隆化某礦區復墾土地再利用適宜性分析

袁加華

（江蘇省地質環境勘查院）

目前隨著礦區產業的不斷建設，對于礦區復墾土地再利用適宜性分析的需求也越來越迫切［1］。對礦區復墾土地適應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據上的參考與幫助，推動土地復墾工程建設，對合理利用土地、推動生態系統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力為目的，通過復墾為礦區土地重新注入活力，使其滿足耕地或城鎮用地需求，也可以有效緩解礦區用地與農業用地之間的矛盾，最大限度發揮土地的利用率。對耕地進行有效保護，可促進煤礦地區農業經濟的穩定［2］。同時對恢復煤礦區域的生態景觀也有一定的幫助，有利于維護煤礦區域的生態平衡，對建設環境友好型社會具有積極的推動意義。

周熳文等［2］利用適應性循環理論對礦區復墾土地適宜性進行分析，從潛力、連通度、恢復力3個維度對樣本鄉村“三生空間”進行現狀特征評價，通過轉換程度來評價礦區復墾土地現狀空間適宜性效果，利用適應性循環理論來提升評價的全面性，但是缺乏統一的分析標準，存在分析維度較單一、分析結果不夠科學客觀的情況，容易對煤礦區域復墾土地進行錯誤預估，對后續的復墾工程計劃產生不利影響。這是由于傳統的土地再利用適宜性評價方法只是在理論層較為籠統地提出了一套總結分析方法，對于具體情況不同的煤礦區域無法進行針對性適宜性分析，因此在最后的分析結果上存在不夠客觀科學的情況。對此，需要對傳統的土地再利用適宜性分析方法進行改進，融入具體的礦區條件，針對不同的條件進行分析［3］，從多個維度進行實驗和分析，來提高礦區復墾土地再利用率。

1 研究區域概況

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

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

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

地下水動態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，年內水位變化為2.5～3 m?；谝陨戏治?，研究區屬于裂隙充水礦床。

2 基于層次分析法的礦區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，應堅持整體與部分相協調的原則，既考慮到單個因子的情況，也要對各個評價因子之間的關系進行協調考慮［4］。同時需要根據實際的土地情況，結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據的難度。由于礦區屬于塌陷地區，對礦區進行復墾的主要目的是將其轉換為耕地以及城鎮用地，其中，最主要的自然因素就是地質條件和氣候條件，土壤的松度、地下坍塌情況、地質結構以及氣溫等自然因素都需考慮。但是對于同一個礦區復墾地而言，地區的氣候條件往往較為穩定，年與年之間的氣候指數變化浮動較小，因此降雨量、日照天數、晝夜溫差、平均氣溫等氣候因素對整個礦區的影響是一致的，在分析維度較少的情況下氣候條件可以不做考慮。而同一礦區不同區域的地質條件存在的差異較大，例如不同區域內的土壤條件、地質結構、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，一部分是以地質條件為主的自然環境因素，包括土層厚度、土壤成分、地質結構、地形坡度等；另一部分為土地的基本建設因素，包括交通因素以及排灌條件。

2.2 構建評價因子權重分析體系

權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、系統地對礦區復墾土地再利用進行適宜性分析，選取權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構進行構建，然后對每層中的因素相關性進行分析，并得到量化結果［6］。通過對每層影響因素的權重進行計算來確定上層權重分配情況，并根據最終的分配結果對該問題進行分析。利用層次分析法對礦區復墾土地評價因子進行權重確定的具體步驟如下：

首先建立起分析的層次結構。將礦區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，具體層次結構如圖2所示。

構建判斷矩陣［7］。假設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，根據因子對于整體目標的重要性構建判斷矩陣［8］。設目標層為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對評價因子權重的確定，根據評價因子權重構建出完整的適應性分析體系，即可完成對礦區復墾土地再利用適宜性的分析。

3 應用案例及分析

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

3.1 工程概況

本次選取的實驗對象為某省重點煤礦區，設計能力為120 萬t/a，煤礦整體開采深度在-250～-1 000 m，屬于中大型煤礦區域。煤礦所在區域位于溫帶季風區，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。

根據現場調查結果，該煤礦區域土壤的類型主要為棕鈣土，具有明顯的鈣積層，腐殖質累積較多，且土壤養分也相對較多。有機質含量在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，不利于當地生態發展。為便于后續的土地適宜性分析，對土地利用現狀進行統計，結果如表2所示。

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煤礦區域土地的損毀面積為165.42 萬m2，損毀面積主要分為礦區區域外部和礦區區域內部2 種。塌陷的土地面積為146.59 萬m2，占據的耕地面積為23.56 萬m2，其中旱地面積占比最多，為耕地面積的一半以上，具體面積數值為12.54 萬m2，其他林地面積總共占據11.02 萬m2。根據以上情況，利用2 種土地適應性分析方法，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果的科學客觀性。

3.2 實驗結果

2種分析方法的最終評價結果如表3所示。

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根據表3結果可知，傳統的礦區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，不能為礦區復墾工程計劃提供科學的參考依據。本文提出的礦區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，根據評價因子權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，能夠對礦區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。但適應性循環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，因此應用層次結構分析法對評價因子權重進行確定，可以得到礦區土地評價因子的具體分值，通過分值可對礦區復墾土地進行科學分析，從多個維度給出分析結果，為礦區土地復墾施工計劃提供科學可靠的參考價值。

4 結 論

結合具體礦區情況，對礦區土地影響因子進行選取，利用層次結構分析法構建出土地適宜性層次分析結構，對權重進行計算，可對礦區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，得到結果具有一定的可靠性與科學性，有利于礦區復墾工程計劃做出科學決策，對礦區復墾土地資源進行最大化利用，提高生產資源的使用程度和礦區土地的生產價值，對恢復當地生態環境、推動地區經濟發展具有積極的推動作用。