袁加華

（江蘇省地質(zhì)環(huán)境勘查院）

目前隨著礦區(qū)產(chǎn)業(yè)的不斷建設(shè)，對于礦區(qū)復墾土地再利用適宜性分析的需求也越來越迫切［1］。對礦區(qū)復墾土地適應(yīng)性進行科學合理評價，有利于提高土地資源利用率，同時也可為土地復墾工程計劃提供數(shù)據(jù)上的參考與幫助，推動土地復墾工程建設(shè)，對合理利用土地、推動生態(tài)系統(tǒng)重建等都具有積極意義。土地再利用適宜性的分析工作以恢復土地生產(chǎn)力為目的，通過復墾為礦區(qū)土地重新注入活力，使其滿足耕地或城鎮(zhèn)用地需求，也可以有效緩解礦區(qū)用地與農(nóng)業(yè)用地之間的矛盾，最大限度發(fā)揮土地的利用率。對耕地進行有效保護，可促進煤礦地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的穩(wěn)定［2］。同時對恢復煤礦區(qū)域的生態(tài)景觀也有一定的幫助，有利于維護煤礦區(qū)域的生態(tài)平衡，對建設(shè)環(huán)境友好型社會具有積極的推動意義。

周熳文等［2］利用適應(yīng)性循環(huán)理論對礦區(qū)復墾土地適宜性進行分析，從潛力、連通度、恢復力3個維度對樣本鄉(xiāng)村“三生空間”進行現(xiàn)狀特征評價，通過轉(zhuǎn)換程度來評價礦區(qū)復墾土地現(xiàn)狀空間適宜性效果，利用適應(yīng)性循環(huán)理論來提升評價的全面性，但是缺乏統(tǒng)一的分析標準，存在分析維度較單一、分析結(jié)果不夠科學客觀的情況，容易對煤礦區(qū)域復墾土地進行錯誤預(yù)估，對后續(xù)的復墾工程計劃產(chǎn)生不利影響。這是由于傳統(tǒng)的土地再利用適宜性評價方法只是在理論層較為籠統(tǒng)地提出了一套總結(jié)分析方法，對于具體情況不同的煤礦區(qū)域無法進行針對性適宜性分析，因此在最后的分析結(jié)果上存在不夠客觀科學的情況。對此，需要對傳統(tǒng)的土地再利用適宜性分析方法進行改進，融入具體的礦區(qū)條件，針對不同的條件進行分析［3］，從多個維度進行實驗和分析，來提高礦區(qū)復墾土地再利用率。

1 研究區(qū)域概況

隆化縣西楊樹溝銅多金屬礦位于隆化縣城55 km 處。礦區(qū)面積為211.25 萬m2，自礦區(qū)沿鄉(xiāng)村公路南行5 km 與白虎溝至韓家店省級公路相接；西行15 km 達韓家店鄉(xiāng)政府，向東經(jīng)白虎溝到隆化縣城96 km，交通方便。

研究區(qū)地貌屬構(gòu)造剝蝕低中山類型，區(qū)內(nèi)總地勢西北高東南低，地形標高995～1 490 m。相對高差495 m，區(qū)內(nèi)風化剝蝕作用較強烈、山勢陡峻、植被較好，山坡坡度為30°～40°。

研究區(qū)地下水主要賦存于松散巖類孔隙、基巖構(gòu)造裂隙和風化裂隙之中。根據(jù)含水介質(zhì)、水力特征和賦存條件，礦區(qū)主要含水巖組有3 類：溝谷第四系全新統(tǒng)沖洪積層孔隙潛水含水巖組、基巖裂隙含水巖組、脈狀構(gòu)造含水帶。

地下水動態(tài)受降水的影響是非常明顯的，在3—4 月為最低水平，在8—9 月為最高水平，但由于降雨入滲需要一個過程，地下水位上升滯后于降雨10～15 d。地下水位屬于降雨入滲徑流排放模式，年內(nèi)水位變化為2.5～3 m?；谝陨戏治觯芯繀^(qū)屬于裂隙充水礦床。

2 基于層次分析法的礦區(qū)復墾土地再利用適宜性分析

2.1 選擇評價因子

在針對礦區(qū)復墾土地再利用適宜性進行分析時，考慮到影響土地適宜性因素較多，為便于分析評價，應(yīng)選取對土地適宜性影響較大的因素作為主要的評價因子。在選取的過程中，應(yīng)堅持整體與部分相協(xié)調(diào)的原則，既考慮到單個因子的情況，也要對各個評價因子之間的關(guān)系進行協(xié)調(diào)考慮［4］。同時需要根據(jù)實際的土地情況，結(jié)合土地利用需求進行具體分析，以減少實際操作過程中收集數(shù)據(jù)的難度。由于礦區(qū)屬于塌陷地區(qū)，對礦區(qū)進行復墾的主要目的是將其轉(zhuǎn)換為耕地以及城鎮(zhèn)用地，其中，最主要的自然因素就是地質(zhì)條件和氣候條件，土壤的松度、地下坍塌情況、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及氣溫等自然因素都需考慮。但是對于同一個礦區(qū)復墾地而言，地區(qū)的氣候條件往往較為穩(wěn)定，年與年之間的氣候指數(shù)變化浮動較小，因此降雨量、日照天數(shù)、晝夜溫差、平均氣溫等氣候因素對整個礦區(qū)的影響是一致的，在分析維度較少的情況下氣候條件可以不做考慮。而同一礦區(qū)不同區(qū)域的地質(zhì)條件存在的差異較大，例如不同區(qū)域內(nèi)的土壤條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土地松度、地形坡度等都有所不同，因此在選取土地適宜性評價因子時，需要重點考慮地質(zhì)條件［5］。

綜上所述，將土地適宜性評價因子選取的范圍分為兩部分，一部分是以地質(zhì)條件為主的自然環(huán)境因素，包括土層厚度、土壤成分、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形坡度等；另一部分為土地的基本建設(shè)因素，包括交通因素以及排灌條件。

2.2 構(gòu)建評價因子權(quán)重分析體系

權(quán)重分析法是對土地進行適宜性分析的最主要方法，其衍生的分析方法也有多種可供選擇。為客觀、系統(tǒng)地對礦區(qū)復墾土地再利用進行適宜性分析，選取權(quán)重分析法中的層次分析法作為主要分析方法，對評價因子的權(quán)重進行分析。層次分析法的原理如圖1所示。

層次分析法將需要分析的問題當作整體，對各因素之間的層次結(jié)構(gòu)進行構(gòu)建，然后對每層中的因素相關(guān)性進行分析，并得到量化結(jié)果［6］。通過對每層影響因素的權(quán)重進行計算來確定上層權(quán)重分配情況，并根據(jù)最終的分配結(jié)果對該問題進行分析。利用層次分析法對礦區(qū)復墾土地評價因子進行權(quán)重確定的具體步驟如下：

首先建立起分析的層次結(jié)構(gòu)。將礦區(qū)復墾土地再利用適宜性評價作為目標層，將影響土地適宜性的各個評價因素作為因素層，將影響各個因素的評價因子作為指標層，具體層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。

構(gòu)建判斷矩陣［7］。假設(shè)某因素中的因子對整體目標的影響程度存在差異，則需要對因素中的因子進行比較，根據(jù)因子對于整體目標的重要性構(gòu)建判斷矩陣［8］。設(shè)目標層為A、因素層為B、指標層為C，則因素層對目標層的判斷矩陣A*為

式中，B?與C?分別代表指標層對2個因素層的判斷矩陣。

數(shù)字標度的具體含義見表1。

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通過上述步驟即可實現(xiàn)對評價因子權(quán)重的確定，根據(jù)評價因子權(quán)重構(gòu)建出完整的適應(yīng)性分析體系，即可完成對礦區(qū)復墾土地再利用適宜性的分析。

3 應(yīng)用案例及分析

為了更好地說明提出的礦區(qū)復墾土地再利用適宜性分析方法在分析維度上優(yōu)于傳統(tǒng)的分析方法，在理論方面設(shè)計完成后，對該方法的實際應(yīng)用效果進行分析。

3.1 工程概況

本次選取的實驗對象為某省重點煤礦區(qū)，設(shè)計能力為120 萬t/a，煤礦整體開采深度在-250～-1 000 m，屬于中大型煤礦區(qū)域。煤礦所在區(qū)域位于溫帶季風區(qū)，地形總體呈南北走勢，西南高東北低，最高點位于西南邊界處，最低點位于東北河谷谷底，最大高差在200 m以上。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，該煤礦區(qū)域土壤的類型主要為棕鈣土，具有明顯的鈣積層，腐殖質(zhì)累積較多，且土壤養(yǎng)分也相對較多。有機質(zhì)含量在15 g/kg 以上，有效土層厚度為1.3 m，礦物元素以二氧化硅為主，摻雜部分氧化鋁。煤礦所在地區(qū)溝谷較多，沿西北—東南方向延伸，受季風氣候影響，夏季降雨量較多，河流流量較大。整體植被占據(jù)百分比較低，約為23.46%，植被類型主要以灌木叢林和其他林地為主，人工有林地面積較少，不利于當?shù)厣鷳B(tài)發(fā)展。為便于后續(xù)的土地適宜性分析，對土地利用現(xiàn)狀進行統(tǒng)計，結(jié)果如表2所示。

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煤礦區(qū)域土地的損毀面積為165.42 萬m2，損毀面積主要分為礦區(qū)區(qū)域外部和礦區(qū)區(qū)域內(nèi)部2 種。塌陷的土地面積為146.59 萬m2，占據(jù)的耕地面積為23.56 萬m2，其中旱地面積占比最多，為耕地面積的一半以上，具體面積數(shù)值為12.54 萬m2，其他林地面積總共占據(jù)11.02 萬m2。根據(jù)以上情況，利用2 種土地適應(yīng)性分析方法，選取4個評價單元對其進行具體分析，通過比較分析維度來判斷分析結(jié)果的科學客觀性。

3.2 實驗結(jié)果

2種分析方法的最終評價結(jié)果如表3所示。

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根據(jù)表3結(jié)果可知，傳統(tǒng)的礦區(qū)復墾土地再利用分析方法所得出的分析維度為兩方面，分別是“適宜”與“不適宜”，在“適宜”的分類下僅有“較為適宜”和“適宜”2 個評價維度。對于土地適宜性的分析較為籠統(tǒng)，不能為礦區(qū)復墾工程計劃提供科學的參考依據(jù)。本文提出的礦區(qū)復墾土地再利用適宜性分析方法將“適宜”的分析維度細化在4個方面，根據(jù)評價因子權(quán)重分值將土地分為了“一等地”“二等地”“三等地”與“不適宜”，分析維度較高，能夠?qū)ΦV區(qū)復墾土地進行客觀且科學的分析。通過分析得出，耕地C1不適宜做排矸場與塌陷草地，適宜耕地與林地；林地C2適宜耕地、林地以及草地，排矸場是宜林三等地；草地C3排矸場與塌陷草地是宜草一等地，塌陷林地是宜草二等地，塌陷耕地是宜草三等地。但適應(yīng)性循環(huán)理論方法僅分析出是否適宜，不能細致分析出是宜草還是宜林及其等級，因此應(yīng)用層次結(jié)構(gòu)分析法對評價因子權(quán)重進行確定，可以得到礦區(qū)土地評價因子的具體分值，通過分值可對礦區(qū)復墾土地進行科學分析，從多個維度給出分析結(jié)果，為礦區(qū)土地復墾施工計劃提供科學可靠的參考價值。

4 結(jié) 論

結(jié)合具體礦區(qū)情況，對礦區(qū)土地影響因子進行選取，利用層次結(jié)構(gòu)分析法構(gòu)建出土地適宜性層次分析結(jié)構(gòu)，對權(quán)重進行計算，可對礦區(qū)土地進行科學合理分析，分析得出耕地C1不適宜做排矸場與塌陷草地，適宜耕地與林地；林地C2適宜耕地、林地以及草地，排矸場是宜林三等地；草地C3排矸場與塌陷草地是宜草一等地，塌陷林地是宜草二等地，塌陷耕地是宜草三等地。通過擴大維度分析，得到結(jié)果具有一定的可靠性與科學性，有利于礦區(qū)復墾工程計劃做出科學決策，對礦區(qū)復墾土地資源進行最大化利用，提高生產(chǎn)資源的使用程度和礦區(qū)土地的生產(chǎn)價值，對恢復當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、推動地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展具有積極的推動作用。