包括生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)的完整性和連通性等。另外，準(zhǔn)則層B4經(jīng)濟(jì)可行性、B5包容性治理、B6效益權(quán)衡、B7適應(yīng)性管理和B8可持續(xù)性及主流化的權(quán)重均為0.084 1，表明這些因素對(duì)于露天礦區(qū)可持續(xù)性的重要性程度一致，在設(shè)計(jì)和制定工作方案時(shí)應(yīng)同步考慮這些準(zhǔn)則的內(nèi)容以及其帶來的影響。

從指標(biāo)層看，各項(xiàng)指標(biāo)在對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)則層內(nèi)的權(quán)重可以確定其重要性程度，權(quán)重?cái)?shù)值越大則說明指標(biāo)對(duì)于該準(zhǔn)則層越重要。指標(biāo)層較為全面地列出了影響礦山可持續(xù)性的有效因素，在后續(xù)礦山生態(tài)修復(fù)方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該將各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)納入考慮并將其作為工作的重點(diǎn)。

表3 露天礦區(qū)可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重表Table 3 Weight of sustainability assessment in open-pit mining area

3.2 指標(biāo)得分

本次共發(fā)出25份專家打分表，有效回收23份，打分結(jié)果見表3，28項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)得分均處于0～3分區(qū)間，說明評(píng)價(jià)指標(biāo)在研究區(qū)均表現(xiàn)為尚未建立或內(nèi)容嚴(yán)重缺失。

研究區(qū)面臨的主要社會(huì)挑戰(zhàn)是生態(tài)環(huán)境問題，礦產(chǎn)資源開采造成生態(tài)系統(tǒng)損毀面積共計(jì)為50.06 km2，其中，壓占面積所占比例最高為51.08%，挖損面積所占比例為42.56%，占用面積所占比例為6.36%，而且壓占、挖損和占用過程均造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，地形地貌和植被等景觀破壞現(xiàn)象嚴(yán)重且景觀干擾范圍擴(kuò)大至北岳恒山風(fēng)景區(qū)導(dǎo)致恒山歷史文化價(jià)值受到嚴(yán)重影響。其次，研究區(qū)忽略了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和自然生態(tài)系統(tǒng)的相互作用，缺乏不同行業(yè)和部門之間措施互補(bǔ)和協(xié)同配合，不能識(shí)別和管理潛在風(fēng)險(xiǎn)。另外，由于沒有建立生態(tài)系統(tǒng)初始評(píng)估基線，不能對(duì)生物多樣性保護(hù)成效和可能產(chǎn)生的不利影響進(jìn)行定期評(píng)估，無法及時(shí)掌握生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)和變化趨勢(shì)，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)完整性和連通性較差。

在礦山配套管理方面，首先沒有對(duì)成本和效益進(jìn)行經(jīng)濟(jì)可行性分析，尤其是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的成本和收益[16]，成本有效性分析和備選方案比選環(huán)節(jié)缺失，資金來源單一并對(duì)資金使用缺乏監(jiān)管；其次在礦山開采過程中忽視了除礦山企業(yè)以外的其他利益相關(guān)者的參與，缺乏訴求反饋和申訴機(jī)制從而導(dǎo)致利益相關(guān)者在參與決策時(shí)主張?jiān)V求、表明立場(chǎng)或態(tài)度、公正參與及事先知情權(quán)均無法得到保障[17]，不能及時(shí)響應(yīng)其訴求，在超過礦區(qū)管轄范圍時(shí)沒有建立聯(lián)合決策機(jī)制以應(yīng)對(duì)各種問題；最后，在效益權(quán)衡中缺乏對(duì)開采成本和效益、權(quán)利和責(zé)任的權(quán)衡取舍，不能定期監(jiān)測(cè)評(píng)估導(dǎo)致研究區(qū)無法建立適應(yīng)性管理體系，這些都是影響研究區(qū)可持續(xù)性評(píng)價(jià)結(jié)果的有效因素。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果

綜合以上各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重和專家打分結(jié)果計(jì)算E值，計(jì)算見式(2)。

E=0.087 3×1+0.034 7×1+0.055 1×1+

……+0.016 5×1=1.24

(2)

經(jīng)計(jì)算后得出研究區(qū)可持續(xù)性評(píng)價(jià)最終評(píng)價(jià)結(jié)果為1.24分，參照建立的評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可持續(xù)性等級(jí)為Ⅴ級(jí)，即可持續(xù)發(fā)展水平表現(xiàn)為極弱。評(píng)價(jià)結(jié)果表明，研究區(qū)應(yīng)在NbS指導(dǎo)下以長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的視野和角度來開展礦山生態(tài)修復(fù)，將礦山亟需解決的生態(tài)環(huán)境問題作為生態(tài)修復(fù)治理的目標(biāo)，從景觀尺度上進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施生態(tài)修復(fù)方案，始終將生態(tài)系統(tǒng)凈收益作為最基礎(chǔ)的任務(wù)；其次在配套管理方面，同步考慮經(jīng)濟(jì)可行性和包容性治理，生態(tài)修復(fù)全周期進(jìn)行適應(yīng)性管理以便及時(shí)對(duì)生態(tài)修復(fù)治理目標(biāo)和方案作出調(diào)整和改善；最后通過經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)分享、完善政策和法規(guī)促進(jìn)其在礦山生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的主流化和可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)論與建議

1) 基于NbS的礦山可持續(xù)性評(píng)價(jià)體系，以露天礦區(qū)可持續(xù)性評(píng)價(jià)為目標(biāo)，建立了綜合評(píng)價(jià)體系，以NbS全球標(biāo)準(zhǔn)的8項(xiàng)準(zhǔn)則和28項(xiàng)指標(biāo)作為準(zhǔn)則層和指標(biāo)層，利用層次分析法計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)合專家打分確定各項(xiàng)指標(biāo)得分，最后采用綜合指數(shù)法確定評(píng)價(jià)等級(jí)。評(píng)價(jià)體系綜合考慮了礦山可持續(xù)性的有效評(píng)價(jià)因素，對(duì)礦山可持續(xù)性進(jìn)行更加系統(tǒng)和全面的評(píng)價(jià)，為今后開展此類評(píng)價(jià)工作提供了新的方法。

2) 結(jié)合評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)研究區(qū)進(jìn)行分析，礦山可持續(xù)性等級(jí)為V級(jí)，可持續(xù)性水平極弱，通過指標(biāo)權(quán)重分析和專家打分結(jié)果明確影響研究區(qū)可持續(xù)性的有效因素，為后續(xù)開展生態(tài)修復(fù)提供主要參考依據(jù)，而NbS指標(biāo)體系的8項(xiàng)準(zhǔn)則和28項(xiàng)指標(biāo)的具體含義和要求為礦山生態(tài)修復(fù)方案設(shè)計(jì)提供科學(xué)指導(dǎo)。

3) 基于NbS的礦山可持續(xù)性評(píng)價(jià)是一個(gè)相對(duì)新的研究課題，本文以露天礦區(qū)為例對(duì)該評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了初探，建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系還需要更加深入的研究探討；在實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)結(jié)合案例的具體情況按照不同層次對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)修改、補(bǔ)充和完善，以提升其對(duì)于不同類型礦山生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性評(píng)價(jià)的適用性。