歷史遺留廢棄采礦用地復(fù)墾潛力評(píng)價(jià)研究

周文濤，孔祥蕓，張 鑫

（1.北京數(shù)慧時(shí)空信息技術(shù)有限公司，北京 100080；2.煙臺(tái)市自然資源和規(guī)劃局，山東 煙臺(tái) 264003）

評(píng)價(jià)單元的劃分是進(jìn)行廢棄采礦用地復(fù)墾潛力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，這將決定廢棄采礦用地復(fù)墾潛力評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確度。國(guó)內(nèi)外對(duì)廢棄礦區(qū)復(fù)墾潛力的評(píng)價(jià)有很多方法。本文以煙臺(tái)市單個(gè)廢棄采礦用地劃分評(píng)價(jià)單元，結(jié)合第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查、第一次全國(guó)地理國(guó)情普查等數(shù)據(jù)，提取廢棄采礦用地圖斑，利用地塊法進(jìn)行了分析。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

本文選取了3項(xiàng)11類與復(fù)墾潛力密切相關(guān)的指標(biāo)，對(duì)煙臺(tái)市歷史遺留廢棄采礦用地的896塊圖斑進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.1 地學(xué)條件

1.1.1 地貌類型

利用煙臺(tái)市最新的行政區(qū)邊界線，獲取最新年度的、分辨率最高的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)。在ArcGIS軟件平臺(tái)下，根據(jù)高程差和平均海拔確定地貌類型。

1.1.2 田面坡度

地形坡度的高低決定著耕地中水土和養(yǎng)分的流失程度，在一定程度上影響廢棄采礦用地復(fù)墾后耕地的質(zhì)量。根據(jù)第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查中的坡度圖圖層，獲取每個(gè)評(píng)價(jià)單元坡度屬性值，若存在多個(gè)坡度，以面積最大為準(zhǔn)。

1.2 耕作條件

1.2.1 灌溉保證率

灌溉保證率是指耕地灌溉得到充分滿足的比率。提取第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查地類圖斑層的河流（1101）、湖泊（1102）、水庫(kù)（1103）等水源作為參考圖層，利用鄰域分析計(jì)算評(píng)價(jià)單元到水源的最短距離。

1.2.2 排水條件

排水條件是指灌溉后（或雨后）從地表積水情況判斷其排水能力。煙臺(tái)市的排水條件主要察看有無(wú)健全的干、支、斗、農(nóng)排水溝道體系，從第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查地類圖斑層提取溝渠（1107）、干渠（1107A）、水工建筑（1109）進(jìn)行空間分析。以采礦用地的中間點(diǎn)為緩沖區(qū)，將到達(dá)溝渠等排水體系的最短距離作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.2.3 地塊狀況

地塊狀況是指地塊起伏和高差的合理程度、地塊形狀規(guī)整度、地面平整度。田面平整度與地形指標(biāo)中坡度、坡向存在交叉，因此地塊狀況只考慮地塊的規(guī)整程度。

1.2.4 田間道路通達(dá)度

田間道路通達(dá)度是指在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)地塊到主干路的便利程度。耕地到田間道路的距離越近且耕地周圍的道路網(wǎng)越密集，表明田間道路通達(dá)度越好。為了獲取該數(shù)據(jù)，利用ArcGIS軟件平臺(tái)，以第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)中的田間道路（1104）、公路（1103）為底層數(shù)據(jù)，計(jì)算各地塊圖斑幾何中心至田間道路的直線距離，按照獲取的距離遠(yuǎn)近，劃分等級(jí)，賦予相應(yīng)的分值。

1.2.5 耕作距離

耕作距離代表耕地到農(nóng)村居民點(diǎn)的距離。農(nóng)村居民到達(dá)地塊距離的遠(yuǎn)近決定著其機(jī)械耕作的效率，進(jìn)一步影響耕地質(zhì)量。該數(shù)據(jù)以第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查的城鎮(zhèn)村居民區(qū)為基準(zhǔn)，在ArcGIS軟件平臺(tái)利用空間分析的緩沖區(qū)分析法進(jìn)行計(jì)算，獲得不同半徑的緩沖區(qū)，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)村居民區(qū)在二維空間的擴(kuò)展。空間連接將獲取的耕作距離數(shù)據(jù)賦予評(píng)價(jià)單元圖斑中。

1.3 周邊土壤性狀

1.3.1 耕地距離

耕地距離代表評(píng)價(jià)單元（歷史遺留廢棄采礦用地）到耕地的距離。該數(shù)據(jù)以第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查的耕地（01）為基準(zhǔn)，在ArcGIS軟件平臺(tái)利用空間分析的緩沖區(qū)分析法進(jìn)行計(jì)算，獲得不同半徑的緩沖區(qū)，實(shí)現(xiàn)耕地在二維空間的擴(kuò)展?？臻g連接將獲取的耕地距離數(shù)據(jù)賦予評(píng)價(jià)單元圖斑中。

1.3.2 有效土層厚度

有效土層是指母巖之上的土壤層和松散的母質(zhì)層，其為農(nóng)作物根系提供生長(zhǎng)空間、水分、養(yǎng)分等。有效土層厚度影響耕地蓄水、排水的調(diào)節(jié)能力，因此也影響耕地質(zhì)量。

1.3.3 耕層質(zhì)地

耕層質(zhì)地是指土壤中直徑各不相同的礦物顆粒的組成情況。土壤一般分為砂土、壤土和黏土三類。其中，黏土有利于保肥、保水，砂土和壤土有利于土壤透氣。

1.3.4 有機(jī)質(zhì)含量

土壤有機(jī)質(zhì)是指土壤中含碳的有機(jī)物質(zhì)。利用煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)部門土壤有機(jī)質(zhì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行賦值。由于基數(shù)較大，可采用拉斐爾法進(jìn)行異常值處理。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

下面利用自然斷點(diǎn)法劃分指標(biāo)等級(jí)。要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，以確保每組數(shù)據(jù)內(nèi)部最相似，并且與其他組數(shù)據(jù)最相異。數(shù)列中存在一些轉(zhuǎn)折點(diǎn)和斷點(diǎn)，這些斷點(diǎn)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可以把研究對(duì)象分成性質(zhì)類似的群組。各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重如表1所示。表中，灌溉保證率與有機(jī)質(zhì)含量的單位均為%；耕作距離與耕地距離的單位均為m；有效土層厚度的單位為mm；田面坡度單位為度（°）；其他參數(shù)為無(wú)量綱。

3 指標(biāo)體系的構(gòu)建

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，選擇專家評(píng)分法進(jìn)行指標(biāo)體系的構(gòu)建。歷史遺留廢棄采礦用地復(fù)墾潛力指數(shù)根據(jù)每個(gè)評(píng)價(jià)單元的各項(xiàng)指標(biāo)得分與權(quán)重進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)表1復(fù)墾潛力指標(biāo)中的11個(gè)二級(jí)指標(biāo)得分，采用加權(quán)求和法確定廢棄采礦用地復(fù)墾潛力指數(shù)，計(jì)算公式為：

表1 歷史遺留廢棄采礦用地復(fù)墾潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分

式中：N為評(píng)價(jià)單元的復(fù)墾潛力指數(shù)；w為二級(jí)指標(biāo)i的得分值；f為二級(jí)指標(biāo)i的權(quán)重；n為二級(jí)指標(biāo)的個(gè)數(shù)。

計(jì)算復(fù)墾潛力指數(shù)后，采用自然斷點(diǎn)法進(jìn)行等級(jí)劃分，并繪制等級(jí)圖。

4 結(jié)論

評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，經(jīng)加權(quán)求和，歷史遺留廢棄采礦用地的復(fù)墾潛力指數(shù)介于56.2～97.5。以該范圍為基準(zhǔn)，自行輸入斷點(diǎn)值，從優(yōu)到差將復(fù)墾耕地質(zhì)量分為5級(jí)，一級(jí)耕地質(zhì)量最好，五級(jí)耕地質(zhì)量最差。一級(jí)耕地的綜合評(píng)分不小于90.8；二級(jí)耕地的綜合評(píng)分為[86.3，90.8）；三級(jí)耕地的綜合評(píng)分為[81.0，86.3）；四級(jí)耕地的綜合評(píng)分為[73.7，81.0）；五級(jí)耕地的綜合評(píng)分小于73.7。從各級(jí)耕地面積占比來(lái)看，一級(jí)耕地占17.89%，二級(jí)耕地占29.37%，三級(jí)耕地占比最高，為41.16%，四級(jí)耕地占9.21%，五級(jí)耕地占比最小，為2.37%。