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傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為,礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響大多是消極的,積極的作用很小。礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)會(huì)導(dǎo)致土地占用、地質(zhì)結(jié)構(gòu)破環(huán)、化學(xué)污染、空氣污染,以及植被和景觀破環(huán),但也會(huì)通過(guò)生態(tài)修復(fù)、治理和生態(tài)景觀再造等,改善局部生態(tài)環(huán)境、增加當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)機(jī)會(huì)、改善地區(qū)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善交通條件、增加資源供給等[1]。但最新的觀點(diǎn)認(rèn)為,礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)必然造成環(huán)境擾動(dòng),但大部分礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)較小,進(jìn)一步從開(kāi)采規(guī)模、開(kāi)采階段、開(kāi)采方式、油氣開(kāi)發(fā)等多方面進(jìn)行探討,認(rèn)為各開(kāi)發(fā)方式對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響大不相同[2]。另外,保護(hù)區(qū)和“三條紅線”內(nèi)也應(yīng)允許開(kāi)采礦產(chǎn)資源,但條件更加苛刻而已。
1客觀分析礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境的影響
1.1不同規(guī)模礦山對(duì)生態(tài)環(huán)境影響程度不同
1)大型礦山對(duì)環(huán)境的影響較大。大型(地下)礦山,尤其是大型沉積型礦山的開(kāi)采,會(huì)造成大面積地下水潛水面下降,對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞較大。大型露天煤礦(地表)及大型露天鐵礦等的開(kāi)采,因剝離表土和廢石、尾礦堆放,造成占地和地表生態(tài)破壞比較嚴(yán)重,可能導(dǎo)致塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,需要重點(diǎn)關(guān)注和整治,但如果采用回填技術(shù),所造成的地質(zhì)災(zāi)害可大大減少。2)中小型礦山開(kāi)采對(duì)環(huán)境的影響不大。對(duì)于中小型礦山開(kāi)采而言,只要控制廢水,不使其流入河流和農(nóng)田,保護(hù)地下水不受污染,并處理好廢石和尾礦的堆放問(wèn)題,其對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞仍屬于點(diǎn)狀污染的可控范圍內(nèi),影響不大。如果采用綠色開(kāi)發(fā)技術(shù)(如地下開(kāi)采和廢石回填),邊開(kāi)采邊治理,其環(huán)境影響程度可以控制在較小范圍內(nèi)。當(dāng)前突出的問(wèn)題是中小型礦山的資金實(shí)力、技術(shù)實(shí)力較差,環(huán)境治理動(dòng)力不足,需要政府伸出援手。
1.2不同開(kāi)采階段對(duì)生態(tài)環(huán)境影響程度不同
一般認(rèn)為,礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程分成三個(gè)階段:①開(kāi)采前階段,包括詳查、勘探階段;②開(kāi)發(fā)利用階段,指開(kāi)采階段;③閉坑階段,即開(kāi)采后階段。由于這三個(gè)開(kāi)采階段對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響不同,對(duì)應(yīng)的生態(tài)恢復(fù)治理方式也不相同,因此,所采取的治理政策和治理措施不同。1)開(kāi)采前階段的影響。在勘查階段,有些勘查活動(dòng)需要使用鉆機(jī)、挖探槽,少部分需要挖巷道(坑探),但因其挖掘的土方量有限,對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)很小。只要控制好打鉆的廢水不使其流入農(nóng)田和溪流,控制挖掘土方的堆放位置,確保點(diǎn)狀污染源不變成線狀污染源,則其影響程度很小。2)開(kāi)采階段的影響。開(kāi)采階段分為兩種情況:一種是礦山生產(chǎn)周期>(礦山環(huán)境恢復(fù)治理保證金+礦山環(huán)境治理恢復(fù)基金)頒布的時(shí)間,這時(shí),礦山企業(yè)應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任年限=(礦山環(huán)境恢復(fù)治理保證金+礦山環(huán)境治理恢復(fù)基金)頒布的時(shí)間,政府承擔(dān)的周期=礦山生產(chǎn)周期>(礦山環(huán)境恢復(fù)治理保證金+礦山環(huán)境治理恢復(fù)基金)頒布的時(shí)間;二是礦山生產(chǎn)周期<(礦山環(huán)境恢復(fù)治理保證金+礦山環(huán)境治理恢復(fù)基金)頒布的時(shí)間,礦山企業(yè)承擔(dān)的責(zé)任年限=礦山生產(chǎn)周期時(shí)間內(nèi)的礦山治理恢復(fù)責(zé)任。3)開(kāi)采后階段的影響。對(duì)于老礦山而言,由于歷史原因,沒(méi)有規(guī)定應(yīng)收取礦山環(huán)境恢復(fù)治理保證金或礦山環(huán)境治理恢復(fù)基金,因此,應(yīng)按照“老礦山老辦法”的原則進(jìn)行處理,由政府承擔(dān)恢復(fù)治理的全部費(fèi)用。如果生產(chǎn)周期較短,礦山企業(yè)已經(jīng)閉坑,礦山企業(yè)生產(chǎn)周期<礦山環(huán)境治理恢復(fù)保證金+礦山環(huán)境恢復(fù)治理基金,則責(zé)任應(yīng)由礦山企業(yè)或第三方承擔(dān)。
1.3不同開(kāi)采方式對(duì)生態(tài)環(huán)境影響程度不同
根據(jù)礦床埋藏深度的不同和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性的要求,礦山開(kāi)采分為露天開(kāi)采和地下開(kāi)采兩種方式。接近地表和埋藏較淺的部分采用露天開(kāi)采方式,深部則采用地下開(kāi)采方式[3]。一般來(lái)說(shuō),地下開(kāi)采會(huì)影響地下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)和地下潛水面,因此,只要做好安全防護(hù),不會(huì)對(duì)地下的環(huán)境產(chǎn)生影響。但露天開(kāi)采,會(huì)對(duì)大氣、地表和水產(chǎn)生負(fù)面的環(huán)境影響。露天開(kāi)采,多為煤、油頁(yè)巖、鐵礦、鋁土礦等層狀分布的沉積型礦床,在生產(chǎn)過(guò)程中重要的環(huán)節(jié)是掘溝、剝離和采礦,其下降速度的快慢、新水平準(zhǔn)備時(shí)間的長(zhǎng)短,主要取決于掘溝速度。為保證露天礦持續(xù)正常的生產(chǎn),掘溝、剝離和采礦三者之間,在空間和時(shí)間上必須保持一定的超前關(guān)系,遵循“采剝并舉,剝離先行”的原則組織生產(chǎn)。
1.4油氣開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響可控
油氣大都是埋藏在幾千米深的地下,上部有蓋層,只要保持正常生產(chǎn),則其對(duì)環(huán)境的影響不大,但是如果出現(xiàn)鉆井、采油污水隨意排放、油氣揮發(fā)和燃燒、采油過(guò)程的“跑冒滴漏”、生產(chǎn)事故等問(wèn)題,則其對(duì)環(huán)境的影響較大。但只要加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的管理,減少生產(chǎn)事故和“跑冒滴漏”情況的發(fā)生,并做好污水處理,油田氣開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響可以控制在很小范圍內(nèi)。綜上所述,不能籠統(tǒng)地說(shuō)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)帶來(lái)嚴(yán)重的生態(tài)破壞和環(huán)境污染,而應(yīng)根據(jù)不同類(lèi)型的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境擾動(dòng)的特點(diǎn)不同,采取差異化的措施。
2礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中生態(tài)環(huán)境治理恢復(fù)的重點(diǎn)
2.1不同開(kāi)采階段礦山生態(tài)治理恢復(fù)重點(diǎn)
2.1.1開(kāi)采前階段在詳查和勘探階段,隨著投入和勘探密度的增加,以及槽探、鉆探和坑探的增強(qiáng),找礦活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的干擾加重。如果環(huán)境的承載力很大,則詳查、勘探活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響很小,反之則很大。如果是生態(tài)保護(hù)區(qū)和旅游景區(qū),因其環(huán)境承載力較小,則影響更大。在開(kāi)采前階段,生態(tài)環(huán)境治理恢復(fù)的重點(diǎn)是修路的渣土和打鉆的泥漿,防止點(diǎn)狀污染源變成線狀污染源。
2.1.2開(kāi)采階段開(kāi)采階段要進(jìn)一步區(qū)分單個(gè)礦開(kāi)采、多個(gè)礦開(kāi)采和特殊情況。1)單個(gè)礦開(kāi)采。從生命周期來(lái)看,單個(gè)礦成長(zhǎng)歷程可分為成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期。隨著成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期三個(gè)階段的推進(jìn),除了產(chǎn)量由小到大、穩(wěn)定到逐漸減少外,礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力、對(duì)土地的壓力也隨之增大。因此,單個(gè)礦的治理恢復(fù)重點(diǎn)是成熟期產(chǎn)量對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力,以及中晚期礦山對(duì)尾礦庫(kù)在壓力。2)多個(gè)礦開(kāi)采。多個(gè)礦山開(kāi)采期是指多個(gè)礦山或多個(gè)礦種不是同時(shí)開(kāi)發(fā),但卻是聚集性的,如整裝勘查區(qū)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)、礦業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)開(kāi)發(fā)。由于多個(gè)礦山或多個(gè)礦種不是同時(shí)開(kāi)發(fā),有的處在詳查、勘探期,有的處在開(kāi)采期,有的處在開(kāi)采后期,但總體上是聚集的,規(guī)模較大,因此,從規(guī)劃期到衰退期都要嚴(yán)格管理。3)特殊情況。在煤炭開(kāi)采過(guò)程中,煤矸石排放量為原煤的10%~20%,在洗煤加工過(guò)程中,其排放量為洗煤量的15%~20%,排放量較大。因此,要加強(qiáng)管控,防止煤炭在開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)生“跑冒滴漏”情況。
2.1.3開(kāi)采后階段開(kāi)采后礦山,尤其指廢棄礦山,要因地制宜,考慮廢棄礦山土地恢復(fù)后適合如何利用,如建設(shè)用地、農(nóng)田開(kāi)發(fā)、城市垃圾廢棄物填埋場(chǎng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)、地質(zhì)公園[3],先做好規(guī)劃,再進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
2.2不同規(guī)模礦山生態(tài)恢復(fù)治理重點(diǎn)
1)中小型礦山。中小型礦山的開(kāi)發(fā)總體上對(duì)環(huán)境的影響不大,但應(yīng)注意,不要讓中小型礦山的點(diǎn)狀污染源(點(diǎn)狀的渣土、植被、污水)變成線狀污染源、面狀污染源,則其環(huán)境影響不大。2)大型以上礦山。大型以上礦山開(kāi)采對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響較大。無(wú)論修建廠房的面積、職工生活宿舍的面積,還是尾礦庫(kù)的面積,均比較大。如果是露天開(kāi)采(煤礦、鐵礦、鋁土礦等),則還需考慮排土場(chǎng)、露天采場(chǎng)的數(shù)量;如果采用地下綠色開(kāi)采,由于尾礦庫(kù)和排土場(chǎng)都在地下,則只需考慮修建廠房的面積和職工生活宿舍面積。2.3不同開(kāi)采方式生態(tài)恢復(fù)治理重點(diǎn)1)地下開(kāi)采。傳統(tǒng)的地下開(kāi)采,影響地下結(jié)構(gòu)和地下潛水面,但如果采用邊采邊回填的技術(shù),則可以大大減少傳統(tǒng)的地下開(kāi)采對(duì)環(huán)境的影響。現(xiàn)實(shí)情況是兩種技術(shù)都在使用,所以,應(yīng)注意更多地采用邊采邊回填技術(shù)。2)露天開(kāi)采。露天開(kāi)采突出的是露天采場(chǎng)、排土場(chǎng)、尾礦庫(kù),應(yīng)盡量減少露天采場(chǎng)、排土場(chǎng)和尾礦庫(kù)的面積,從而減少露天開(kāi)采的揚(yáng)沙、粉塵的影響面積和占覆(壓覆)面積。
2.4油氣開(kāi)采不同階段的恢復(fù)治理重點(diǎn)
1)油氣勘查階段。油氣勘查不同于固體礦產(chǎn)勘查,允許“邊探邊采”,因此,油氣開(kāi)采的階段劃分與固體礦產(chǎn)不同,其分為圈閉預(yù)探和油氣藏評(píng)價(jià)兩個(gè)時(shí)期。油氣勘查階段的重點(diǎn)是勘查后期的“跑冒滴漏”問(wèn)題和搭建鉆塔、修建公路對(duì)周邊環(huán)境影響。2)油氣開(kāi)采階段。油氣開(kāi)采階段的重點(diǎn)是開(kāi)采過(guò)程的管理,減少“跑冒滴漏”情況、生產(chǎn)事故和隨意性的發(fā)生。需要二次注水的石油開(kāi)采均對(duì)環(huán)境造成影響,包括鉆井污水,每口井約產(chǎn)生300m3重金屬超標(biāo);采油污水,采油1t需注水2.5t(如長(zhǎng)慶油田);洗凈污水以及處理人工注水產(chǎn)生的污水。不過(guò)油氣開(kāi)采會(huì)造成地下水位下降、地表下沉、水資源極度匱乏[4],應(yīng)注意節(jié)約用水,盡量避免地下水位下降、地表下層和水資源極度匱乏,注意污水的再次利用。3)廢棄油田。廢棄油田包括兩種情況:一種是老油田,老油田沒(méi)有規(guī)定收取礦山環(huán)境治理恢復(fù)保證金和礦山環(huán)境恢復(fù)治理基金,以及油田的治理責(zé)任主體和責(zé)任大小。生態(tài)恢復(fù)治理基金(恢復(fù)治理基金)部分,已通過(guò)利潤(rùn)、成本等方式走賬,所以老油田的治理責(zé)任應(yīng)由國(guó)家、地方政府和企業(yè)負(fù)責(zé),即廢棄油田的治理責(zé)任由政府負(fù)責(zé);另一種是油田生產(chǎn)周期》(礦山環(huán)境治理恢復(fù)保證金+礦山環(huán)境恢復(fù)治理基金)頒布的時(shí)間,這種情況下,企業(yè)或第三方只承擔(dān)(礦山環(huán)境治理恢復(fù)保證金+礦山環(huán)境恢復(fù)治理基金)頒布的時(shí)間。
關(guān)鍵詞:水泥灰?guī)r礦山;生態(tài)環(huán)境;評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
中圖分類(lèi)號(hào):X22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2014)08-1806-04
Ecological Impact Evaluation Index System of Cement Limestone Mine Development in Hebei Province
ZHANG Rong-zhi,ZHANG Yan,MENG Ling-yao,SHI Mi-wei
(Institute of Geographical Science, Hebei Academy of Science, Shijiazhuang 050011, China)
Abstract: Based on the analyses of ecological problems from cement limestone mine development, an evaluation index system of ecological impact was established considering ecological consequences and ecological restoration potential. Five level primary indicators and fifteen secondary indicators were embodied in the index system as a whole. Analytic hierarchy process (AHP) was used to determine the weight value of the secondary indicators. This evaluation index system was used to quantitatively evaluate the typical cement limestone mining in Hebei Province. The results showed that the ecological impact level of the typical cement limestone mining was Ⅰ of a less severe level in 1987 and Ⅲ of a heavier impact level in 2007. It revealed that cement limestone mine development had a more serious impact on the ecological environment of the local area.
Key words: cement limestone mine; eco-environment; evaluation index system
河北省是我國(guó)水泥生產(chǎn)大省,水泥生產(chǎn)的主要原料是石灰?guī)r礦。受石灰?guī)r賦存方式的制約,絕大多數(shù)石灰?guī)r礦都是露天開(kāi)采,而露天開(kāi)采方式對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的破壞程度較大,甚至影響整個(gè)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的完整性、穩(wěn)定性,產(chǎn)生嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題[1]。通過(guò)對(duì)河北省內(nèi)具有代表性的水泥灰?guī)r礦區(qū)及其周邊區(qū)域進(jìn)行生態(tài)現(xiàn)狀調(diào)查表明,河北省水泥灰?guī)r礦區(qū)整體植被覆蓋度不高,原始植被覆蓋度一般為30%~60%;植被類(lèi)型以草本植物、灌木植物為主,基本無(wú)高大喬木;植物群落較多,生物多樣性較好。水泥灰?guī)r礦山山體表面土類(lèi)以砂土或砂石混合土為主,土質(zhì)較差;土層厚度不均,一般為5~20 cm,較厚的地方可達(dá)50 cm以上,而有的地方巖石,無(wú)表土覆蓋;土層穩(wěn)定性差,易被雨水沖刷流失。建立水泥灰?guī)r礦區(qū)開(kāi)發(fā)生態(tài)影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,客觀反映礦山開(kāi)發(fā)生態(tài)環(huán)境影響的主要制約因素和影響程度,便于有針對(duì)性地制定水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)策和生態(tài)恢復(fù)措施。
國(guó)外生態(tài)影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究多集中在系統(tǒng)的生態(tài)健康[2]、生態(tài)安全[3]方面。國(guó)內(nèi)對(duì)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境、礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究較多[4-8],對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)研究相對(duì)較少,其中針對(duì)水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)評(píng)價(jià)方面的指標(biāo)體系研究更少。目前主要的研究有錢(qián)金平等[9]從自然生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)和社會(huì)生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)兩方面構(gòu)建了18項(xiàng)指標(biāo)的生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,唐曉蘭等[10]建立了以影響受體為對(duì)象的指標(biāo)體系等。
本研究在分析水泥灰?guī)r礦山開(kāi)發(fā)引發(fā)的區(qū)域生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的基礎(chǔ)上,著重從礦山開(kāi)采活動(dòng)產(chǎn)生的后果和礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)潛力兩個(gè)角度篩選評(píng)價(jià)指標(biāo),構(gòu)建了由5項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)、15項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)構(gòu)成的水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)影響評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系,并采用層次分析法(AHP)確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值,力求客觀評(píng)價(jià)河北省水泥灰?guī)r礦山開(kāi)發(fā)所產(chǎn)生的生態(tài)影響程度。
1材料與方法
1.1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立的思路和原則
基于對(duì)水泥灰?guī)r開(kāi)發(fā)產(chǎn)生的生態(tài)問(wèn)題分析可知,水泥灰?guī)r開(kāi)發(fā)產(chǎn)生的影響主要體現(xiàn)在對(duì)礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量影響、生態(tài)環(huán)境影響、地質(zhì)環(huán)境影響和社會(huì)環(huán)境影響幾方面。另外,根據(jù)實(shí)地考察,位于不同地區(qū)的同等規(guī)模的水泥灰?guī)r礦山開(kāi)發(fā)后,其生態(tài)恢復(fù)難易程度和恢復(fù)效果不同。因此,本研究指標(biāo)體系的構(gòu)建著重從礦山開(kāi)采活動(dòng)產(chǎn)生的影響后果和礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)潛力兩個(gè)角度篩選評(píng)價(jià)指標(biāo),區(qū)別于已有的研究成果[2-10]。
為體現(xiàn)對(duì)礦山開(kāi)發(fā)影響評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性,在指標(biāo)體系建立過(guò)程中,遵循以下幾方面原則。
1)科學(xué)性原則。指標(biāo)體系的確定應(yīng)能夠直接反映水泥灰?guī)r礦山開(kāi)發(fā)活動(dòng)所產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境影響情況及存在的主要問(wèn)題。
2)數(shù)據(jù)可得性原則。指標(biāo)體系的建立應(yīng)充分考慮所用指標(biāo)數(shù)據(jù)的可得性,盡可能利用現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及易于觀測(cè)的資料。
3)可操作性原則。指標(biāo)應(yīng)具有一定的操作性,不應(yīng)盲目求全求大,過(guò)于復(fù)雜將直接導(dǎo)致可操作性降低。
4)準(zhǔn)確性原則。所選用的評(píng)價(jià)指標(biāo)盡量以定量化指標(biāo)為主,以便能夠較為準(zhǔn)確地反映生態(tài)影響情況。
5)系統(tǒng)性原則。從能夠反映一個(gè)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和功能角度,遴選出相應(yīng)指標(biāo)來(lái)反映所產(chǎn)生的影響。
1.2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建
根據(jù)指標(biāo)體系構(gòu)建原則,構(gòu)建了由5項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)、15項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)組成的水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)影響評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系,見(jiàn)表1。
1.2.1環(huán)境質(zhì)量影響指標(biāo)礦山開(kāi)發(fā)主要的環(huán)境質(zhì)量影響是開(kāi)采區(qū)粉塵污染影響和棄渣堆存產(chǎn)生的固廢污染影響,因此用揚(yáng)塵產(chǎn)生面積比和固廢排放強(qiáng)度2項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)來(lái)反映。其中①揚(yáng)塵產(chǎn)生面積比=開(kāi)采面積/礦區(qū)面積;②固廢排放強(qiáng)度以剝采比表示。
1.2.2生態(tài)環(huán)境影響指標(biāo)選取地貌破壞強(qiáng)度、植被破壞強(qiáng)度、水土流失增率、景觀破碎度4項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)。其中①地貌破壞強(qiáng)度=受破壞面積/礦區(qū)面積;②植被破壞強(qiáng)度=受破壞植被面積/原有植被面積;③水土流失增率=采后水土流失增量/背景水土流失量;④景觀破碎度用景觀斑塊破碎化指數(shù)表示,反映由于自然或人為因素的干擾所導(dǎo)致的景觀由單一、均質(zhì)和連續(xù)的整體趨向于復(fù)雜、異質(zhì)和不連續(xù)的斑塊鑲嵌體的過(guò)程[11]。
1.2.3地質(zhì)環(huán)境影響指標(biāo)選取地質(zhì)災(zāi)害面積比、礦山生態(tài)恢復(fù)治理率2項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)。其中①地質(zhì)災(zāi)害面積比=地質(zhì)災(zāi)害面積/礦區(qū)面積;②礦山生態(tài)恢復(fù)治理率=已生態(tài)恢復(fù)礦山面積/礦山面積。
1.2.4社會(huì)環(huán)境影響指標(biāo)選取環(huán)境敏感度和視覺(jué)敏感度2項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)。其中①環(huán)境敏感度用礦點(diǎn)距環(huán)境敏感區(qū)(如自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、文物古跡保護(hù)區(qū)、水源保護(hù)區(qū)、城鎮(zhèn)等人口集中區(qū))的距離表示;②視覺(jué)敏感度以礦山距國(guó)道、鐵路、高速公路的距離來(lái)表示。距離越近產(chǎn)生的影響就越大。
1.2.5生態(tài)恢復(fù)潛力指標(biāo)選取了氣候、區(qū)域植被、土層厚度、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤侵蝕5項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)。其中①氣候條件是生態(tài)恢復(fù)潛力的一項(xiàng)重要指標(biāo),在此以反映降水、蒸發(fā)、溫度等綜合氣候因素的氣候干燥度表示;②區(qū)域植被原始狀況在很大程度上反映區(qū)域生態(tài)恢復(fù)潛力。區(qū)域植被較好,說(shuō)明該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性好,抗逆性強(qiáng),受破壞地區(qū)的植被恢復(fù)能力就越強(qiáng)。③植被恢復(fù)離不開(kāi)土壤,主要與土壤厚度、有機(jī)質(zhì)含量相關(guān)。④土壤侵蝕度越高,生態(tài)恢復(fù)潛力越低,用土壤侵蝕模數(shù)表示。
1.3水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)影響評(píng)價(jià)方法
為了說(shuō)明水泥灰?guī)r礦山開(kāi)發(fā)產(chǎn)生的生態(tài)影響程度,首先對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行確權(quán),然后計(jì)算生態(tài)影響評(píng)價(jià)值,最后對(duì)評(píng)價(jià)值進(jìn)行分等定級(jí)。
1.3.1生態(tài)影響評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定指標(biāo)權(quán)重的確定采用層次分析法(AHP)[12]進(jìn)行。AHP法是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家Saaty于20世紀(jì)70年代提出的,此方法巧妙地把定性分析和定量分析結(jié)合了起來(lái)[12],適合于多目標(biāo)決策。通過(guò)進(jìn)行系統(tǒng)分析計(jì)算,最終確定各個(gè)一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值見(jiàn)表1。
1.3.2生態(tài)影響評(píng)價(jià)值計(jì)算水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)值利用加權(quán)求和法對(duì)目標(biāo)層逐層進(jìn)行計(jì)算,直到最高層。計(jì)算公式為:
A=■ωiDi;■ω■=1
式中,A為某一礦區(qū)評(píng)價(jià)值;Di為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值;ωi為指標(biāo)的相應(yīng)權(quán)重值;m為指標(biāo)總數(shù)。
1.3.3評(píng)價(jià)等級(jí)值計(jì)算為了使水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果具有可比性,對(duì)生態(tài)影響評(píng)價(jià)值進(jìn)行了等級(jí)劃分,即建立評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值。一般是評(píng)價(jià)者或?qū)<疫M(jìn)行人為的分等定級(jí),本研究結(jié)合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)數(shù)值等確定評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值如下:
1)建立水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)影響評(píng)價(jià)因子等級(jí)閾值,即對(duì)評(píng)價(jià)因子進(jìn)行分等定級(jí),見(jiàn)表2。
2)將礦區(qū)生態(tài)環(huán)境影響程度劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4個(gè)級(jí)別,各級(jí)別代表的影響程度見(jiàn)表3。
3)將各因子等級(jí)閾值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,結(jié)合表1中相應(yīng)因子的權(quán)重值,利用1.3.2中公式,計(jì)算不同等級(jí)對(duì)應(yīng)的生態(tài)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)值,得出水泥灰?guī)r礦山開(kāi)發(fā)的生態(tài)環(huán)境影響等級(jí)分值,見(jiàn)表3。
2結(jié)果與分析
2.1唐山市豐潤(rùn)區(qū)典型石灰?guī)r礦區(qū)應(yīng)用與評(píng)價(jià)
豐潤(rùn)區(qū)位于唐山市西北部,地處燕山褶皺帶東段南緣與華北拗陷區(qū)的交界地帶,屬河流沖洪積扇地貌。評(píng)價(jià)區(qū)域位于豐潤(rùn)區(qū)西北部,東經(jīng)118°01′43.14″-118°09′16.99″之間,北緯39°50′48.60″-39°55′51.50″之間,面積11 019.03 hm2,目前開(kāi)采的礦山屬于王官營(yíng)礦區(qū),面積為2 259.58 hm2,約占評(píng)價(jià)區(qū)域面積的20.51%。
本研究選取了1987年TM影像數(shù)據(jù),以及2007年的中巴資源衛(wèi)星02B星CCD數(shù)據(jù),通過(guò)人工解譯,對(duì)兩個(gè)時(shí)段的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,并借助GPS進(jìn)行實(shí)地驗(yàn)證調(diào)查,結(jié)合表1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,得出豐潤(rùn)區(qū)西北部山區(qū)水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。
表4表明,從礦山開(kāi)采初期即1987年至開(kāi)采20年后即2007年,研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境發(fā)生了較大的變化。主要體現(xiàn)在由于礦山開(kāi)采面積的增加,原有地貌破壞程度、植被破壞程度、可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的面積均明顯增加。研究區(qū)域被開(kāi)采部分礦區(qū)均未進(jìn)行生態(tài)恢復(fù),礦山開(kāi)采、基巖面積的增加導(dǎo)致開(kāi)采區(qū)水土流失模數(shù)及水土流失量大量增加,區(qū)域水土流失增率從1987年的3.16%增加到了2007年的32.88%。
通過(guò)對(duì)影像數(shù)據(jù)對(duì)比分析,評(píng)價(jià)區(qū)域除原有開(kāi)采斑塊面積擴(kuò)展較明顯外,新增斑塊數(shù)量較少,對(duì)區(qū)域景觀影響不大,研究區(qū)景觀破碎化指數(shù)變化不明顯,1987年為0.17,2007年為0.19。研究區(qū)氣候干燥度為0.8~1.2,屬半干旱地區(qū);區(qū)域植被以灌草為主,有林地比重較小。土層厚度約20~35 cm,原地貌土壤侵蝕為600 t/(km2?a),區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有一定的恢復(fù)潛力。
112國(guó)道與本研究區(qū)域西部相鄰,本礦區(qū)距112國(guó)道僅100 m左右,視覺(jué)敏感度較高。研究時(shí)段間區(qū)域內(nèi)增加了唐山地表飲用水源保護(hù)區(qū),區(qū)域的環(huán)境敏感程度增加。
研究區(qū)域1987年和2007年生態(tài)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)值合計(jì)分別為0.773和0.387。通過(guò)與表3對(duì)比分析可知,該區(qū)域生態(tài)影響評(píng)價(jià)等級(jí)從1987年的I級(jí)影響較輕,降為2007年的Ⅲ級(jí)影響較重。因此20年的礦山開(kāi)發(fā)活動(dòng)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成了比較明顯的不良影響。
3小結(jié)與討論
水泥灰?guī)r礦山開(kāi)發(fā)造福人類(lèi)的同時(shí),會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成復(fù)雜而嚴(yán)重的影響,如果只考慮單一因素、用單一指標(biāo)將無(wú)法對(duì)這種影響進(jìn)行較好評(píng)價(jià)。本研究從礦山開(kāi)采活動(dòng)產(chǎn)生的生態(tài)影響后果和礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)潛力兩個(gè)方面,建立了一套由5項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)、15項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)構(gòu)成的較為完整、客觀反映礦山開(kāi)發(fā)生態(tài)影響的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。采用該指標(biāo)體系,借助歷史資料和遙感數(shù)據(jù),對(duì)河北省唐山市豐潤(rùn)區(qū)典型水泥灰?guī)r礦區(qū)開(kāi)采產(chǎn)生的生態(tài)影響進(jìn)行對(duì)比分析評(píng)價(jià)可知,自1987年大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用以來(lái),水泥灰?guī)r礦山的開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)在局部區(qū)域產(chǎn)生了較明顯、較嚴(yán)重的生態(tài)影響;根據(jù)各單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果,可找出礦區(qū)存在的主要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題為地表土壤和地表植被遭到破壞,因此進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)的切入點(diǎn)是植物賴(lài)以生存的土壤條件的修復(fù),比如充分利用礦區(qū)開(kāi)發(fā)初始剝離的表土等。
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