晉城礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的AHP與模糊綜合評(píng)價(jià)研究

牛海軍

（山西晉城煤業(yè)集團(tuán) 鳳凰山礦科教中心，山西 晉城048006）

晉城礦區(qū)開(kāi)發(fā)歷史悠久，煤炭生產(chǎn)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)是晉城市的主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源。進(jìn)入21世紀(jì)來(lái)，隨著煤炭開(kāi)采范圍及程度的加大，也帶來(lái)了諸多的生態(tài)環(huán)境污染〔1－2〕。礦區(qū)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)是晉城市環(huán)境空氣質(zhì)量的主要影響因素。

為響應(yīng)2012年山西省人民政府關(guān)于加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的決定，推進(jìn)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型礦區(qū)，使環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善，生態(tài)文明建設(shè)水平顯著提高，晉城礦區(qū)加大整治生態(tài)環(huán)境力度，從源頭上制止環(huán)境污染，取得一些進(jìn)展。本文以古書(shū)院礦、王臺(tái)礦、鳳凰山礦為研究對(duì)象，通過(guò)應(yīng)用層次分析法和模糊數(shù)學(xué)的相關(guān)知識(shí)，在建立晉城礦區(qū)承載能力、空氣環(huán)境防治、綠色原生態(tài)體系等評(píng)估體系的基礎(chǔ)上，定性分析與定量研究相結(jié)合，提出了基于AHP和模糊綜合評(píng)價(jià)的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)估方法〔3－5〕。

1 礦區(qū)概況

晉城礦區(qū)位于山西省的南部，晉豫兩省之交界處。礦區(qū)范圍南以15號(hào)煤層露頭線為界，北東部以行政區(qū)劃為界與潞安礦區(qū)相連，西部和西北部以行政區(qū)劃為界與霍東礦區(qū)相鄰。礦區(qū)東西長(zhǎng)39～117km，南北寬37～72km，面積6200.7km2。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量良好，自然條件較好，植被茂密，物種較豐富，該區(qū)具有兩大生態(tài)系統(tǒng)：林地生態(tài)系統(tǒng)及草地生態(tài)系統(tǒng)，都能夠起到調(diào)控區(qū)域的生態(tài)質(zhì)量的作用，水資源較充足，保證了該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，使其具備一定的抗干擾和自我修復(fù)能力。

2 晉城礦區(qū)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)

2.1 礦區(qū)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)

在綜合分析晉城礦區(qū)環(huán)境影響下，結(jié)合大量科學(xué)、合理數(shù)據(jù)，對(duì)礦區(qū)承載能力及礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，建立礦區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)體系〔6－7〕，具體指標(biāo)主要包括三方面（見(jiàn)表1）：

（1）礦區(qū)的發(fā)展不是一成不變的，它在其不同發(fā)展階段或同一發(fā)展階段的不同時(shí)期，都具有不同的特點(diǎn)，礦區(qū)承載能力主要包括生產(chǎn)能力增長(zhǎng)率、生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率、人均收入增長(zhǎng)率、人均住宅面積等，這些指標(biāo)與企業(yè)、居民生活息息相關(guān)。

（2）環(huán)境空氣污染主要因子為SO2和TSP（PM10），NO2污染程度較小，不作為主要監(jiān)測(cè)因子〔8〕；水污染防治指標(biāo)包括污水、礦井水重復(fù)利用率；其它防治指標(biāo)包括井下煤矸石綜合利用率、噪聲達(dá)標(biāo)率等。

（3）綠色原生態(tài)體系指標(biāo)包括土壤、植被、地質(zhì)方面變化，具體有植被覆蓋度、植被生產(chǎn)力、土壤侵蝕強(qiáng)度模數(shù)、土地復(fù)墾率、災(zāi)害與景觀穩(wěn)定度。

表1 礦區(qū)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2 礦區(qū)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)模型

模糊綜合評(píng)價(jià)法是利用模糊變換的原理進(jìn)行評(píng)價(jià)、分析，它基于模糊推理評(píng)價(jià)，綜合定性、定量，并追求精確性統(tǒng)一的評(píng)價(jià)方法，特別是針對(duì)多目標(biāo)、多層次的復(fù)雜大系統(tǒng)進(jìn)行的評(píng)價(jià)。在生態(tài)環(huán)境指標(biāo)體系中，由于各項(xiàng)指標(biāo)間存在差異性、不可公度性，其重要性程度也不相同，模糊綜合評(píng)價(jià)法就適用于這種評(píng)價(jià)體系〔9〕，它能夠使研究簡(jiǎn)化。

（1）礦區(qū)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分級(jí)

項(xiàng)目位于武漢市東湖開(kāi)發(fā)區(qū)生物創(chuàng)新園內(nèi)，是一條南北向的城市主干路，道路紅線寬B=40m，設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度L=1834m。

在參考大量資料基礎(chǔ)上，將生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為優(yōu)、良、中、差四級(jí)〔10〕，具體評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 礦區(qū)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

（2）指標(biāo)權(quán)重的確定

指標(biāo)權(quán)重由層次分析法確定，AHP（層次分析法）是由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty提出的決策分析方法。它能夠?qū)?fù)雜問(wèn)題分解成若干層次和因素，并針對(duì)這些層次、因素進(jìn)行模型化、數(shù)量化。運(yùn)用這種方法，只需要在各因素之間進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較和計(jì)算，就能確定最終合適的指標(biāo)權(quán)重，為決策提供依據(jù)。

經(jīng)分析，基于層次分析法，各層次的指標(biāo)權(quán)重如下：

要素層（B1～B3）對(duì)目標(biāo)層（A）的權(quán)重

α＝（0.12，0.38，0.50）

各指標(biāo)層（Cij）對(duì)于各要素層（B1～B3）的權(quán)重分別為

β1＝（0.35，0.35，0.15，0.15）

β3＝（0.19，0.16，0.23，0.20，0.22）

2.3 模糊評(píng)價(jià)矩陣

一般來(lái)說(shuō)，各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)不在同一評(píng)價(jià)級(jí)，每項(xiàng)指標(biāo)對(duì)于該評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬程度也不同，因此有必要確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于該評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬程度，為簡(jiǎn)化計(jì)算，本文評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬函數(shù)采用線性關(guān)系表示〔11〕。

首先：第種因子相對(duì)第級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度由此得出，單因素評(píng)價(jià)矩陣R：

其次：指標(biāo)層相對(duì)于要素層的綜合評(píng)價(jià)，可通過(guò)各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重矩陣和隸屬度矩陣計(jì)算評(píng)價(jià)矩陣B。

最后，由這個(gè)二級(jí)評(píng)判矩陣?yán)^續(xù)進(jìn)行模糊矩陣的合成運(yùn)算，可得評(píng)價(jià)矩陣B對(duì)目標(biāo)層的綜合評(píng)價(jià)矩陣A：

3 晉城礦區(qū)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

20世紀(jì)90年代以來(lái)，晉城礦區(qū)經(jīng)過(guò)20多年的建設(shè)，在環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展和煤炭開(kāi)發(fā)利用等方面取得了巨大的成績(jī)，成為全國(guó)最大的無(wú)煙煤生產(chǎn)基地。本文基于實(shí)際調(diào)查及搜集到的大量參考資料，選取晉城礦區(qū)古書(shū)院礦、王臺(tái)礦、鳳凰山礦礦區(qū)環(huán)境數(shù)據(jù)作為本次研究的樣本，具體見(jiàn)表3。

表3 晉城礦區(qū)環(huán)境各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)測(cè)值

針對(duì)各礦建立單因素評(píng)價(jià)矩陣，并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行模糊矩陣的合成運(yùn)算和最大隸屬度原則，得到的晉城礦區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 晉城礦區(qū)生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

晉城礦區(qū)各礦井環(huán)境綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為：

古書(shū)院礦 A1＝（0.226，0.207，0.403，0.164），評(píng)價(jià)為中。

王臺(tái)礦 A1＝（0.095，0.221，0.378，0.606），評(píng)價(jià)為中。

鳳凰山礦 A1＝（0.366，0.430，0.158，0.046），評(píng)價(jià)為良。

由表及公式可知，晉城礦區(qū)各礦井環(huán)境綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為：古書(shū)院礦、王臺(tái)礦、鳳凰山礦礦區(qū)生態(tài)環(huán)境指標(biāo)分別為中、中、良。鳳凰山礦生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)變較好，在污水防治、植被生態(tài)系統(tǒng)方面均為良好，王臺(tái)、古礦礦區(qū)生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)變較小，但有很大的發(fā)展空間。

4 結(jié)語(yǔ)

鑒于各礦實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r，與本文所述礦區(qū)生態(tài)環(huán)境變化趨勢(shì)基本吻合。整體環(huán)境指標(biāo)不高，主要原因是因?yàn)榍笆畮啄甑拇址攀介_(kāi)采對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響較大，植被、土壤受損嚴(yán)重，短時(shí)期內(nèi)難以修復(fù)。近些年，響應(yīng)省委、市委關(guān)于改進(jìn)生態(tài)環(huán)境會(huì)議精神，尤其加上各地煤炭資源已經(jīng)快枯竭，三大老礦井積極采取保持水土、生態(tài)修復(fù)技術(shù)，對(duì)礦區(qū)整體生態(tài)環(huán)境的好轉(zhuǎn)起到重要作用。

〔1〕張軍鋒 .煤礦區(qū)土地利用變化與生態(tài)響應(yīng)研究〔M〕.重慶：西南大學(xué)，2008.

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