山西省礦山環(huán)境恢復(fù)治理年度監(jiān)測與分析

郭玉斌 高牧寒 楊義煒

（1.福建省地質(zhì)測繪院，福建 福州 350011；2.武漢理工大學資源與環(huán)境工程學院，湖北 武漢 430070）

自“十八大”以來，生態(tài)環(huán)境工作被提到了前所未有的高度，礦山環(huán)境恢復(fù)治理是衡量地方礦政管理部門工作業(yè)績的重要指標之一，也是原國土資源部定期發(fā)布《中國礦產(chǎn)資源報告》的重要組成部分［1］。原國土資源部、中國地質(zhì)調(diào)查局以先進的遙感技術(shù)手段為支撐，統(tǒng)一規(guī)劃，合理部署，點面結(jié)合開展了10多年的礦山地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查工作，獲取了系列的客觀數(shù)據(jù)，為國家的礦山整治及礦山生態(tài)環(huán)境保護修復(fù)等工作提供了基礎(chǔ)資料和科學依據(jù)。國內(nèi)的學者也在礦山環(huán)境恢復(fù)治理領(lǐng)域開展了一系列研究工作，如楊顯華等［2］利用遙感手段調(diào)查了四川冕寧牦牛坪稀土礦的礦山環(huán)境治理狀況，于坤［3］探討了鈾礦山生態(tài)環(huán)境治理中的土地復(fù)墾方案，羅才貴等［4］探討了離子型稀土礦山的工程治理生態(tài)修復(fù)等問題，陳琪等［5］研究了云南元陽某金礦礦集區(qū)的礦山環(huán)境恢復(fù)與治理規(guī)劃，王宇［6］探討了礦山生態(tài)環(huán)境問題及環(huán)境保護措施，馬曉勇等［7］對山西省國土空間礦山環(huán)境生態(tài)修復(fù)工作進行了概述。但是對某一區(qū)域的礦山環(huán)境恢復(fù)治理的年度新增變化情況研究較少。本項目主要采用遙感技術(shù)與實地調(diào)查相結(jié)合的方法，開展了山西省2017—2018年度新增礦山環(huán)境恢復(fù)治理情況的研究。

1 研究區(qū)概述

山西省地處華北西部的黃土高原東翼。山西地形較為復(fù)雜，境內(nèi)有山地、丘陵、高原、盆地、臺地等多種地貌類型。山地、丘陵占總面積的三分之二以上，大部分在海拔1 000～2 000 m之間。區(qū)域地層較為完整，出露有中太古代、新太古代、古元古代、中新元古代、早古生代、晚古生代、中生代和新生代等地層，區(qū)域構(gòu)造以山西地塊為主體，西與鄂爾多斯地塊、東與華北平原接壤，南北界于秦嶺、陰山造山帶之間，各構(gòu)造旋回的大地構(gòu)造環(huán)境、構(gòu)造—巖漿活動控制了各種礦種成礦系列的分布。

研究區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，其中的能源礦產(chǎn)分布較為集中，為我國的主要產(chǎn)煤大省。截止至2019年1月，山西省共有采礦權(quán)2 546個，其中能源礦種904個，金屬礦種318個，非金屬礦1 324個；探礦權(quán)118個，其中能源礦種38個，金屬礦種71個，非金屬礦9個。

2 遙感數(shù)據(jù)源與研究方法

2.1 遙感數(shù)據(jù)源

本研究所采用的遙感數(shù)據(jù)源為山西省2017年度（圖1）和2018年度（圖2）土地利用年度變更遙感影像數(shù)據(jù)，研究區(qū)內(nèi)的遙感影像類型主要有Pléiades-1、SPOT6、北京二號、資源三號、高分一號、高分二號和資源三號等，數(shù)據(jù)空間分辨率有0.5 m、1 m、2 m等。收集的遙感影像質(zhì)量較好，影像色調(diào)清晰、紋理明顯，且礦山開采區(qū)域無云雪等覆蓋的情況，為開展相關(guān)的研究工作提供了精度保障。

2.2 研究方法

在充分掌握研究區(qū)地質(zhì)背景和礦產(chǎn)資源分布的基礎(chǔ)上，以優(yōu)于2 m分辨率的多平臺國產(chǎn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)為主要的信息源，在ARCGIS等軟件平臺進行信息提?。▓D3），主要提取2017年度至2018年度礦山環(huán)境新增恢復(fù)治理的圖斑信息（圖4），并分析其2個年度間空間范圍的變化情況，同時分析其礦種類型、治理后土地類型、恢復(fù)前類型、恢復(fù)后類型等信息，同時輔以實地調(diào)查，以保證數(shù)據(jù)的客觀性與真實性。

3 研究結(jié)果

3.1 總體特征

研究結(jié)果表明，2017年度至2018年度山西省新增恢復(fù)治理面積共計5 337.48 hm2，其中人工投入的恢復(fù)治理面積4 430.21 hm2，占總新增恢復(fù)治理的83%；因礦山環(huán)境恢復(fù)治理而連帶礦區(qū)周邊的恢復(fù)治理面積730.66 hm2，占總新增恢復(fù)治理的13.69%；自然恢復(fù)面積176.61 hm2，占總恢復(fù)治理面積的3.31%，2個年度間新增治理還是以人工治理為主，同時在自然條件合適的區(qū)域，某些廢棄礦山采取了自然恢復(fù)的方法，也取得了不錯治理成效。具體如表1如示。

3.2 空間分布特征

研究表明，山西省各地市新增恢復(fù)治理面積主要分布于呂梁市、大同市、朔州市以及忻州市，4個地市新增恢復(fù)治理面積分別占全省新增恢復(fù)治理面積的 28.61%、23.62%、11.01% 以 及 10.67%，共 計73.91%；其余各地市新增恢復(fù)治理面積占全省新增恢復(fù)治理面積的比例均在10%以內(nèi)，按所占比例從高到低分別為運城市8.99%、太原市4.58%、臨汾市4.38%、陽泉市3.90%、晉中市2.66%、長治市0.90%、晉城市0.68%。由于呂梁市、大同市等區(qū)域恢復(fù)治理投入較大，且露天開采的礦山較多，且因礦山開采損毀土地的范圍也較大，同時治理力度也大，導(dǎo)致該區(qū)域2017年至2018年新增恢復(fù)治理面積分布較大。

3.3 不同礦種的新增恢復(fù)治理情況

研究表明，從不同開采礦種類型的新增恢復(fù)治理涉及到的礦種有煤、鐵礦、銅礦、鋁土礦、耐火粘土、其他粘土、石灰?guī)r、水泥用灰?guī)r、建筑石料用灰?guī)r、白云巖、水泥配料用砂巖、建筑用砂巖、建筑用砂、陶瓷土、磚瓦用粘土、花崗巖以及片麻巖，共計17類，其中煤與鋁土礦新增恢復(fù)治理面積遠超其余礦種，分別占總恢復(fù)治理面積的53.16%、20.19%。不同礦種的新增恢復(fù)治理主要以煤礦企業(yè)的煤矸石治理及鋁土礦的固體廢棄物治理為主。由于國家對生態(tài)環(huán)境保護監(jiān)督力度的加大，煤礦企業(yè)投入了大量的人力和物力來治理煤矸石，導(dǎo)致煤礦2年度新增的恢復(fù)治理面積較大。同時露天開采的鋁土礦及建筑用砂、石、粘土等損毀土地范圍較大，造成的環(huán)境影響較為惡劣，在治理力度不斷加大情況下，此類礦種的治理面積分布較大。具體如表2如示。

3.4 不同開采方式的新增恢復(fù)治理情況

研究表明，全省礦產(chǎn)開采方式有露天開采、地下開采以及聯(lián)合開采，其中露天開采的礦山新增恢復(fù)治理面積最大，為3 260.45 hm2，占全省新增恢復(fù)治理總面積的61.09%；其次為聯(lián)合開采的礦山，其新增恢復(fù)治理面積為1 426.88 hm2，占比為26.73%；地下開采的礦山新增恢復(fù)治理面積最小，面積為65.15 hm2，占比為12.18%。由于露天礦山開采造成的土地損毀及環(huán)境影響比地下開采礦山要大，導(dǎo)致露天開采的礦山2個年度新增治理面積較大。具體如表3如示。

3.5 恢復(fù)治理前后地類情況

研究表明，山西省2017年度至2018年度礦山地質(zhì)環(huán)境新增恢復(fù)治理類型豐富，治理后土地類型多樣，共涵蓋有22種，其中全省新增恢復(fù)治理后的地類主要以其他林地和旱地為主，其面積分別為4 155.77 hm2與267.53 hm2，占全省新增恢復(fù)治理總面積的77.87%與5.01%?；謴?fù)治理類型主要根據(jù)各礦山的地理位置、礦種、雨水條件等因地制宜地選擇適當?shù)闹卫矸椒ǎ芯繀^(qū)內(nèi)主要還是以土地復(fù)墾為林地、草地為主，以恢復(fù)其原地類的生態(tài)功能。具體情況見表4。

3.6 恢復(fù)治理建議

遙感監(jiān)測表明，研究區(qū)內(nèi)的礦山環(huán)境恢復(fù)治理后地類以其他林地為主，其他地類相對較小，建議在實際的恢復(fù)治理過程中，可綜合根據(jù)礦區(qū)的地理位置、交通條件、降雨條件等因素因地制宜，選擇合適的治理方式開展恢復(fù)治理工作，具體建議如下：

（1）原礦區(qū)坐落在主要交通道路沿線兩側(cè)的露天開采非金屬礦山若基礎(chǔ)條件較好，可采用景觀恢復(fù)的方式，既可達到礦山環(huán)境治理的目標，又可取得良好的社會效益［8］。

（2）原礦區(qū)分布在城鎮(zhèn)周邊等地理位置條件優(yōu)越且礦區(qū)范圍較大的礦山，可引入社會治理資金，平整成工業(yè)用地，用于出讓成工業(yè)建設(shè)、文體教育用地等。

（3）土壤條件較好，交通便利，且坡度適宜的礦區(qū)可恢復(fù)治理成農(nóng)業(yè)種植用地。

（4）原礦區(qū)若遠離人類活動密集區(qū)，且礦區(qū)土層較厚，雨水充分，且對周邊的人民財產(chǎn)安全等危害較小，且采取工程治理可能會造成更大的破壞范圍的礦區(qū)，可利用自然自我修復(fù)能力進行自然恢復(fù)。

（5）原露天開采的礦區(qū)，現(xiàn)采區(qū)內(nèi)已有大量的積水的礦山，可恢復(fù)治理成休閑公園或農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖等。

4 結(jié)論

（1）通過研究表明，山西省2017—2018年度新增礦山環(huán)境恢復(fù)治理面積共5 337.48 hm2，且主要分布在呂梁市、大同市、朔州市以及忻州市。

（2）2017—2018年度山西省煤礦與鋁土礦的新增礦山環(huán)境恢復(fù)治理面積最大，片麻巖和花崗巖礦山的新增恢復(fù)面積較小。

（3）2017—2018年度的新增礦山環(huán)境恢復(fù)治理主要以露天開采的礦山為主，占了全省新增礦山環(huán)境恢復(fù)治理面積的61.09%。

（4）全省新增恢復(fù)治理后主要恢復(fù)成其他林地與旱地，占全省新增恢復(fù)治理總面積的77.87%與5.01%。

（5）本次研究以遙感技術(shù)為手段，快速客觀地提取了山西省2017—2018年度新增礦山環(huán)境恢復(fù)治理的面積、恢復(fù)治理類型、治理后地類等信息，為礦政管理部門提供了可靠的決策依據(jù)，同時也為開展相關(guān)的課題研究積累了參考經(jīng)驗。