張榮芝+張焱+孟令堯+史密偉

摘要：在分析水泥灰?guī)r礦山開發(fā)產(chǎn)生的生態(tài)問題基礎(chǔ)上，從生態(tài)影響后果和生態(tài)恢復(fù)潛力兩個方面，建立了由５項一級指標(biāo)、１５項二級指標(biāo)構(gòu)成的生態(tài)環(huán)境影響評價指標(biāo)體系，并應(yīng)用層次分析法確定各生態(tài)因子的權(quán)重值。采用該指標(biāo)體系對河北省唐山市豐潤區(qū)典型水泥灰?guī)r礦區(qū)開采活動進(jìn)行了量化評價，結(jié)果表明典型區(qū)域生態(tài)影響等級１９８７年為Ⅰ級較輕水平，２００７年為Ⅲ級較重水平，即水泥灰?guī)r礦山的開發(fā)利用對局部區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了較嚴(yán)重的影響。

關(guān)鍵詞：水泥灰?guī)r礦山；生態(tài)環(huán)境；評價指標(biāo)體系

中圖分類號：Ｘ２２文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ文章編號：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礦都是露天開采，而露天開采方式對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的破壞程度較大，甚至影響整個礦區(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)境問題［１］。通過對河北省內(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％；植被類型以草本植物、灌木植物為主，基本無高大喬木；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，而有的地方巖石裸露，無表土覆蓋；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)開發(fā)生態(tài)影響評價指標(biāo)體系，客觀反映礦山開發(fā)生態(tài)環(huán)境影響的主要制約因素和影響程度，便于有針對性地制定水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)對策和生態(tài)恢復(fù)措施。

國外生態(tài)影響評價指標(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。國內(nèi)對礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境、礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量的綜合評價指標(biāo)體系研究較多［４－８］，對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境影響評價指標(biāo)研究相對較少，其中針對水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)評價方面的指標(biāo)體系研究更少。目前主要的研究有錢金平等［９］從自然生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)和社會生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)兩方面構(gòu)建了１８項指標(biāo)的生態(tài)環(huán)境影響評價指標(biāo)體系，唐曉蘭等［１０］建立了以影響受體為對象的指標(biāo)體系等。

本研究在分析水泥灰?guī)r礦山開發(fā)引發(fā)的區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題的基礎(chǔ)上，著重從礦山開采活動產(chǎn)生的后果和礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)潛力兩個角度篩選評價指標(biāo)，構(gòu)建了由５項一級指標(biāo)、１５項二級指標(biāo)構(gòu)成的水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)影響評價的指標(biāo)體系，并采用層次分析法（ＡＨＰ）確定各個指標(biāo)的權(quán)重值，力求客觀評價河北省水泥灰?guī)r礦山開發(fā)所產(chǎn)生的生態(tài)影響程度。

１材料與方法

１．１評價指標(biāo)體系建立的思路和原則

基于對水泥灰?guī)r開發(fā)產(chǎn)生的生態(tài)問題分析可知，水泥灰?guī)r開發(fā)產(chǎn)生的影響主要體現(xiàn)在對礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量影響、生態(tài)環(huán)境影響、地質(zhì)環(huán)境影響和社會環(huán)境影響幾方面。另外，根據(jù)實地考察，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)建著重從礦山開采活動產(chǎn)生的影響后果和礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)潛力兩個角度篩選評價指標(biāo)，區(qū)別于已有的研究成果［２－１０］。

為體現(xiàn)對礦山開發(fā)影響評價結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，在指標(biāo)體系建立過程中，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礦山開發(fā)活動所產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境影響情況及存在的主要問題。

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)計數(shù)據(jù)及易于觀測的資料。

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。所選用的評價指標(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)來反映所產(chǎn)生的影響。

１．２評價指標(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項一級指標(biāo)、１５項二級指標(biāo)組成的水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)影響評價的指標(biāo)體系，見表１。

１．２．１環(huán)境質(zhì)量影響指標(biāo)礦山開發(fā)主要的環(huán)境質(zhì)量影響是開采區(qū)粉塵污染影響和棄渣堆存產(chǎn)生的固廢污染影響，因此用揚塵產(chǎn)生面積比和固廢排放強(qiáng)度２項二級指標(biāo)來反映。其中①揚塵產(chǎn)生面積比＝開采面積／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項二級指標(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項二級指標(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社會環(huán)境影響指標(biāo)選取環(huán)境敏感度和視覺敏感度２項二級指標(biāo)。其中①環(huán)境敏感度用礦點距環(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視覺敏感度以礦山距國道、鐵路、高速公路的距離來表示。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項二級指標(biāo)。其中①氣候條件是生態(tài)恢復(fù)潛力的一項重要指標(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)影響評價方法

為了說明水泥灰?guī)r礦山開發(fā)產(chǎn)生的生態(tài)影響程度，首先對各評價指標(biāo)進(jìn)行確權(quán)，然后計算生態(tài)影響評價值，最后對評價值進(jìn)行分等定級。

１．３．１生態(tài)影響評價指標(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法是美國運籌學(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［１２］，適合于多目標(biāo)決策。通過進(jìn)行系統(tǒng)分析計算，最終確定各個一級指標(biāo)和二級指標(biāo)的權(quán)重值見表１。

１．３．２生態(tài)影響評價值計算水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境影響評價值利用加權(quán)求和法對目標(biāo)層逐層進(jìn)行計算，直到最高層。計算公式為：

Ａ＝■ωｉＤｉ；■ω■＝１

式中，Ａ為某一礦區(qū)評價值；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評價等級值計算為了使水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境評價結(jié)果具有可比性，對生態(tài)影響評價值進(jìn)行了等級劃分，即建立評價等級標(biāo)準(zhǔn)值。一般是評價者或?qū)＜疫M(jìn)行人為的分等定級，本研究結(jié)合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和經(jīng)驗數(shù)值等確定評價等級標(biāo)準(zhǔn)值如下：

１）建立水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)影響評價因子等級閾值，即對評價因子進(jìn)行分等定級，見表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個級別，各級別代表的影響程度見表３。

３）將各因子等級閾值進(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，計算不同等級對應(yīng)的生態(tài)環(huán)境影響綜合評價值，得出水泥灰?guī)r礦山開發(fā)的生態(tài)環(huán)境影響等級分值，見表３。

２結(jié)果與分析

２．１唐山市豐潤區(qū)典型石灰?guī)r礦區(qū)應(yīng)用與評價

豐潤區(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。評價區(qū)域位于豐潤區(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，目前開采的礦山屬于王官營礦區(qū)，面積為２ ２５９．５８ ｈｍ２，約占評價區(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)，通過人工解譯，對兩個時段的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，并借助ＧＰＳ進(jìn)行實地驗證調(diào)查，結(jié)合表１評價指標(biāo)體系，得出豐潤區(qū)西北部山區(qū)水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境影響綜合評價結(jié)果見表４。

表４表明，從礦山開采初期即１９８７年至開采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)域被開采部分礦區(qū)均未進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，礦山開采、裸露基巖面積的增加導(dǎo)致開采區(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％。

通過對影像數(shù)據(jù)對比分析，評價區(qū)域除原有開采斑塊面積擴(kuò)展較明顯外，新增斑塊數(shù)量較少，對區(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國道與本研究區(qū)域西部相鄰，本礦區(qū)距１１２國道僅１００ ｍ左右，視覺敏感度較高。研究時段間區(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)境影響綜合評價值合計分別為０．７７３和０．３８７。通過與表３對比分析可知，該區(qū)域生態(tài)影響評價等級從１９８７年的Ｉ級影響較輕，降為２００７年的Ⅲ級影響較重。因此２０年的礦山開發(fā)活動對區(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礦山開發(fā)造福人類的同時，會對生態(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)將無法對這種影響進(jìn)行較好評價。本研究從礦山開采活動產(chǎn)生的生態(tài)影響后果和礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)潛力兩個方面，建立了一套由５項一級指標(biāo)、１５項二級指標(biāo)構(gòu)成的較為完整、客觀反映礦山開發(fā)生態(tài)影響的評價指標(biāo)體系。采用該指標(biāo)體系，借助歷史資料和遙感數(shù)據(jù)，對河北省唐山市豐潤區(qū)典型水泥灰?guī)r礦區(qū)開采產(chǎn)生的生態(tài)影響進(jìn)行對比分析評價可知，自１９８７年大規(guī)模開發(fā)利用以來，水泥灰?guī)r礦山的開發(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)各單項指標(biāo)評價結(jié)果，可找出礦區(qū)存在的主要生態(tài)環(huán)境問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)的切入點是植物賴以生存的土壤條件的修復(fù)，比如充分利用礦區(qū)開發(fā)初始剝離的表土等。

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［１２］ 王炳強(qiáng)，沈智慧，白喜慶，等．層次分析法（ＡＨＰ）在礦山環(huán)境地質(zhì)評價中的應(yīng)用［Ｊ］．中國煤田地質(zhì)，２００７，１９（ｓ２）：５７－５９．

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項二級指標(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社會環(huán)境影響指標(biāo)選取環(huán)境敏感度和視覺敏感度２項二級指標(biāo)。其中①環(huán)境敏感度用礦點距環(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視覺敏感度以礦山距國道、鐵路、高速公路的距離來表示。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項二級指標(biāo)。其中①氣候條件是生態(tài)恢復(fù)潛力的一項重要指標(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)影響評價方法

為了說明水泥灰?guī)r礦山開發(fā)產(chǎn)生的生態(tài)影響程度，首先對各評價指標(biāo)進(jìn)行確權(quán)，然后計算生態(tài)影響評價值，最后對評價值進(jìn)行分等定級。

１．３．１生態(tài)影響評價指標(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法是美國運籌學(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［１２］，適合于多目標(biāo)決策。通過進(jìn)行系統(tǒng)分析計算，最終確定各個一級指標(biāo)和二級指標(biāo)的權(quán)重值見表１。

１．３．２生態(tài)影響評價值計算水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境影響評價值利用加權(quán)求和法對目標(biāo)層逐層進(jìn)行計算，直到最高層。計算公式為：

Ａ＝■ωｉＤｉ；■ω■＝１

式中，Ａ為某一礦區(qū)評價值；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評價等級值計算為了使水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境評價結(jié)果具有可比性，對生態(tài)影響評價值進(jìn)行了等級劃分，即建立評價等級標(biāo)準(zhǔn)值。一般是評價者或?qū)＜疫M(jìn)行人為的分等定級，本研究結(jié)合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和經(jīng)驗數(shù)值等確定評價等級標(biāo)準(zhǔn)值如下：

１）建立水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)影響評價因子等級閾值，即對評價因子進(jìn)行分等定級，見表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個級別，各級別代表的影響程度見表３。

３）將各因子等級閾值進(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，計算不同等級對應(yīng)的生態(tài)環(huán)境影響綜合評價值，得出水泥灰?guī)r礦山開發(fā)的生態(tài)環(huán)境影響等級分值，見表３。

２結(jié)果與分析

２．１唐山市豐潤區(qū)典型石灰?guī)r礦區(qū)應(yīng)用與評價

豐潤區(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。評價區(qū)域位于豐潤區(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，目前開采的礦山屬于王官營礦區(qū)，面積為２ ２５９．５８ ｈｍ２，約占評價區(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)，通過人工解譯，對兩個時段的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，并借助ＧＰＳ進(jìn)行實地驗證調(diào)查，結(jié)合表１評價指標(biāo)體系，得出豐潤區(qū)西北部山區(qū)水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境影響綜合評價結(jié)果見表４。

表４表明，從礦山開采初期即１９８７年至開采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)域被開采部分礦區(qū)均未進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，礦山開采、裸露基巖面積的增加導(dǎo)致開采區(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％。

通過對影像數(shù)據(jù)對比分析，評價區(qū)域除原有開采斑塊面積擴(kuò)展較明顯外，新增斑塊數(shù)量較少，對區(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國道與本研究區(qū)域西部相鄰，本礦區(qū)距１１２國道僅１００ ｍ左右，視覺敏感度較高。研究時段間區(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)境影響綜合評價值合計分別為０．７７３和０．３８７。通過與表３對比分析可知，該區(qū)域生態(tài)影響評價等級從１９８７年的Ｉ級影響較輕，降為２００７年的Ⅲ級影響較重。因此２０年的礦山開發(fā)活動對區(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礦山開發(fā)造福人類的同時，會對生態(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)將無法對這種影響進(jìn)行較好評價。本研究從礦山開采活動產(chǎn)生的生態(tài)影響后果和礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)潛力兩個方面，建立了一套由５項一級指標(biāo)、１５項二級指標(biāo)構(gòu)成的較為完整、客觀反映礦山開發(fā)生態(tài)影響的評價指標(biāo)體系。采用該指標(biāo)體系，借助歷史資料和遙感數(shù)據(jù)，對河北省唐山市豐潤區(qū)典型水泥灰?guī)r礦區(qū)開采產(chǎn)生的生態(tài)影響進(jìn)行對比分析評價可知，自１９８７年大規(guī)模開發(fā)利用以來，水泥灰?guī)r礦山的開發(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)各單項指標(biāo)評價結(jié)果，可找出礦區(qū)存在的主要生態(tài)環(huán)境問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)的切入點是植物賴以生存的土壤條件的修復(fù)，比如充分利用礦區(qū)開發(fā)初始剝離的表土等。

參考文獻(xiàn)

［１］ 張焱，張榮芝，孟令堯，等．基于遙感信息的河北省典型石灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)變化趨勢研究［Ｊ］．河北科技大學(xué)學(xué)報，２０１０，３１（４）：３７５－３７９．

［２］ ＲＡＰＰＯＲＴ Ｄ Ｊ，ＲＥＧＩＥＲ Ｈ Ａ，ＨＵＴＣＨＩＮＳＯＮ Ｔ Ｃ． Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｕｎｄｅｒ ｓｔｒｅｓｓ［Ｊ］．Ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｕｒｌｉｓｔ，１９８５，１２５（５）：６１７－６４０．

［３］ ＴＨＯＭＡＳ Ｍ Ｑ，ＲＩＣＨＡＲＤ Ｗ Ｈ，ＷＥＮＤＥＬ Ｊ Ｈ． Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｉｏｒ Cｏｌｕｍｂｉａ Rｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ［Ｊ］．Ｆｏｒｅｓｔ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２００１，１５３（１－３）：１６１－１７８．

［４］ 張進(jìn)德，張德強(qiáng)，田磊．全國礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與綜合評估技術(shù)方法探討［Ｊ］．地質(zhì)通報，２００７，２６（２）：１３６－１４０．

［５］ 何春盛．石灰石礦礦山開采對地質(zhì)環(huán)境影響的綜合評價［Ｊ］．資源環(huán)境與工程，２００６，２０（４）：４２１－４２４．

［６］ 江松林，孫世群，王輝．安徽省礦山環(huán)境質(zhì)量綜合評價研究［Ｊ］．合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），２００８，３１（１）：１１２－１１５．

［７］ 宋云力，甄習(xí)春，趙承勇．河南省礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價［Ｊ］．信陽師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），２００８，２１（１）：９３－９６．

［８］ 趙穎弘，胡明安．鄂東南礦山環(huán)境評價指標(biāo)體系［Ｊ］．地質(zhì)科技情報，２００５，２４（１）：９１－９４．

［９］ 錢金平，魯峰．石礦開采生態(tài)環(huán)境影響分析［Ｊ］．中國人口·資源與環(huán)境，２００１，１１（３）：７５－７７．

［１０］ 唐曉蘭，王伯鐸，馬俊杰，等．石灰石礦山露天開采的生態(tài)環(huán)境影響分析及保護(hù)對策［Ｊ］．水土保持學(xué)報，２００２，１６（４）：１０５－１０７．

［１１］ 孫永萍，李春干，溫遠(yuǎn)光，等．南寧市青秀山風(fēng)景區(qū)景觀破碎化分析［Ｊ］．廣西科學(xué)院學(xué)報，２００５，２１（２）：７１－７５．

［１２］ 王炳強(qiáng)，沈智慧，白喜慶，等．層次分析法（ＡＨＰ）在礦山環(huán)境地質(zhì)評價中的應(yīng)用［Ｊ］．中國煤田地質(zhì)，２００７，１９（ｓ２）：５７－５９．

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項二級指標(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社會環(huán)境影響指標(biāo)選取環(huán)境敏感度和視覺敏感度２項二級指標(biāo)。其中①環(huán)境敏感度用礦點距環(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視覺敏感度以礦山距國道、鐵路、高速公路的距離來表示。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項二級指標(biāo)。其中①氣候條件是生態(tài)恢復(fù)潛力的一項重要指標(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)影響評價方法

為了說明水泥灰?guī)r礦山開發(fā)產(chǎn)生的生態(tài)影響程度，首先對各評價指標(biāo)進(jìn)行確權(quán)，然后計算生態(tài)影響評價值，最后對評價值進(jìn)行分等定級。

１．３．１生態(tài)影響評價指標(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法是美國運籌學(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［１２］，適合于多目標(biāo)決策。通過進(jìn)行系統(tǒng)分析計算，最終確定各個一級指標(biāo)和二級指標(biāo)的權(quán)重值見表１。

１．３．２生態(tài)影響評價值計算水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境影響評價值利用加權(quán)求和法對目標(biāo)層逐層進(jìn)行計算，直到最高層。計算公式為：

Ａ＝■ωｉＤｉ；■ω■＝１

式中，Ａ為某一礦區(qū)評價值；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評價等級值計算為了使水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境評價結(jié)果具有可比性，對生態(tài)影響評價值進(jìn)行了等級劃分，即建立評價等級標(biāo)準(zhǔn)值。一般是評價者或?qū)＜疫M(jìn)行人為的分等定級，本研究結(jié)合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和經(jīng)驗數(shù)值等確定評價等級標(biāo)準(zhǔn)值如下：

１）建立水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)影響評價因子等級閾值，即對評價因子進(jìn)行分等定級，見表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個級別，各級別代表的影響程度見表３。

３）將各因子等級閾值進(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，計算不同等級對應(yīng)的生態(tài)環(huán)境影響綜合評價值，得出水泥灰?guī)r礦山開發(fā)的生態(tài)環(huán)境影響等級分值，見表３。

２結(jié)果與分析

２．１唐山市豐潤區(qū)典型石灰?guī)r礦區(qū)應(yīng)用與評價

豐潤區(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。評價區(qū)域位于豐潤區(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，目前開采的礦山屬于王官營礦區(qū)，面積為２ ２５９．５８ ｈｍ２，約占評價區(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)，通過人工解譯，對兩個時段的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，并借助ＧＰＳ進(jìn)行實地驗證調(diào)查，結(jié)合表１評價指標(biāo)體系，得出豐潤區(qū)西北部山區(qū)水泥灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)環(huán)境影響綜合評價結(jié)果見表４。

表４表明，從礦山開采初期即１９８７年至開采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)域被開采部分礦區(qū)均未進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，礦山開采、裸露基巖面積的增加導(dǎo)致開采區(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％。

通過對影像數(shù)據(jù)對比分析，評價區(qū)域除原有開采斑塊面積擴(kuò)展較明顯外，新增斑塊數(shù)量較少，對區(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國道與本研究區(qū)域西部相鄰，本礦區(qū)距１１２國道僅１００ ｍ左右，視覺敏感度較高。研究時段間區(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)境影響綜合評價值合計分別為０．７７３和０．３８７。通過與表３對比分析可知，該區(qū)域生態(tài)影響評價等級從１９８７年的Ｉ級影響較輕，降為２００７年的Ⅲ級影響較重。因此２０年的礦山開發(fā)活動對區(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礦山開發(fā)造福人類的同時，會對生態(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)將無法對這種影響進(jìn)行較好評價。本研究從礦山開采活動產(chǎn)生的生態(tài)影響后果和礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)潛力兩個方面，建立了一套由５項一級指標(biāo)、１５項二級指標(biāo)構(gòu)成的較為完整、客觀反映礦山開發(fā)生態(tài)影響的評價指標(biāo)體系。采用該指標(biāo)體系，借助歷史資料和遙感數(shù)據(jù)，對河北省唐山市豐潤區(qū)典型水泥灰?guī)r礦區(qū)開采產(chǎn)生的生態(tài)影響進(jìn)行對比分析評價可知，自１９８７年大規(guī)模開發(fā)利用以來，水泥灰?guī)r礦山的開發(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)各單項指標(biāo)評價結(jié)果，可找出礦區(qū)存在的主要生態(tài)環(huán)境問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)的切入點是植物賴以生存的土壤條件的修復(fù)，比如充分利用礦區(qū)開發(fā)初始剝離的表土等。

參考文獻(xiàn)

［１］ 張焱，張榮芝，孟令堯，等．基于遙感信息的河北省典型石灰?guī)r礦區(qū)生態(tài)變化趨勢研究［Ｊ］．河北科技大學(xué)學(xué)報，２０１０，３１（４）：３７５－３７９．

［２］ ＲＡＰＰＯＲＴ Ｄ Ｊ，ＲＥＧＩＥＲ Ｈ Ａ，ＨＵＴＣＨＩＮＳＯＮ Ｔ Ｃ． Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｕｎｄｅｒ ｓｔｒｅｓｓ［Ｊ］．Ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｕｒｌｉｓｔ，１９８５，１２５（５）：６１７－６４０．

［３］ ＴＨＯＭＡＳ Ｍ Ｑ，ＲＩＣＨＡＲＤ Ｗ Ｈ，ＷＥＮＤＥＬ Ｊ Ｈ． Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｉｏｒ Cｏｌｕｍｂｉａ Rｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ［Ｊ］．Ｆｏｒｅｓｔ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２００１，１５３（１－３）：１６１－１７８．

［４］ 張進(jìn)德，張德強(qiáng)，田磊．全國礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與綜合評估技術(shù)方法探討［Ｊ］．地質(zhì)通報，２００７，２６（２）：１３６－１４０．

［５］ 何春盛．石灰石礦礦山開采對地質(zhì)環(huán)境影響的綜合評價［Ｊ］．資源環(huán)境與工程，２００６，２０（４）：４２１－４２４．

［６］ 江松林，孫世群，王輝．安徽省礦山環(huán)境質(zhì)量綜合評價研究［Ｊ］．合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），２００８，３１（１）：１１２－１１５．

［７］ 宋云力，甄習(xí)春，趙承勇．河南省礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價［Ｊ］．信陽師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），２００８，２１（１）：９３－９６．

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