李 穩(wěn)，宮少軍，梁 昊，王國(guó)槐，王培培

(1.天津市地質(zhì)研究和海洋地質(zhì)中心，天津 300170；2.天津華勘自然資源勘測(cè)技術(shù)開發(fā)有限公司，天津 300170；3.中國(guó)冶金地質(zhì)總局中南地質(zhì)調(diào)查院，湖北 武漢 430083)

0 引言

立足于主體功能區(qū)劃理論體系，市縣級(jí)區(qū)域類別可劃分為城市型地區(qū)、資源型地區(qū)、農(nóng)業(yè)地區(qū)和生態(tài)地區(qū)等不同類型[1-2]。資源型地區(qū)是指以礦產(chǎn)森林等自然資源開采和加工為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的地區(qū)[3]。依據(jù)《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)全國(guó)資源型城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2013—2020年)的通知》[4]，我國(guó)現(xiàn)有資源型城市占城市總數(shù)的40%。其中，資源再生型地區(qū)是指已經(jīng)基本擺脫資源依賴，非資源型產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的比重超過資源型產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)逐步進(jìn)入到良性發(fā)展軌道，順利轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的地區(qū)[5]。開展針對(duì)資源再生型地區(qū)的資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建和研究，是建立健全促進(jìn)資源型地區(qū)可持續(xù)發(fā)展長(zhǎng)效機(jī)制的重要基礎(chǔ)性工作。

我國(guó)有關(guān)資源環(huán)境承載能力的研究始于20世紀(jì)90年代初[6-11]，并逐漸從以研究自然屬性為主的簡(jiǎn)單系統(tǒng)向耦合“人口-資源-環(huán)境-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)”的復(fù)雜系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，開展對(duì)城市、區(qū)域等諸要素的綜合研究[12-17]。目前關(guān)于資源型地區(qū)和資源再生型地區(qū)的研究主要集中在礦產(chǎn)資源開發(fā)、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型以及可持續(xù)發(fā)展、礦業(yè)城市生態(tài)環(huán)境恢復(fù)等方面，關(guān)于承載能力方面的研究早期多集中于單要素評(píng)價(jià)[3，5，18-26]。近年來，隨著生態(tài)文明建設(shè)的推進(jìn)，增加了生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)[27-29]，但尚未形成比較成熟的體系和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

本文選取資源再生型地區(qū)河南省洛寧縣，以《國(guó)土資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)技術(shù)要求(試行)》[1]為基礎(chǔ)開展資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)。除地質(zhì)環(huán)境、地下水資源和礦產(chǎn)資源3個(gè)資源環(huán)境要素外，本文還引入了礦山地質(zhì)環(huán)境作為洛寧縣的關(guān)鍵資源環(huán)境要素，并將洛寧縣內(nèi)各礦區(qū)作為重點(diǎn)評(píng)價(jià)區(qū)段，對(duì)上述4個(gè)資源環(huán)境要素開展承載能力評(píng)價(jià)，旨在進(jìn)一步突出地域主導(dǎo)特色，構(gòu)建差異化的資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)方法

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

通用資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系為原國(guó)土資源部發(fā)布的《國(guó)土資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)技術(shù)要求(試行)》[1]中有關(guān)地質(zhì)部分的評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括地質(zhì)環(huán)境承載能力、地下水資源承載能力和礦產(chǎn)資源承載能力，并以最小自然單元或行政單元作為評(píng)價(jià)區(qū)開展面狀的宏觀性評(píng)價(jià)。

但對(duì)以礦產(chǎn)資源開采和加工為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的資源再生型地區(qū)而言，礦業(yè)活動(dòng)對(duì)礦山區(qū)域產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境影響呈點(diǎn)狀分布，且各礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境問題各有不同，僅有面狀單元的評(píng)價(jià)結(jié)果和對(duì)應(yīng)管控措施是不夠的。此外，在礦產(chǎn)資源承載能力評(píng)價(jià)中，地質(zhì)安全問題并非重點(diǎn)評(píng)價(jià)因子。

因此，以通用資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系為基礎(chǔ)得出的評(píng)價(jià)結(jié)果無(wú)法滿足資源再生型地區(qū)現(xiàn)實(shí)管理保護(hù)的需求。本文在通用資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，增加了以點(diǎn)狀礦區(qū)為評(píng)價(jià)單元的礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括地質(zhì)環(huán)境承載能力、地下水資源承載能力、礦產(chǎn)資源承載能力和礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力4個(gè)方面。并在系統(tǒng)分析區(qū)域背景資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合環(huán)境地質(zhì)調(diào)查核查成果，基于承載本底和承載狀態(tài)2個(gè)層次的服務(wù)目標(biāo)，選擇評(píng)價(jià)因子，構(gòu)建了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架(表1)。

表1 資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Tab.1 Index system for resources and environment carrying capacity in resource regeneration areas

1.2 評(píng)價(jià)方法

指標(biāo)體系中地質(zhì)環(huán)境承載能力、地下水資源承載能力和礦產(chǎn)資源承載能力評(píng)價(jià)方法的主要依據(jù)為《國(guó)土資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)技術(shù)要求(試行)》。

本文引入的礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力側(cè)重于評(píng)價(jià)各個(gè)礦山的地質(zhì)環(huán)境問題發(fā)展趨勢(shì)，可更好地展現(xiàn)資源再生型地區(qū)、特別是中小尺度研究區(qū)的資源環(huán)境承載能力。評(píng)價(jià)方法主要參考前人工作經(jīng)驗(yàn)[30-33]，在查明礦山地質(zhì)環(huán)境背景條件及礦山開發(fā)和綜合整治現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以填表方式記錄表達(dá)。礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力狀態(tài)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)指標(biāo)為各礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境背景、資源損壞以及地質(zhì)災(zāi)害(表2)；礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力狀態(tài)修正評(píng)價(jià)指標(biāo)為礦山開發(fā)限制約束性指標(biāo)(表3)，主要包括礦山所在區(qū)域內(nèi)因礦業(yè)開發(fā)出現(xiàn)的嚴(yán)重影響現(xiàn)在或未來人居生活安全的事項(xiàng)。

表2 礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力狀態(tài)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)指標(biāo)Tab.2 Basic evaluation index of the carrying capacity of mine geo-environment

表3 礦山開發(fā)限制約束性指標(biāo)Tab.3 Restrictive index of mine levelopment

2 實(shí)例分析

2.1 研究區(qū)概況

河南省洛寧縣礦產(chǎn)資源較為豐富，已發(fā)現(xiàn)金、銀、鉛、鐵、鉬等各類金屬和非金屬礦產(chǎn)29種，其中金屬礦產(chǎn)12種，共有探區(qū)、采區(qū)74個(gè)，較大礦區(qū)有上宮、虎溝、干樹、鐵爐坪等，為一典型資源再生型地區(qū)。南、北部中低山區(qū)采礦活動(dòng)頻繁，包括洛南地區(qū)的西山底、趙村、下峪、興華、陳吳等鄉(xiāng)以及洛北地區(qū)羅嶺一帶，存在礦渣堆放問題以及尾礦庫(kù)、采空區(qū)等引發(fā)的礦山地質(zhì)環(huán)境問題。主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題包括地貌景觀破壞、土地?fù)p毀、水土污染，以及地面塌陷、泥石流、崩塌、滑坡等。

2.2 資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)

根據(jù)本文構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)河南省洛寧縣進(jìn)行資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)來源為研究區(qū)地下水資源、地質(zhì)環(huán)境、礦產(chǎn)資源和礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料，以及本區(qū)1∶5萬(wàn)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。

2.2.1 地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)

洛寧縣地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)因子包括崩塌、滑坡、泥石流，構(gòu)造穩(wěn)定性，地面塌陷，地面沉降，水土流失，水土環(huán)境和地質(zhì)遺跡。評(píng)價(jià)結(jié)果如圖1所示。地質(zhì)環(huán)境承載能力超載區(qū)分布于洛寧縣西部邊界附近的洛河主河道上游區(qū)域、洛寧縣中南部西山底鄉(xiāng)南部區(qū)域、澗口鄉(xiāng)與陳吳鄉(xiāng)交界神靈寨附近、王范鎮(zhèn)附近黃土塬與河谷階地交接區(qū)域、東宋鎮(zhèn)南部，以及洛寧縣北部邊界附近中河地區(qū)，這些地區(qū)均為地質(zhì)災(zāi)害或水土流失的高易發(fā)和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；地質(zhì)環(huán)境承載能力均衡區(qū)廣泛分布于洛河以南和以北的大部分區(qū)域，地質(zhì)環(huán)境問題相對(duì)較少；地質(zhì)環(huán)境承載能力盈余區(qū)分布于長(zhǎng)水鄉(xiāng)以東的洛河河谷兩岸，地貌屬于河谷階地，地面平緩，區(qū)內(nèi)無(wú)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育。

圖1 洛寧縣自然單元地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.1 The evaluation result of geological environment carrying capacity in the natural units of Luoning County

2.2.2 地下水資源承載能力評(píng)價(jià)

由于本次調(diào)查工作不夠充分，研究資料有限，因此，洛寧縣地下水資源承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果以地下水資源可開采模數(shù)等級(jí)進(jìn)行表達(dá)(圖2)。

圖2 洛寧縣地下水資源可開采模數(shù)等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.2 The grade evaluation result of exploitable modulus of groundwater resources in Luoning County

2.2.3 礦產(chǎn)資源承載能力評(píng)價(jià)

洛寧縣優(yōu)勢(shì)礦種為金礦、銀礦和鉛鋅礦，本文選取分布有此3類礦種的8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行了具體評(píng)價(jià)。其中，在礦產(chǎn)資源承載能力本底評(píng)價(jià)結(jié)果(圖3)中：下峪鎮(zhèn)和西山底鄉(xiāng)為優(yōu)等級(jí)別；趙村鄉(xiāng)為良好級(jí)別；興華鎮(zhèn)、長(zhǎng)水鄉(xiāng)與底張鄉(xiāng)均屬一般級(jí)別；羅嶺鄉(xiāng)和陳吳鄉(xiāng)為較弱級(jí)別。在礦產(chǎn)資源承載能力狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果(圖4)中，除下峪鎮(zhèn)為均衡區(qū)外，其余6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均為超載區(qū)。

總體而言：銀、鉛、鋅礦資源豐富的下峪鎮(zhèn)本底評(píng)價(jià)和狀態(tài)評(píng)價(jià)水平居于最優(yōu)；其他擁有金礦資源的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，西山底鄉(xiāng)與趙村鄉(xiāng)雖然保有儲(chǔ)量潛在價(jià)值較高，本底評(píng)價(jià)等級(jí)較高，卻在狀態(tài)評(píng)價(jià)中處于中度超載狀態(tài)。

圖3 洛寧縣礦產(chǎn)資源承載能力本底評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.3 The background assessment result of mineral resources carrying capacity of Luoning County

圖4 洛寧縣礦產(chǎn)資源承載能力狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果和礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.4 The state assessment result of mineral resources carrying capacity and the evaluation result of the carrying capacity of mine geo-environment of Luoning County

2.2.4 礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)

區(qū)內(nèi)36個(gè)主要礦山的礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果(圖4)表明：13個(gè)礦山評(píng)價(jià)分級(jí)為盈余級(jí)別，這些礦山均處于中低山地帶，氣候條件較好，雨量充沛，植被茂盛，加之多數(shù)尚未開采，前期僅在局部地點(diǎn)進(jìn)行了槽探實(shí)驗(yàn)，絕大部分保持了原生的地質(zhì)環(huán)境；6個(gè)礦山評(píng)價(jià)分級(jí)為均衡級(jí)別，均為正在或已經(jīng)開采過的礦山，其中多金屬礦處于生產(chǎn)階段；其余的17個(gè)礦山評(píng)價(jià)分級(jí)為超載級(jí)別，多數(shù)為長(zhǎng)期開采礦山，且缺乏礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和恢復(fù)治理的有效措施，開采活動(dòng)造成土地占?jí)汉椭脖黄茐膯栴}嚴(yán)重，大量礦渣及尾礦的堆放極易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

3 討論

通過洛寧縣礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果(圖4)和地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果(圖1)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，二者的承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果并不完全一致。地質(zhì)環(huán)境承載能力超載區(qū)中僅西山底鄉(xiāng)中南部與金雞山礦山所在的羅嶺鄉(xiāng)中部存在超載級(jí)別的礦山。但二者的超載成因截然不同：地質(zhì)環(huán)境超載的原因?yàn)楸浪?、滑坡、泥石流較為發(fā)育，地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重；礦山地質(zhì)環(huán)境超載的主要原因?yàn)榈V山的土地破壞與占?jí)?，以及地形地貌景觀的破壞。除此之外，礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果中超載級(jí)別的礦山廣泛分布于地質(zhì)環(huán)境承載能力均衡區(qū)。

通過礦產(chǎn)資源承載能力本底評(píng)價(jià)結(jié)果(圖3)與礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果(圖4)對(duì)比發(fā)現(xiàn)：礦產(chǎn)資源承載能力等級(jí)較弱的羅嶺鄉(xiāng)和陳吳鄉(xiāng)內(nèi)分布的礦山皆為礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力超載級(jí)別的礦山；在礦產(chǎn)資源承載能力等級(jí)優(yōu)等的下峪鎮(zhèn)和西山底鄉(xiāng)內(nèi)，礦山數(shù)量較多，但均分布有礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力超載級(jí)別的礦山，特別是西山底鄉(xiāng)，區(qū)內(nèi)礦山的礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力幾乎均為超載級(jí)別。

通過礦產(chǎn)資源承載能力狀態(tài)評(píng)價(jià)和礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果(圖4)對(duì)比發(fā)現(xiàn)：下峪鎮(zhèn)為礦產(chǎn)資源承載能力均衡區(qū)，為各評(píng)價(jià)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中結(jié)果最優(yōu)，但此鎮(zhèn)內(nèi)分布的超載級(jí)別礦山接近半數(shù)。

由此可見，如僅參照地質(zhì)環(huán)境承載能力和礦產(chǎn)資源承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果開展各自然單元或鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)模的整治修復(fù)，則會(huì)在很大程度上忽略各礦區(qū)存在的問題或隱患。這是由于點(diǎn)狀分布的礦山造成的地質(zhì)環(huán)境超載問題不足以形成規(guī)模，并體現(xiàn)在以最小自然單元或行政單元作為評(píng)價(jià)區(qū)的面狀地質(zhì)環(huán)境和礦產(chǎn)資源承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果中。雖然面狀評(píng)價(jià)涵蓋要素和成因更為寬廣，但對(duì)于實(shí)際管理和保護(hù)而言，點(diǎn)狀礦區(qū)的評(píng)價(jià)情況也不應(yīng)被忽視。

因此，本文所構(gòu)建的資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，在充分考慮礦區(qū)分布分散且開發(fā)方式迥異的基礎(chǔ)上，遵循了“點(diǎn)面結(jié)合”的原則，增加了礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)，將礦山區(qū)域作為資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)的重點(diǎn)區(qū)域，能夠更加詳盡地反映由礦山開發(fā)活動(dòng)引起的地質(zhì)環(huán)境問題及危害，更加客觀地反映研究區(qū)實(shí)際地質(zhì)環(huán)境情況。另外，建議加密礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力的評(píng)價(jià)周期，以促進(jìn)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境的修復(fù)完善和生態(tài)穩(wěn)定，減少礦產(chǎn)資源開發(fā)對(duì)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的影響。

4 結(jié)論

(1)本文針對(duì)資源再生型地區(qū)的特點(diǎn)，在地質(zhì)環(huán)境承載能力、地下水資源承載能力和礦產(chǎn)資源承載能力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，引入礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)。以地質(zhì)環(huán)境背景、資源損壞和地質(zhì)災(zāi)害作為礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力狀態(tài)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行了補(bǔ)充完善。

(2)以資源再生型地區(qū)河南省洛寧縣為例，開展了資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的實(shí)際應(yīng)用研究。通過與通用資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)礦山地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果與地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果并不完全一致，且與礦產(chǎn)資源承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果也有一定差異。這表明本文通過“點(diǎn)面結(jié)合”的評(píng)價(jià)區(qū)劃方法所構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系更適宜研究區(qū)礦區(qū)分散分布且發(fā)展方式迥異的特點(diǎn)，其實(shí)用性和可行性也得到了驗(yàn)證。