基于模糊層次法分析評(píng)價(jià)河南省礦區(qū)生態(tài)環(huán)境

吳 燁 陳 勇

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，湖北省武漢市，430074；2.河南工程學(xué)院，河南省鄭州市，451191）

基于模糊層次法分析評(píng)價(jià)河南省礦區(qū)生態(tài)環(huán)境

吳 燁1，2陳 勇2

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，湖北省武漢市，430074；2.河南工程學(xué)院，河南省鄭州市，451191）

河南省礦產(chǎn)開發(fā)與利用工程活動(dòng)破壞與改變生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重，選用AHP法 （層次分析法）通過設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)指標(biāo)、功能指標(biāo)和協(xié)調(diào)度指標(biāo)建立生態(tài)綜合水平評(píng)價(jià)體系，用模糊分析法研究與評(píng)價(jià)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，對(duì)河南省礦區(qū)綠色可持續(xù)開發(fā)具有指導(dǎo)意義，為礦區(qū)的可持續(xù)開發(fā)，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

模糊分析法 層次分析法 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境 生態(tài)評(píng)價(jià)

針對(duì)河南省礦區(qū)開發(fā)利用中突出生態(tài)環(huán)境問題，全面分析不同類型礦區(qū)污染物排放特征、環(huán)境影響的作用過程，選用AHP法，通過設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)指標(biāo)、功能指標(biāo)和協(xié)調(diào)度指標(biāo)建立生態(tài)綜合水平評(píng)價(jià)體系，用模糊分析法研究與評(píng)價(jià)河南省礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，提出礦區(qū)生態(tài)環(huán)境分區(qū)與治理對(duì)策，指導(dǎo)在目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下的礦山開發(fā)和利用，提出了合適的方法與對(duì)策解決河南省礦區(qū)開發(fā)利用過程中主要存在的環(huán)境生態(tài)問題，避免了因盲目掠奪、毀滅性開發(fā)導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境惡化，最大限度地保護(hù)及改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。

1 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)內(nèi)容

從系統(tǒng)論的角度綜合評(píng)價(jià)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的生態(tài)因子及其相互關(guān)系，具體可分為生態(tài)結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)、生態(tài)功能評(píng)價(jià)及生態(tài)效益評(píng)價(jià)。

2 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系

針對(duì)礦區(qū)的生產(chǎn)現(xiàn)狀及礦區(qū)的生產(chǎn)特點(diǎn)，選用土地利用面積、水資源利用率、森林覆蓋率、自然保護(hù)區(qū)面積、物種豐富度、水土流失面積、土地退化治理率等評(píng)價(jià)指標(biāo)。

指標(biāo)體系的建立選用AHP法通過設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)指標(biāo)、功能指標(biāo)和協(xié)調(diào)度指標(biāo)建立生態(tài)綜合水平評(píng)價(jià)體系進(jìn)行定量評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能特征，生態(tài)綜合水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如見圖1所示。

圖1 生態(tài)綜合水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法

生態(tài)評(píng)價(jià)因子的指標(biāo)體系建立起來之后，選擇模糊評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)估。模糊評(píng)價(jià)法是對(duì)模糊現(xiàn)象（可能性、不確定性）的系統(tǒng)評(píng)判，評(píng)價(jià)過程中某礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量好到某種程度，可用0～1表示，0.8比0.6好，模糊評(píng)判一般包括2個(gè)集合 （即因素集U= ｛U1，U2，U3，…Un｝、評(píng)語(yǔ)集 V= ｛V1，V2，V3，…Vn｝）和1個(gè)模糊變換器。根據(jù)礦山生產(chǎn)特點(diǎn)選擇水土流失面積、土地退化治理率與林地覆蓋率構(gòu)成評(píng)價(jià)因素集。評(píng)語(yǔ)分為很差 （V1）、較差 （V2）、一般 （V3）和好 （V4）4個(gè)等級(jí)，構(gòu)成了評(píng)語(yǔ)集Rij。

以鄭州鞏義礦區(qū)水土流失面積 （U1）為例，經(jīng)過調(diào)查，有10%的人認(rèn)為很差，20%的人認(rèn)為較差，70%的人認(rèn)為一般，無(wú)人認(rèn)為好，就可以得到該地區(qū)水土流失面積的隸屬度R1j= （0.1，0.2，0.7，0）

同樣的方式處理鄭州鞏義礦區(qū)的土壤退化治理率 （U2）及林地覆蓋率 （U3），相應(yīng)可得到隸屬度R2j和R3j，即：

然后調(diào)查及收集相應(yīng)資料，分析水土流失面積、土地退化治理率、林地覆蓋率對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的影響程度，獲得各因素的加權(quán)系數(shù)A= （0.3，0.2，0.5），計(jì)算評(píng)定結(jié)果。

由計(jì)算結(jié)果可看出該礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量介于較差與一般之間，也可以采取對(duì)評(píng)定結(jié)果綜合處理的方式，首先構(gòu)建評(píng)語(yǔ)系數(shù)W，令：

式中：α——生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)分值；

bkj——評(píng)定結(jié)果；

wvj——評(píng)語(yǔ)系數(shù)。

由于0.4＜0.523＜0.6，因此，鄭州鞏義礦山的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量也就處于較差和較好之間，偏重于較好。以同樣的方式計(jì)算鄭州新密礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)值為0.503，鄭州登封礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)值為0.521，采用加權(quán)平均的方式計(jì)算鄭州礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)值為0.516。鄭州鞏義礦山的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量也就處于較差和較好之間。

通過調(diào)查收集資料到計(jì)算其他礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)分值，選取豫北 （鶴壁、新鄉(xiāng)、焦作），豫中 （鄭州、平頂山），豫南 （信陽(yáng)、駐馬店），豫西 （三門峽、洛陽(yáng)），豫東 （商丘）等10個(gè)礦區(qū)分別進(jìn)行生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)，生態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果分別為豫北（0.435、0.5320.508），豫中 （0.516、0.526），豫南 （0.674、0.633），豫西 （0.689、0.613），豫東（0.458）。

根據(jù)上述評(píng)價(jià)結(jié)果，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果數(shù)值都在0.4以上，其中數(shù)值為0.6以上的礦區(qū)有4個(gè)，占整體評(píng)價(jià)對(duì)象的40%，這表明河南省礦區(qū)生態(tài)環(huán)境整體較好，由此可知，此次的評(píng)價(jià)結(jié)果基本符合河南省工業(yè)經(jīng)濟(jì)整體分布情況。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)結(jié)果可知，評(píng)價(jià)結(jié)果為差及較差的礦區(qū)主要為礦區(qū)植被覆蓋率較低且多為人工農(nóng)業(yè)生態(tài)以及水土流失較為嚴(yán)重造成的。

（2）植被覆蓋率較低的礦區(qū)主要由露天開采造成，同時(shí)伴隨有噪音和粉塵污染。這一類礦區(qū)主要的治理任務(wù)為改進(jìn)生產(chǎn)工藝和恢復(fù)礦山地面植被及自然景觀。

（3）以石料開采為主的礦區(qū)主要以水土流失及開采金屬礦石帶來的水體污染為主，這一類礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境治理主要以規(guī)范固體廢物堆放及防治水土流失為主。

（4）以開采金礦和硫鐵石為主的礦山固體廢物多沿山坡隨意堆放，由于數(shù)量巨大，嚴(yán)重?cái)D占山谷空間，尾礦庫(kù)均置于切土沖溝內(nèi)，汛期誘發(fā)泥石流的隱患巨大。長(zhǎng)期的礦山開采使得采空區(qū)及開采地面采空塌陷，極易引起山體滑坡和崩塌等水土流失災(zāi)害，建議設(shè)置較為規(guī)范的固體廢物堆放場(chǎng)，對(duì)采空區(qū)采用適當(dāng)?shù)姆绞郊皶r(shí)進(jìn)行回填以減少相關(guān)危害。

（5）根據(jù)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)分值，針對(duì)不同類型礦區(qū)提出礦區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合分區(qū)，將河南省礦區(qū)分為重點(diǎn)保護(hù)區(qū)、重點(diǎn)防治區(qū)、重點(diǎn)治理區(qū)和一般防治區(qū)，使礦產(chǎn)資源合理開發(fā)和利用，最大限度地保護(hù)和改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，同時(shí)制定礦山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作方案，提出建設(shè)生態(tài)修復(fù)示范區(qū)（礦山公園、地質(zhì)公園、森林公園、生態(tài)園），使河南省的礦業(yè)資源、旅游資源、生態(tài)資源得以協(xié)調(diào)健康的可持續(xù)發(fā)展。

［1］閆志剛，劉玉朋，王雪麗 .綠色礦山建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法研究 ［J］.中國(guó)煤炭，2012（2）

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Evaluate ecological environment of mining area in Henan Province based on fuzzy analytic hierarchy process

Wu Ye1，2，Chen Yong2
（1.China University of Geosciences，Wuhan，Hubei 430074，China；2.Henan Institute of Engineering，Zhengzhou，Henan 451191，China）

Mineral development and utilization of engineering activities seriously undermined and changed the ecological environment in Henan province.This paper selects AHP method（AHP）to design structure index，function index and coordination degree index which build ecological comprehensive evaluation system.Fuzzy analysis method has been used to evaluate the quality of ecological environment.The results show the significance guiding for green mining sustainable development in Henan，and also provide scientific data for mining sustainable development，environmental protection and restoration.

fuzzy analysis method，analytic hierarchy process，ecological environment of mining area，ecological evaluation

TD99

A

吳燁 （1968-），女，廣西桂林人，河南工程學(xué)院副教授，中國(guó)地質(zhì)大學(xué) （武漢）環(huán)境學(xué)院在讀博士研究生，主要從事環(huán)境科學(xué)研究與教學(xué)工作。

（責(zé)任編輯 孫英浩）