礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價指標體系的構(gòu)建

王 偉， 王海芳

（中北大學(xué)，山西 太原 030051）

引 言

礦山生態(tài)環(huán)境保護是指采取必要的預(yù)防和保護措施，避免或減輕礦產(chǎn)資源勘探和采選造成的生態(tài)破壞和環(huán)境污染。礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)是指對礦產(chǎn)資源勘探和采選過程中的各類生態(tài)破壞和環(huán)境污染采取人工促進措施，依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與自組織能力，逐步恢復(fù)與重建其生態(tài)功能［1－2］。由于礦山在挖掘開采和運輸儲存過程中涉及的影響范圍廣、要素多、聯(lián)系復(fù)雜等，且在近幾年國家政策文件的要求下通過編制《礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理方案》指導(dǎo)生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理工作取得的效果尚未形成系統(tǒng)的評價，礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價指標體系的構(gòu)建尚無先例，因此，在其構(gòu)建過程中指標的選取與量化具有較大的模糊性和不確定性。為此，本文利用層次分析法原理與模型，從生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理兩個方面，力求構(gòu)建礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價指標體系，并確定了評價指標的權(quán)重［3］。

1 礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價指標體系的構(gòu)建

1.1 構(gòu)建指標體系的原則

1）科學(xué)性原則

全面客觀地反映礦產(chǎn)資源開發(fā)對各種環(huán)境要素及其所構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)可能造成的生態(tài)環(huán)境影響和恢復(fù)治理后達標的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，各項指標含義明確，計算方法規(guī)范，功能相對獨立。

2）整體性原則

礦山生態(tài)環(huán)境破壞反應(yīng)的是整個礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)，因此，建立保護與恢復(fù)治理評價指標體系要考慮該系統(tǒng)的完整性，既要選取各個子系統(tǒng)中特有的指標，又要選擇能夠反映整個生態(tài)系統(tǒng)狀況的指標。

3）可比性原則

包括三層含義：一是區(qū)域可比，即指標體系能綜合反映全國或同一區(qū)域礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量特征；二是不同礦山類型可比，即各指標能夠反映不同礦種、不同開采方式生態(tài)環(huán)境評價的共性；三是指標之間的可比，即通過歸一化處理，使不同量級的評價指標處于規(guī)定數(shù)值范圍內(nèi)。

4）代表性原則

指標體系中的指標要有代表性，不宜過多，也不宜過少。指標選擇得過多，會增加指標體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和評價難度，掩蓋了關(guān)鍵要素；指標選得過少，則使指標體系不完整，難以全面反映整個系統(tǒng)的客觀狀況。

5）可操作性原則

指標體系中的指標，一定要具有可測性和可比較性。評價指標盡量簡化，減少一些對評價結(jié)果影響甚微的指標，所設(shè)計指標數(shù)據(jù)方便采集，容易獲取和整理。評價方法應(yīng)盡可能選擇簡單、實用、經(jīng)過實踐檢驗可行的方法。

1.2 指標體系的構(gòu)建

礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價研究是涉及人類社會、經(jīng)濟及自然生態(tài)的復(fù)雜系統(tǒng)，在這個大系統(tǒng)內(nèi)影響因素繁多，應(yīng)選取具有代表性、典型性的指標建立評價指標體系的層次結(jié)構(gòu)。為此，本文以陽泉市燕龕煤業(yè)有限責任公司程莊煤礦為例，探討其礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價指標體系的構(gòu)建。

根據(jù)陽泉市燕龕煤業(yè)有限責任公司程莊煤礦礦區(qū)的具體情況及特點，建立如圖1所示的層次框架評價模型。該評價模型以礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理為評價目標層（O）；以生態(tài)環(huán)境保護、生態(tài)恢復(fù)治理、生態(tài)監(jiān)控能力建設(shè)為總目標評價準則層（A）；將礦區(qū)廢水處理、固體廢棄物處理、礦區(qū)煙氣揚塵處理、礦區(qū)水資源保護作為生態(tài)環(huán)境保護的4個代表因素，將礦區(qū)綠化措施、沉陷裂縫區(qū)生態(tài)恢復(fù)治理、廢棄跡地生態(tài)恢復(fù)治理、矸石場生態(tài)恢復(fù)治理、取土場生態(tài)恢復(fù)治理作為生態(tài)恢復(fù)治理的5個代表因素，將監(jiān)控設(shè)施配備、污染物排放在線監(jiān)測、地表變形沉陷裂縫監(jiān)測作為生態(tài)監(jiān)控能力建設(shè)的3個代表因素，構(gòu)成評價指標體系的次準則層（B）。在構(gòu)建出礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價框架后，選取確定22個評價指標作為指標層，構(gòu)建了礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價的指標體系，見表1。

2 基于層次分析法的礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價指標權(quán)重的確定

2.1 層次分析法

層次分析法（analytic hierarchy process，簡稱AHP）是美國著名運籌學(xué)家匹茨堡大學(xué)教授薩蒂（T.L.Saaty）于20世紀70年代初提出的一種定性與定量相結(jié)合的多目標決策分析方法［1］。該方法的核心是利用1～9間的整數(shù)及其倒數(shù)作為標度來構(gòu)造兩兩比較的判斷矩陣［2］。

圖1 礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價指標體系框架

表1 礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價指標體系

2.2 建立比較判斷矩陣并求權(quán)重

通過參考有關(guān)文獻和專家咨詢，根據(jù)各層次因素指標對應(yīng)上一層指標影響程度的大小，建立判斷矩陣，并確定各影響因素的權(quán)重W。具體過程如下：

2）計算Mi的n次方根，則有2，…，n）。

3）對Wi進行標準化，則有（i＝1，2，…，n）。

4）求判斷矩陣的最大特征根，則有λmax＝

5）進行一致性檢驗［3］，即判斷矩陣的一致性指標與同階平均隨機一致性指標RI（見表2）之比CR是否具有一致性。當CR＜0.1時，矩陣具有滿意的一致性。否則，需要進行修正。

根據(jù)上述步驟，最終建立的比較判斷矩陣并確定的各指標的權(quán)重見表3～表13。

由表3～表11和第58頁表12～表13可以看出，CR均小于0.1，具有滿意的一致性。第58頁表14為各評價指標權(quán)重的總排序，由此可以判斷各影響因素對礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價的影響程度。

表2 RI值表

表3 O—A判斷矩陣

表4 A1—B判斷矩陣

表5 A2—B判斷矩陣

表6 A3—B判斷矩陣

表7 B1—C判斷矩陣

表8 B2—C判斷矩陣

表9 B3—C判斷矩陣

表10 B4—C判斷矩陣

表11 B5—C判斷矩陣

表12 B7—C判斷矩陣

表13 B11—C判斷矩陣

3 結(jié)論

1）在對礦山生態(tài)系統(tǒng)特點進行分析與整理的基礎(chǔ)上，結(jié)合華北地區(qū)礦山特點，建立了礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價指標體系，并利用AHP法定量分析了各影響因素的影響程度，經(jīng)檢驗得到了較為滿意的一致性。

2）由評價結(jié)果可知，對于礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理評價影響程度較大的因素是歷史遺留沉陷裂縫區(qū)生態(tài)恢復(fù)治理率、生活垃圾處置率、監(jiān)控設(shè)施配備率、生產(chǎn)固廢綜合處置率和采區(qū)地表變形沉陷監(jiān)測率。顯然，歷史遺留沉陷裂縫區(qū)生態(tài)恢復(fù)治理是礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理的首要條件。此外，對于礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理而言，礦山管理水平對其生態(tài)保護與恢復(fù)也具有重要影響，它會直接或間接影響生活垃圾處置、監(jiān)控設(shè)施配備、生產(chǎn)固廢綜合處置和采區(qū)地表變形沉陷監(jiān)測等多個方面，因此也必須加以重視。

表14 各評價指標權(quán)重的總排序

［1］Saaty T L.The analytic hierarchy process［M］.New York：MC－Craw－Hill，1980.

［2］肖辭源.工程模糊系統(tǒng)［M］.北京：科學(xué)出版社，2004：181－182.

［3］趙全升.環(huán)境系統(tǒng)分析原理［M］.北京：地質(zhì)出版社，2005：192－195.