郭家山煤礦土地復(fù)墾適宜性評價(jià)

劉二偉，趙藝學(xué)

（1.山西大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，山西太原030006；2.山西大學(xué)歷史文化學(xué)院，山西太原030006）

近年來，隨著柳林縣采煤業(yè)的發(fā)展，礦區(qū)土地資源破壞相當(dāng)嚴(yán)重，同時(shí)土地復(fù)墾利用率又非常低，開展礦區(qū)土地復(fù)墾研究工作非常迫切。煤礦土地復(fù)墾適宜性評價(jià)是在對破壞土地調(diào)查和預(yù)測的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，通過選取影響元素，確定各因素因子指標(biāo)值和權(quán)重，評定被破壞土地最適宜的復(fù)墾方向和構(gòu)建土地最佳復(fù)墾模式，為合理復(fù)墾、利用待復(fù)墾礦區(qū)土地資源提供科學(xué)依據(jù)，使有限的土地資源得以可持續(xù)利用。

本研究正是根據(jù)這種需要，對柳林郭家山煤礦開采后破壞的土地質(zhì)量進(jìn)行適宜性分析，對礦區(qū)土地復(fù)墾在技術(shù)上的可行性做出科學(xué)的評價(jià)，并指出其復(fù)墾方向，從而提高土地生產(chǎn)力，緩解土地資源緊缺的矛盾，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量[1]。

1 礦區(qū)概況

郭家山煤礦位于山西省柳林縣中部，井田走向長16.7 km，傾斜寬3 km，面積50.54 km2，礦井生產(chǎn)規(guī)模4.0Mt/年。礦區(qū)工業(yè)場地占地15.35hm2，前30年開采破壞面積3 575.85 hm2，礦區(qū)土地利用面積3 591.20 hm2（已破壞面積+永久性建設(shè)用地面積）。該礦區(qū)屬典型的梁狀黃土丘陵地貌，三川河橫穿礦區(qū)井田。

2 評價(jià)體系的擬定

科學(xué)評價(jià)體系的擬定是土地適宜性評價(jià)和數(shù)量統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)工作。根據(jù)層次清楚且體系完整的原則，以及礦區(qū)土地利用的適宜性、限制性及生產(chǎn)潛力等實(shí)際情況，參考全國第2次土壤普查暫行技術(shù)規(guī)程中的土地生產(chǎn)力分級與中科院綜合考察委員會1∶100萬土地資源圖的分類體系，結(jié)合土地利用方式，對破壞區(qū)內(nèi)的土地進(jìn)行“類、等、型”3個(gè)層次的適宜性評價(jià)（表1）[2]。

3 評價(jià)對象及評價(jià)單元

評價(jià)對象為郭家山前30年煤礦開采所破壞的土地，面積為3 575.85 hm2。由于破壞區(qū)內(nèi)交通運(yùn)輸用地主要是農(nóng)村道路（面積為2.25 hm2），仍需要恢復(fù)其交通運(yùn)輸用途，在后面無需評價(jià)，所以破壞區(qū)的適宜性評價(jià)對象為待復(fù)墾土地中耕地、林地、草地、園地和其他土地，參與此次評價(jià)的面積為3 573.60 hm2。

表1 郭家山礦區(qū)土地適宜性評價(jià)體系

本研究的土地適宜性評價(jià)對象為已破壞土地，是對未來土地的適宜性評價(jià)，故在劃分評價(jià)單元時(shí)以土地破壞類型、限制因素和人工復(fù)墾整治措施等為劃分依據(jù)，使評價(jià)趨于合理，同時(shí)盡量保持境界和權(quán)屬界的完整。在此原則下，將破壞區(qū)內(nèi)的耕地、草地、林地、園地和其他土地（裸地）5類土地，按照每類土地的破壞程度分為輕度和中度2個(gè)層次（根據(jù)分析，前30年破壞的土地沒有重度破壞），因此共確定10個(gè)評價(jià)單元[3]。

4 煤礦破壞區(qū)評價(jià)因子的選擇及其權(quán)重與等級指標(biāo)的確定

4.1 評價(jià)因子的選擇

針對破壞區(qū)內(nèi)的各類用地，選擇評價(jià)因子時(shí)應(yīng)考慮以下2點(diǎn)。（1）影響土地利用質(zhì)量的自然因素主要是氣候和土壤條件。但對于一個(gè)較小區(qū)域而言，由于處在大致相同的氣候條件下，日照時(shí)數(shù)、有效積溫、年均溫、無霜期、降雨變率等氣候因素對境內(nèi)不同地區(qū)造成的影響只有微小的差距，相比之下，土壤條件的差異、地形坡度是影響土地利用質(zhì)量的主要因子。（2）破壞后土地利用質(zhì)量的差異可以反映在微地形上。采煤會對地表產(chǎn)生塌陷、裂縫等一系列影響，因此開采破壞程度也可作為評價(jià)因子。綜上所述，對破壞區(qū)的土地適宜性評價(jià)主要選擇開采破壞程度、破壞后地形坡度以及土壤因子（如土壤侵蝕度、土壤類型和土壤有機(jī)質(zhì)含量）作為評價(jià)因子。

4.2 評價(jià)因子權(quán)重與等級指標(biāo)

農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、林業(yè)等對不同因素的要求不同，同一因子在其適宜性評價(jià)中的重要程度也不同。此次評價(jià)采用專家打分法，對20位專家評價(jià)結(jié)果進(jìn)行算術(shù)平均，據(jù)此確定評價(jià)因子權(quán)重（表2）。

表2 破壞區(qū)評價(jià)因子選擇及其權(quán)重 %

根據(jù)各評價(jià)因子對各類土地利用適宜程度確定出臨界指標(biāo)。然后通過實(shí)地調(diào)查與統(tǒng)計(jì)整理柳林縣土壤普查、農(nóng)業(yè)區(qū)劃、土地利用現(xiàn)狀等有關(guān)資料，并經(jīng)過實(shí)際運(yùn)算和分析，建立破壞區(qū)內(nèi)評價(jià)因子等級指標(biāo)（表3）。

表3 破壞區(qū)各評價(jià)單元適宜度等級指標(biāo)

5 評價(jià)方法

常用的土地適宜性評價(jià)方法有極限條件法、指數(shù)法和模糊數(shù)學(xué)等方法。本次評價(jià)通過計(jì)算評價(jià)因子的綜合分值，對破壞區(qū)范圍內(nèi)的土地進(jìn)行適宜性評價(jià)，評定各評價(jià)單元對農(nóng)林牧業(yè)的適宜性及適宜程度。

根據(jù)土地類型的各評價(jià)因子等級的高低，分別賦予相應(yīng)的等級分。破壞區(qū)各耕地、草地、林地、園地、其他土地分4等，評價(jià)因子分Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ 4 個(gè)等級，等級分對應(yīng)為 4，3，2，1。用等級分乘以評價(jià)因子相應(yīng)的權(quán)重值，即為各評價(jià)因子的指數(shù)。評價(jià)單元的各評價(jià)因子指數(shù)相加的指數(shù)和，稱為土地綜合質(zhì)量指數(shù)，其計(jì)算模型為：

式中，Gi為i塊土地綜合質(zhì)量指數(shù)；Pij為i塊j塊評價(jià)因子權(quán)重；Xij為i塊j塊評價(jià)因子的等級分；i為評價(jià)單元號；j為評價(jià)因子序號。

劃分土地等級的指數(shù)和（土地綜合質(zhì)量指數(shù)）范圍的方法：（1）計(jì)算最高和最低土地等級的指數(shù)和，當(dāng)所有評價(jià)因子指標(biāo)值均為Ⅰ級即等級分為4時(shí)，指數(shù)和最高分400分；當(dāng)所有評價(jià)因子指標(biāo)值均為Ⅳ級即等級分為1時(shí)，指數(shù)和最低分為100分。（2）最高指數(shù)和減去最低指數(shù)和，除以等級個(gè)數(shù)，所得平均差為劃分等級的梯度分段值。例如，耕地、草地、林地、園地和其他土地梯度分段值 =（400-100）/4=75。（3）根據(jù)梯度分段值劃分土地等級的指數(shù)和范圍（表4）。

表4 郭家山礦區(qū)土地等級指數(shù)和范圍

6 其他因素分析

6.1 自然和社會經(jīng)濟(jì)因素分析

郭家山礦區(qū)地處呂梁山中段西部的中低山丘陵區(qū)，為典型的梁狀黃土丘陵地貌，水土流失嚴(yán)重。煤礦的開采破壞了土地資源和植被，改變了礦區(qū)地貌，且開采過程中產(chǎn)生的煤矸石等廢棄物，占用了大面積的堆置場地，嚴(yán)重破壞了原有生態(tài)系統(tǒng)。土地復(fù)墾要注意防風(fēng)固土，防止水土流失，植樹播草，改善礦區(qū)及周邊的生態(tài)環(huán)境。

礦產(chǎn)經(jīng)濟(jì)在柳林縣國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，在解決當(dāng)?shù)氐木蜆I(yè)問題和增加收入方面發(fā)揮很大的作用。因此，礦區(qū)雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力是保證復(fù)墾工作順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。

6.2 政策因素分析

山西省人民政府印發(fā)的《山西煤炭行業(yè)“十一五”發(fā)展計(jì)劃》要求加快三大煤炭基地建設(shè)，提高資源的利用率，重點(diǎn)加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)。另外，《山西煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展林業(yè)生態(tài)恢復(fù)治理工程規(guī)劃》也已經(jīng)出臺，各礦區(qū)必須切實(shí)保護(hù)礦區(qū)林業(yè)資源。同時(shí)，山西省環(huán)境保護(hù)“十一五”規(guī)劃也對煤炭行業(yè)做了規(guī)定，要求進(jìn)行礦區(qū)土地復(fù)墾和生態(tài)治理工程?？傊?，土地復(fù)墾的目標(biāo)和方向?yàn)樯鷳B(tài)保護(hù)和生態(tài)用地。

6.3 公眾參與分析

為了使評價(jià)工作更加民主化、公眾化，應(yīng)廣泛聽取土地復(fù)墾影響區(qū)域的土地權(quán)利人的意見，使其更加科學(xué)、合理。這次在園地的復(fù)墾評價(jià)工作中就很好地體現(xiàn)了這點(diǎn)[4]。

7 評價(jià)結(jié)果

根據(jù)各個(gè)評價(jià)單元破壞后的土地特性，以及各評價(jià)因子指數(shù)和權(quán)重表，求出評價(jià)單元的加權(quán)指數(shù)和，再對照適宜性分級標(biāo)準(zhǔn)，得到各評價(jià)單元的適宜性評價(jià)結(jié)果。破壞區(qū)評價(jià)單元的適宜性評價(jià)結(jié)果如表5所示。

表5 破壞區(qū)各評價(jià)單元的適宜性評價(jià)結(jié)果

受破壞的耕地適宜復(fù)墾為耕地、林地和草地，對林地和草地的適宜程度很高，但在選擇方向上，本次評價(jià)依據(jù)耕地優(yōu)先的原則，將原來的耕地最終選擇復(fù)墾為耕地；原來土地利用類型為林地、草地的土地，即變?yōu)槿纫宿r(nóng)地，其農(nóng)業(yè)評價(jià)分值很低，所以根據(jù)土地利用總體規(guī)劃的要求，結(jié)合適宜性評價(jià)結(jié)果，應(yīng)保持其原利用類型不變；原有利用方向?yàn)閳@地的土地，雖宜農(nóng)宜林也宜草，但是根據(jù)當(dāng)?shù)鼐用褚庠?，仍將其?fù)墾為園地；對于其他土地在選擇復(fù)墾方向時(shí)，除考慮其適宜的土地利用類型外，還要考慮其周圍地類的一致性，綜合考慮復(fù)墾方向。最終得出適宜性評價(jià)結(jié)果，并將其與破壞后土地類型進(jìn)行比較（表 6）[5]。

表6 破壞后土地類型與土地適宜類面積對照

8 結(jié)論

從適宜性評價(jià)結(jié)果可以看出，本次參與評價(jià)的土地中，宜農(nóng)地面積為1 852.83 hm2，所占比例最大，為51.85%；宜草地面積為293.08 hm2，約占8.20%；宜林地面積為 1 403.30 hm2，約占39.27%；另外，園地的適宜程度也較高，根據(jù)盡量恢復(fù)原用途的原則，并結(jié)合當(dāng)?shù)卮迕褚庖?，?fù)墾為園地的面積為24.39 hm2，占總面積的0.68%。再加上沒有參與評價(jià)的農(nóng)村道路用地2.25 hm2，總評價(jià)結(jié)果面積為3 575.85 hm2（圖1）。

本研究得出如下結(jié)論：（1）丘陵和山地下方煤層開采后，其采空區(qū)上方地表同樣會出現(xiàn)下沉、水平移動以及傾斜、曲率和水平的變形，但不會出現(xiàn)像平地那樣明顯的塌陷盆地，也不會出現(xiàn)積水區(qū)。（2）郭家山煤礦區(qū)位于山地，該地區(qū)地形起伏較大，水土流失嚴(yán)重，復(fù)墾后，林地、草地面積增加，這部分面積由其他土地采取復(fù)墾措施后得到。（3）園地和耕地沒有變化。（4）該礦復(fù)墾土地經(jīng)過改良可以適宜于農(nóng)、林、牧業(yè)用地需求[6]。

［1］趙欣，劉昌華.貴州山地煤礦區(qū)待復(fù)墾土地適宜性評價(jià)初探[J].河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，3（28）：373-377.

［2］白中科.工礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)重建[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2000.

［3］郭青霞，吉謙，王改玲.露天煤礦待復(fù)墾土地適宜性評價(jià)單元類型劃分[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（1）：82-86.

［4］劉靜，李建學(xué).土地復(fù)墾整理可行性研究中的土地適宜性評價(jià)[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（1）：143-144.

［5］李建華，郜春花，盧朝東.山西省礦區(qū)土地復(fù)墾的初步探討[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（3）：69-72.

［6］卞正富.我國煤礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)重建研究[J].資源·產(chǎn)業(yè)，2005，7（2）：l8-24.