大型廢棄礦山生態(tài)治理恢復(fù)體系評價方法研究

張 航，王旭峰，宋 凱，王 芳，李 婷

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450001）

當(dāng)前礦山區(qū)域的生態(tài)建設(shè)受到了人們的高度關(guān)注，我國礦產(chǎn)資源十分豐富，并且種類繁多，礦山發(fā)展具有十分可觀的前景。但當(dāng)前礦山企業(yè)對于礦山資源的開采呈現(xiàn)出過度化的發(fā)展趨勢，造成嚴(yán)重的礦山地質(zhì)環(huán)境破壞，進(jìn)而引發(fā)了一系列的自然災(zāi)害發(fā)生。因此，當(dāng)前為實(shí)現(xiàn)礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，需要對礦山周圍的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行有效治理。礦山生態(tài)治理恢復(fù)是對生態(tài)破壞而言，生態(tài)破壞是指自然生態(tài)環(huán)境的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變、功能出現(xiàn)退化、生態(tài)關(guān)系存在紊亂現(xiàn)象等。因此，根據(jù)這一描述，生態(tài)治理恢復(fù)是針對受到損害的生態(tài)系統(tǒng)，將其恢復(fù)成受到影響前自然狀態(tài)的過程[1]。針對大型廢氣礦山的生態(tài)治理恢復(fù)是一個不斷完善和發(fā)展的過程。在不同時期，不同國家會由于社會條件因素的影響，為礦山生態(tài)治理恢復(fù)賦予不同的含義和要求，但整體上礦山的生態(tài)治理與恢復(fù)都需要具備一定的生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)以及社會效益。結(jié)合當(dāng)前大型廢氣礦山的生態(tài)治理恢復(fù)需要，開展對其體系及相應(yīng)評價方法的設(shè)計(jì)研究。

1 大型廢棄礦山生態(tài)治理恢復(fù)體系建設(shè)

通過對近幾年大型廢棄礦山的恢復(fù)情況進(jìn)行調(diào)查得出，當(dāng)前治理恢復(fù)能力仍然處于較低的狀態(tài)，并且相關(guān)的恢復(fù)技術(shù)和手段較為單一，無法適應(yīng)當(dāng)前已經(jīng)被過度開發(fā)的大型廢棄礦山生態(tài)環(huán)境，同時相關(guān)研究也不夠深入。目前，我國大型廢棄礦山生態(tài)治理恢復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向主要是根據(jù)礦山資源在開發(fā)過程中對其造成的影響，提出了土地復(fù)墾、固體廢料等均會對礦山周圍生態(tài)環(huán)境造成一定影響，破壞生態(tài)系統(tǒng)。常見的大型廢棄礦山生態(tài)環(huán)境破壞包括廢棄物排放、排土場建設(shè)等[2]。大多數(shù)破壞均屬于人為造成的，因此再進(jìn)一步對人為破壞進(jìn)行細(xì)分，將其分為生態(tài)破壞和環(huán)境污染。由于大型廢棄礦山在以往開采過程中涉及到多種不同的礦山資源開采技術(shù)，因此，進(jìn)一步造成周圍生態(tài)環(huán)境的復(fù)雜程度加深。在對其進(jìn)行生態(tài)環(huán)境治理與恢復(fù)時，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建如圖1所示的大型廢棄礦山生態(tài)治理恢復(fù)體系。

由圖1可以看出，大型廢棄礦山生態(tài)治理恢復(fù)體系當(dāng)中涉及到多種恢復(fù)及治理技術(shù)，每項(xiàng)工作內(nèi)容均對應(yīng)著當(dāng)前大型廢棄礦山生態(tài)環(huán)境存在的問題。在實(shí)際治理恢復(fù)過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同廢氣礦山的生態(tài)環(huán)境類型，遵循一定發(fā)展規(guī)律，選擇適當(dāng)?shù)闹卫砘謴?fù)技術(shù)。例如，存在積水塌陷水庫或水塘的廢棄礦山，可選擇建立以水產(chǎn)養(yǎng)殖為目的的水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)；對于非金屬廢棄礦山的生態(tài)環(huán)境治理，可選擇以農(nóng)業(yè)治理為主的恢復(fù)手段；對于金屬廢棄礦山的生態(tài)環(huán)境治理，可選擇以植樹造林為主的恢復(fù)手段。在治理過程中，還應(yīng)當(dāng)注重對大型廢棄礦山的生態(tài)治理恢復(fù)的多樣化方向發(fā)展，不僅要考慮到生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的效益，同時還要注重對經(jīng)濟(jì)效益的考量。

2 生態(tài)治理評價方法設(shè)計(jì)

2.1 確定生態(tài)治理恢復(fù)能力評價指標(biāo)

結(jié)合本文上述構(gòu)建的大型廢棄礦山生態(tài)治理恢復(fù)體系，開展對其生態(tài)恢復(fù)能力的評價，為滿足生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，從生態(tài)因素和經(jīng)濟(jì)因素兩個方面，確定生態(tài)治理恢復(fù)能力中的各項(xiàng)評價指標(biāo)。將生態(tài)因素A和經(jīng)濟(jì)因素B作為評價指標(biāo)。首先對生態(tài)因素進(jìn)行細(xì)化，劃分為土壤覆蓋A1、植被覆蓋A2、凋落物覆蓋A3、地表破碎度A4、沉積物質(zhì)A5、松散抗性A6。其次對經(jīng)濟(jì)因素進(jìn)行細(xì)化，劃分為人均GDPB1、農(nóng)業(yè)比重B2、工業(yè)比重B3、人口密度B4，綜上共十個二級指標(biāo)。

在生態(tài)因素中，土壤覆蓋用于評價治理恢復(fù)過程中的雨濺侵蝕程度；植被覆蓋用于評價大型廢棄礦山地下器官對養(yǎng)分循環(huán)過程的貢獻(xiàn)程度；凋落物覆蓋用于評價地表當(dāng)中有機(jī)物的降解與養(yǎng)分循環(huán)水平；地表破碎度用于評價礦區(qū)松散地表當(dāng)中物質(zhì)風(fēng)蝕和雨蝕程度；沉積物質(zhì)用于評價礦區(qū)被沖蝕的土壤成分及含量；松散抗性用于評價礦區(qū)土壤濕潤、潮濕后的穩(wěn)定性以及松散程度。

圖1 礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理技術(shù)體系

在經(jīng)濟(jì)因素中，在人均GDP 評價結(jié)果用于評價涵養(yǎng)水源地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的總體發(fā)展情況，同時也能評價人類對該廢棄礦區(qū)水源破壞時，采取的治理恢復(fù)措施對涵養(yǎng)水源的治理和修復(fù)能力；農(nóng)業(yè)比重的評價結(jié)果數(shù)值越高，則說明廢棄礦區(qū)的原始綠地覆蓋面積較小，對于礦區(qū)生態(tài)治理恢復(fù)能力不利影響越大，反之農(nóng)業(yè)比重的評價結(jié)果數(shù)值越低，則說明廢棄礦區(qū)的原始綠地覆蓋面積較大，對于生態(tài)治理恢復(fù)能力不利影響越?。还I(yè)比重中工業(yè)的種類較多，大部分工業(yè)對于廢棄礦山周圍生態(tài)環(huán)境起到負(fù)面作用，尤其是水資源環(huán)境。

2.2 直接生態(tài)效益與間接經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

在確定生態(tài)治理恢復(fù)能力評價指標(biāo)后，針對一級指標(biāo)中的兩點(diǎn)影響因素，對其直接生態(tài)效益與間接經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行計(jì)算。

由于直接生態(tài)效益通常很難進(jìn)行定量，并且也難以用貨幣的形式表示，因此在對其產(chǎn)生的效益進(jìn)行評價計(jì)算時，可利用大型廢棄礦山生態(tài)治理恢復(fù)后的各項(xiàng)收入作為評價內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算，在完成對大型廢棄礦山生態(tài)治理恢復(fù)后，其土地可用于牧場[3]。經(jīng)濟(jì)林、漁業(yè)等，因此其生態(tài)治理恢復(fù)總產(chǎn)值可通過如下公式計(jì)算：

公式（1）中，W 表示為大型廢棄礦山生態(tài)治理恢復(fù)后的土地總產(chǎn)值，單位為元；i 表示為完成生態(tài)治理恢復(fù)后的種植與養(yǎng)殖種類；wi表示為第i 種種植植物與養(yǎng)殖業(yè)共使用的有效面積，單位為hm2；σi表示為第i 種種植植物與養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的農(nóng)副產(chǎn)品平均產(chǎn)量，單位為kg·hm2；Ti表示為地i 種種植植物與養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的農(nóng)副產(chǎn)品單價，單位為元/kg。大型廢棄礦山生態(tài)治理恢復(fù)后的防擴(kuò)林建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益可通過公式（2）進(jìn)行計(jì)算：

公式（2）中，W'表示為恢復(fù)后防擴(kuò)林產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，單位為元；L 表示為恢復(fù)后防擴(kuò)林分?jǐn)傂б嫦禂?shù)，的取值可通過實(shí)地調(diào)查結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方式獲取。

礦山生態(tài)治理恢復(fù)后產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)在水土保持、防災(zāi)減災(zāi)等方面，同時可以有效降低企業(yè)的開銷，增加企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益。在大型廢棄礦山周圍的城鎮(zhèn)以及交通干道土地可以得到良好的恢復(fù)，進(jìn)一步使土地增值。因此，將土地增值也算入到評價結(jié)果當(dāng)中。將上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行匯總，完成對大型廢棄礦山生態(tài)治理恢復(fù)能力的評價。

3 實(shí)驗(yàn)論證分析

為驗(yàn)證本文提出的評價方法在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的可行性，選擇某完成生態(tài)治理恢復(fù)的大型廢棄礦山作為實(shí)驗(yàn)對象，該礦山總面積為26480km2，分別利用本文提出的評價方法與傳統(tǒng)評價方法對該礦山的恢復(fù)能力進(jìn)行評價。將兩種評價方法對該礦山的生態(tài)效益和間接經(jīng)濟(jì)效益分別進(jìn)行評價，得到如圖1 所示的評價結(jié)果對比表。

表1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比（單位：萬元/hm2·年）

由表1 中的數(shù)據(jù)可以看出，本文提出的評價方法可以實(shí)現(xiàn)對大型廢棄礦山生態(tài)治理恢復(fù)能力的評價，并且得出的評價結(jié)果更接近礦山實(shí)際恢復(fù)能力。因此通過對比實(shí)驗(yàn)證明，本文提出的評價方法具有更高的評價準(zhǔn)確度，更滿足大型廢棄礦山生態(tài)治理恢復(fù)過程中對其恢復(fù)能力的評價。

4 結(jié)語

當(dāng)前我國礦山企業(yè)的發(fā)展正面臨著嚴(yán)重的問題，例如國民經(jīng)濟(jì)提升造成礦產(chǎn)資源需求量不斷提升；礦山周圍生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度有待加強(qiáng)。當(dāng)前我國礦山生態(tài)治理恢復(fù)的水平正處于緩慢增長狀態(tài)，同時在治理過程中，也會產(chǎn)生新的破壞。因此，為保證礦山生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)當(dāng)對礦山生態(tài)環(huán)境治理進(jìn)行全面的開發(fā)，從而不斷提升礦山生態(tài)環(huán)境的治理能力，以此促進(jìn)礦山企業(yè)資源開發(fā)與環(huán)境治理的和諧發(fā)展。