基于適宜性評價的露天礦山農(nóng)用地復墾研究

朱成立　穆慧　翟亞明

摘要：土地復墾適宜性評價是土地復墾工作的基礎(chǔ)，決定了待復墾土地的復墾方向。本研究以宜興市張渚鎮(zhèn)東龍村工礦廢棄地復墾項目為例，確定評價單元，綜合考慮自然社會條件、國家政策以及公眾意愿，構(gòu)建了4個自然因素指標和2個社會經(jīng)濟因素指標構(gòu)成的露天礦山土地復墾適宜性評價指標體系，采用層次分析法確定各指標權(quán)重，以指數(shù)和法計算各評價單元評價得分，并確定各評價單元的土地復墾利用方向。該評價指標體系和評價結(jié)果可為該地區(qū)類似露天礦山土地復墾工作提供參考。

關(guān)鍵詞：土地復墾；適宜性評價；評價因子；復墾方向

中圖分類號：$289+TD88 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2016）04-0083-04

隨著工礦業(yè)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源開發(fā)的加速，礦山廢棄地的數(shù)量不斷增加，影響了土地資源的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。對露天礦山廢棄地進行土地復墾可以有效增加可利用土地面積，緩解人地矛盾，實現(xiàn)土地資源可持續(xù)利用，改善生態(tài)環(huán)境。露天礦山土地復墾依據(jù)《土地復墾質(zhì)量控制標準》進行，兼顧自然條件與土地類型，以農(nóng)用地優(yōu)先為原則，充分挖掘露天礦山的農(nóng)用地復墾潛力，實現(xiàn)保持耕地總量動態(tài)平衡的目標。

農(nóng)用地復墾適宜性評價是實現(xiàn)土地有效復墾及復墾土地合理利用的基礎(chǔ)。露天礦山農(nóng)用地復墾適宜性評價根據(jù)待復墾土地的自然屬性和社會屬性，從土地利用的要求出發(fā)，評價損毀土地對某種用途的適宜性及適宜程度，確定待復墾土地的利用方向，從而為采取相應的復墾措施提供依據(jù)。

當前，隨著土地復墾工作的逐步展開，土地復墾適宜性評價成為研究熱點，有關(guān)學者提出了一系列評價方法，如有指數(shù)和法、極限條件法、模糊綜合評價法、可拓法等，均在確定評價因子的基礎(chǔ)上再進行適宜性評價。考慮到評價指標量化的可能性，本文選取對露天礦區(qū)農(nóng)用地復墾適宜性評價有顯著影響的地形坡度、土層厚度、地表物質(zhì)組成、土壤質(zhì)地、對外交通、灌排條件等6個因素作為評價因子，構(gòu)建評價指標體系。為綜合考慮各評價因子的重要程度，在對評價因子量化的基礎(chǔ)上，采用指數(shù)和法計算各評價單元內(nèi)評價因子的綜合分值，評定各評價單元的適宜性及適宜程度，確定最適宜的農(nóng)用地復墾利用方向。

1 評價方法

針對露天礦山農(nóng)用地復墾中各評價因子重要程度不同的特點，本文選用指數(shù)和法進行評價。通過指數(shù)和法對各參評因子的影響程度進行賦值量化，確定各參評因子的權(quán)重，按各參評因子等級指數(shù)加權(quán)求和，得到每個單元的總分，最后結(jié)合指標等級與得分確定每個單元對各個土地適宜類型的等級。其計算公式為：式中，C表示評價單元土地適宜性綜合指數(shù)；P（x_i）表示各因子的分值；w_i表示各因子的權(quán)重；n表示因子總數(shù)。

由于參評因子較多，本文選擇層次分析法作為因子權(quán)重的確定方法。層次分析法通過逐層比較各評價因素的重要性，分析和判斷待評價樣本指標的實際值，將半定性、半定量的問題轉(zhuǎn)化為定量計算。過程如下。

1.1 建立層次結(jié)構(gòu)圖

在考慮實際情況的基礎(chǔ)上，依據(jù)層次結(jié)構(gòu)圖、1～9標度法，逐項對指標進行兩兩比較，得到判斷矩陣如下：其中：A是目標，P是影響因子，P_ij是P_i對P_j而言，第i個因素與第j個因素重要度之比。

1.2 層次單排序及一致性檢驗

層次單排序?qū)嶋H是求本層次元素對上層準則的權(quán)重，即排序，實質(zhì)上是求判斷矩陣的最大非零特征值及其對應的特征向量。為避免復雜計算，本文采用算術(shù)平均法進行計算。步驟如下：

①將矩陣P的每一列正規(guī)化：式中，n是判斷矩陣的對角線元素之和，也是判斷矩陣的特征根之和。將CI與平均隨機一致性指標RI進行比較，其比值稱作判斷矩陣的一致性C比率，記作CR。

當CR<0.10時，則認為判斷矩陣具有滿意的一致性。10階矩陣的RI值見表1。

1.3 層次總排序及一致性檢驗

所謂層次總排序就是利用層次單排序結(jié)果計算各層次的組合權(quán)值。層次總排序是從上至下逐層進行的，其結(jié)果仍需進行總的一致性檢驗。當CR<0.10時，認為層次總排序通過一致性檢驗。

2 露天礦山土地復墾適宜性評價

2.1 評價單元的劃分

礦山土地復墾適宜性評價單元類型是評價的基本單元，評價單元宜依據(jù)復墾區(qū)土地的損毀類型、程度、限制因素和土壤類型等來劃分。同一評價單元類型內(nèi)的土地特征及復墾利用方向和改良途徑應基本一致。

2.2 評價指標的確定

2.2.1 評價因子的選取 適宜性評價指標應選擇相互獨立而又相互補充的因素，以便通過各因素的指標值對復墾的適宜性進行評定。影響土地適宜性的主要因素包括自然因素和社會經(jīng)濟因素兩大類。其中，自然因素主要包括氣候條件、地形條件、土壤條件、植被狀況、水文和水文地質(zhì)情況與環(huán)境質(zhì)量等，社會經(jīng)濟因素包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和區(qū)位條件等。

露天礦山開采的損毀土地類型主要是挖損、塌陷和壓占。露天礦山是對地表進行剝離、挖掘，對原始地貌影響較大，它對土地的影響可從地表變形、水文地質(zhì)情況等因素研究。對于塌陷地，其主導因素有塌陷深度、塌陷地水文條件等。礦山廢棄物的大量堆積會改變土地的地表形態(tài)，廢棄物的流失會造成泥石流等災害。壓占地的主導因素有地形坡度、土層厚度、地表物質(zhì)等。綜合考慮各參評因子的可測性、關(guān)聯(lián)性、穩(wěn)定性及不重疊性，選擇以下參評因子構(gòu)建評價指標體系：地形坡度、土層厚度、地表物質(zhì)組成、土壤質(zhì)地、對外交通距離、灌排條件。

2.2.2 評價因子權(quán)重的確定 首先，由領(lǐng)域?qū)＜疫M行打分，確定評價指標重要性的判斷矩陣；其次，對判斷矩陣數(shù)據(jù)進行標準化處理，計算評價指標的權(quán)值，并進行層次排序；最后，結(jié)合層次分析法處理指標矩陣獲得的指標權(quán)重，計算指標綜合指數(shù)（表2）。

由表2求得的權(quán)重可以看出，對露天礦山農(nóng)用地復墾適宜性影響最大的因子首先是地形坡度，其次是土層厚度，然后依次是對外交通距離、地表物質(zhì)組成、土壤質(zhì)地和灌排條件。

2.2.3 評價指標的分級 根據(jù)《土地復墾技術(shù)標準》、《農(nóng)用地定級規(guī)程》、《農(nóng)用地分等規(guī)程》等，以農(nóng)用地優(yōu)先為原則，擬定露天礦山農(nóng)用地復墾的適宜類型為宜耕、宜園、宜林三類，并確定土地適宜等級為高度適宜等（一級）、一般適宜等（二級）、勉強適宜等（三級）、不適宜等（四級），各等級對應分值為100、80、60、40分。在擬定露天礦山土地復墾的適宜類型及其評價因子的基礎(chǔ)上，確定各適宜類型對應的評價因子的等級標準，詳見表3～表5。

3 實例分析

本研究選擇宜興市張渚鎮(zhèn)東龍村工礦廢棄地作為研究對象。經(jīng)現(xiàn)場勘測，東龍村工礦廢棄地的土地損毀類型主要為挖損和壓占。本研究中土地復墾適宜性評價的主要對象是挖損塌陷地和矸石壓占地，復墾適宜性評價總面積為14.6780hm²。

3.1 適宜性評價

評價單元為3個：挖損塌陷區(qū)2個（1單元，面積7.3390 hm²；2單元，面積2.9356hm²）和矸石壓占區(qū)1個（3單元，面積4.4034hm²）。各評價單元的土地質(zhì)量見表6。

將各評價單元的土地質(zhì)量與表3、4、5中各評價因子的等級標準進行對比分析，確定各評價單元各評價因子的分值。將各評價因子的分值和對應的權(quán)重代入公式1，計算出每個評價單元對應耕地、園地、林地的適宜性分值，得到各評價單元的土地復墾適宜性評價結(jié)果（表7）。

3.2 復墾方向的確定

綜合考慮自然經(jīng)濟因素、政策因素及當?shù)孛癖姷慕ㄗh，確定各單元最終復墾方向。最終復墾方向的優(yōu)選依據(jù)如下：

（1）1、2單元適宜性評價均為宜耕一等地，單元內(nèi)土地質(zhì)量較好，應復墾為耕地。

（2）3單元適宜性評價為宜林二等地，單元內(nèi)土地破壞程度較輕，而且土層未發(fā)生較大改變，可對矸石壓占地表層碎石、礦渣進行清理，采取合理的復墾措施，恢復土地原有的實用價值。

4 結(jié)論與討論

露天礦山農(nóng)用地復墾適宜性評價是露天礦山土地復墾的重要內(nèi)容之一，適宜性評價結(jié)果為土地有效利用提供依據(jù)。本文構(gòu)建露天礦山農(nóng)用地復墾適宜性評價指標體系，對宜興市張渚鎮(zhèn)東龍村工礦廢棄地進行適宜性評價，確定了復墾土地利用方向。研究表明：

（1）地形坡度和土層厚度對于露天礦山農(nóng)用地復墾適宜性評價影響最大，然后依次是對外交通距離、地表物質(zhì)組成、土壤質(zhì)地和灌排條件。

（2）基于層次分析法得到的各指標權(quán)重，比較合理地反應了各因子的影響程度，實用性強。采用指數(shù)和法計算各評價單元評價得分，得到最終的評價結(jié)果，該評價結(jié)果不但指導各評價單元的土地復墾利用方向，而且對接下來土地復墾工作的開展有一定指導意義，也為類似露天礦山土地復墾工作提供參考。