河北省水泥灰巖礦山開發生態環境影響評價指標體系的建立

張榮芝+張焱+孟令堯+史密偉

摘要：在分析水泥灰巖礦山開發產生的生態問題基礎上，從生態影響后果和生態恢復潛力兩個方面，建立了由５項一級指標、１５項二級指標構成的生態環境影響評價指標體系，并應用層次分析法確定各生態因子的權重值。采用該指標體系對河北省唐山市豐潤區典型水泥灰巖礦區開采活動進行了量化評價，結果表明典型區域生態影響等級１９８７年為Ⅰ級較輕水平，２００７年為Ⅲ級較重水平，即水泥灰巖礦山的開發利用對局部區域生態環境產生了較嚴重的影響。

關鍵詞：水泥灰巖礦山；生態環境；評價指標體系

中圖分類號：Ｘ２２文獻標識碼：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大省，水泥生產的主要原料是石灰巖礦。受石灰巖賦存方式的制約，絕大多數石灰巖礦都是露天開采，而露天開采方式對區域生態環境的破壞程度較大，甚至影響整個礦區生態系統的完整性、穩定性，產生嚴重的生態環境問題［１］。通過對河北省內具有代表性的水泥灰巖礦區及其周邊區域進行生態現狀調查表明，河北省水泥灰巖礦區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。水泥灰巖礦山山體表面土類以砂土或砂石混合土為主，土質較差；土層厚度不均，一般為５～２０ ｃｍ，較厚的地方可達５０ ｃｍ以上，而有的地方巖石裸露，無表土覆蓋；土層穩定性差，易被雨水沖刷流失。建立水泥灰巖礦區開發生態影響評價指標體系，客觀反映礦山開發生態環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巖礦區生態環境保護對策和生態恢復措施。

國外生態影響評價指標體系研究多集中在系統的生態健康［２］、生態安全［３］方面。國內對礦區地質環境、礦區環境質量的綜合評價指標體系研究較多［４－８］，對礦區生態環境影響評價指標研究相對較少，其中針對水泥灰巖礦區生態評價方面的指標體系研究更少。目前主要的研究有錢金平等［９］從自然生態環境子系統和社會生態環境子系統兩方面構建了１８項指標的生態環境影響評價指標體系，唐曉蘭等［１０］建立了以影響受體為對象的指標體系等。

本研究在分析水泥灰巖礦山開發引發的區域生態環境問題的基礎上，著重從礦山開采活動產生的后果和礦區生態恢復潛力兩個角度篩選評價指標，構建了由５項一級指標、１５項二級指標構成的水泥灰巖礦區生態影響評價的指標體系，并采用層次分析法（ＡＨＰ）確定各個指標的權重值，力求客觀評價河北省水泥灰巖礦山開發所產生的生態影響程度。

１材料與方法

１．１評價指標體系建立的思路和原則

基于對水泥灰巖開發產生的生態問題分析可知，水泥灰巖開發產生的影響主要體現在對礦區環境質量影響、生態環境影響、地質環境影響和社會環境影響幾方面。另外，根據實地考察，位于不同地區的同等規模的水泥灰巖礦山開發后，其生態恢復難易程度和恢復效果不同。因此，本研究指標體系的構建著重從礦山開采活動產生的影響后果和礦區生態恢復潛力兩個角度篩選評價指標，區別于已有的研究成果［２－１０］。

為體現對礦山開發影響評價結果的科學性和準確性，在指標體系建立過程中，遵循以下幾方面原則。

１）科學性原則。指標體系的確定應能夠直接反映水泥灰巖礦山開發活動所產生的生態環境影響情況及存在的主要問題。

２）數據可得性原則。指標體系的建立應充分考慮所用指標數據的可得性，盡可能利用現有的統計數據及易于觀測的資料。

３）可操作性原則。指標應具有一定的操作性，不應盲目求全求大，過于復雜將直接導致可操作性降低。

４）準確性原則。所選用的評價指標盡量以定量化指標為主，以便能夠較為準確地反映生態影響情況。

５）系統性原則。從能夠反映一個系統的整體結構和功能角度，遴選出相應指標來反映所產生的影響。

１．２評價指標體系構建

根據指標體系構建原則，構建了由５項一級指標、１５項二級指標組成的水泥灰巖礦區生態影響評價的指標體系，見表１。

１．２．１環境質量影響指標礦山開發主要的環境質量影響是開采區粉塵污染影響和棄渣堆存產生的固廢污染影響，因此用揚塵產生面積比和固廢排放強度２項二級指標來反映。其中①揚塵產生面積比＝開采面積／礦區面積；②固廢排放強度以剝采比表示。

１．２．２生態環境影響指標選取地貌破壞強度、植被破壞強度、水土流失增率、景觀破碎度４項二級指標。其中①地貌破壞強度＝受破壞面積／礦區面積；②植被破壞強度＝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表示，反映由于自然或人為因素的干擾所導致的景觀由單一、均質和連續的整體趨向于復雜、異質和不連續的斑塊鑲嵌體的過程［１１］。

１．２．３地質環境影響指標選取地質災害面積比、礦山生態恢復治理率２項二級指標。其中①地質災害面積比＝地質災害面積／礦區面積；②礦山生態恢復治理率＝已生態恢復礦山面積／礦山面積。

１．２．４社會環境影響指標選取環境敏感度和視覺敏感度２項二級指標。其中①環境敏感度用礦點距環境敏感區（如自然保護區、風景名勝區、文物古跡保護區、水源保護區、城鎮等人口集中區）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。距離越近產生的影響就越大。

１．２．５生態恢復潛力指標選取了氣候、區域植被、土層厚度、土壤有機質含量、土壤侵蝕５項二級指標。其中①氣候條件是生態恢復潛力的一項重要指標，在此以反映降水、蒸發、溫度等綜合氣候因素的氣候干燥度表示；②區域植被原始狀況在很大程度上反映區域生態恢復潛力。區域植被較好，說明該區域的生態系統穩定性好，抗逆性強，受破壞地區的植被恢復能力就越強。③植被恢復離不開土壤，主要與土壤厚度、有機質含量相關。④土壤侵蝕度越高，生態恢復潛力越低，用土壤侵蝕模數表示。

１．３水泥灰巖礦區生態影響評價方法

為了說明水泥灰巖礦山開發產生的生態影響程度，首先對各評價指標進行確權，然后計算生態影響評價值，最后對評價值進行分等定級。

１．３．１生態影響評價指標權重的確定指標權重的確定采用層次分析法（ＡＨＰ）［１２］進行。ＡＨＰ法是美國運籌學家Ｓａａｔｙ于２０世紀７０年代提出的，此方法巧妙地把定性分析和定量分析結合了起來［１２］，適合于多目標決策。通過進行系統分析計算，最終確定各個一級指標和二級指標的權重值見表１。

１．３．２生態影響評價值計算水泥灰巖礦區生態環境影響評價值利用加權求和法對目標層逐層進行計算，直到最高層。計算公式為：

Ａ＝■ωｉＤｉ；■ω■＝１

式中，Ａ為某一礦區評價值；Ｄｉ為指標標準化值；ωｉ為指標的相應權重值；ｍ為指標總數。

１．３．３評價等級值計算為了使水泥灰巖礦區生態環境評價結果具有可比性，對生態影響評價值進行了等級劃分，即建立評價等級標準值。一般是評價者或專家進行人為的分等定級，本研究結合有關標準、規范和經驗數值等確定評價等級標準值如下：

１）建立水泥灰巖礦區生態影響評價因子等級閾值，即對評價因子進行分等定級，見表２。

２）將礦區生態環境影響程度劃分為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行標準化，結合表１中相應因子的權重值，利用１．３．２中公式，計算不同等級對應的生態環境影響綜合評價值，得出水泥灰巖礦山開發的生態環境影響等級分值，見表３。

２結果與分析

２．１唐山市豐潤區典型石灰巖礦區應用與評價

豐潤區位于唐山市西北部，地處燕山褶皺帶東段南緣與華北拗陷區的交界地帶，屬河流沖洪積扇地貌。評價區域位于豐潤區西北部，東經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，面積為２ ２５９．５８ ｈｍ２，約占評價區域面積的２０．５１％。

本研究選取了１９８７年ＴＭ影像數據，以及２００７年的中巴資源衛星０２Ｂ星ＣＣＤ數據，通過人工解譯，對兩個時段的影像數據進行對比分析，并借助ＧＰＳ進行實地驗證調查，結合表１評價指標體系，得出豐潤區西北部山區水泥灰巖礦區生態環境影響綜合評價結果見表４。

表４表明，從礦山開采初期即１９８７年至開采２０年后即２００７年，研究區域生態環境發生了較大的變化。主要體現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、可能發生地質災害的面積均明顯增加。研究區域被開采部分礦區均未進行生態恢復，礦山開采、裸露基巖面積的增加導致開采區水土流失模數及水土流失量大量增加，區域水土流失增率從１９８７年的３．１６％增加到了２００７年的３２．８８％。

通過對影像數據對比分析，評價區域除原有開采斑塊面積擴展較明顯外，新增斑塊數量較少，對區域景觀影響不大，研究區景觀破碎化指數變化不明顯，１９８７年為０．１７，２００７年為０．１９。研究區氣候干燥度為０．８～１．２，屬半干旱地區；區域植被以灌草為主，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），區域生態環境具有一定的恢復潛力。

１１２國道與本研究區域西部相鄰，本礦區距１１２國道僅１００ ｍ左右，視覺敏感度較高。研究時段間區域內增加了唐山地表飲用水源保護區，區域的環境敏感程度增加。

研究區域１９８７年和２００７年生態環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，該區域生態影響評價等級從１９８７年的Ｉ級影響較輕，降為２００７年的Ⅲ級影響較重。因此２０年的礦山開發活動對區域生態環境造成了比較明顯的不良影響。

３小結與討論

水泥灰巖礦山開發造福人類的同時，會對生態環境造成復雜而嚴重的影響，如果只考慮單一因素、用單一指標將無法對這種影響進行較好評價。本研究從礦山開采活動產生的生態影響后果和礦區生態恢復潛力兩個方面，建立了一套由５項一級指標、１５項二級指標構成的較為完整、客觀反映礦山開發生態影響的評價指標體系。采用該指標體系，借助歷史資料和遙感數據，對河北省唐山市豐潤區典型水泥灰巖礦區開采產生的生態影響進行對比分析評價可知，自１９８７年大規模開發利用以來，水泥灰巖礦山的開發利用已經在局部區域產生了較明顯、較嚴重的生態影響；根據各單項指標評價結果，可找出礦區存在的主要生態環境問題為地表土壤和地表植被遭到破壞，因此進行生態恢復的切入點是植物賴以生存的土壤條件的修復，比如充分利用礦區開發初始剝離的表土等。

參考文獻

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

１．２．３地質環境影響指標選取地質災害面積比、礦山生態恢復治理率２項二級指標。其中①地質災害面積比＝地質災害面積／礦區面積；②礦山生態恢復治理率＝已生態恢復礦山面積／礦山面積。

１．２．４社會環境影響指標選取環境敏感度和視覺敏感度２項二級指標。其中①環境敏感度用礦點距環境敏感區（如自然保護區、風景名勝區、文物古跡保護區、水源保護區、城鎮等人口集中區）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。距離越近產生的影響就越大。

１．２．５生態恢復潛力指標選取了氣候、區域植被、土層厚度、土壤有機質含量、土壤侵蝕５項二級指標。其中①氣候條件是生態恢復潛力的一項重要指標，在此以反映降水、蒸發、溫度等綜合氣候因素的氣候干燥度表示；②區域植被原始狀況在很大程度上反映區域生態恢復潛力。區域植被較好，說明該區域的生態系統穩定性好，抗逆性強，受破壞地區的植被恢復能力就越強。③植被恢復離不開土壤，主要與土壤厚度、有機質含量相關。④土壤侵蝕度越高，生態恢復潛力越低，用土壤侵蝕模數表示。

１．３水泥灰巖礦區生態影響評價方法

為了說明水泥灰巖礦山開發產生的生態影響程度，首先對各評價指標進行確權，然后計算生態影響評價值，最后對評價值進行分等定級。

１．３．１生態影響評價指標權重的確定指標權重的確定采用層次分析法（ＡＨＰ）［１２］進行。ＡＨＰ法是美國運籌學家Ｓａａｔｙ于２０世紀７０年代提出的，此方法巧妙地把定性分析和定量分析結合了起來［１２］，適合于多目標決策。通過進行系統分析計算，最終確定各個一級指標和二級指標的權重值見表１。

１．３．２生態影響評價值計算水泥灰巖礦區生態環境影響評價值利用加權求和法對目標層逐層進行計算，直到最高層。計算公式為：

Ａ＝■ωｉＤｉ；■ω■＝１

式中，Ａ為某一礦區評價值；Ｄｉ為指標標準化值；ωｉ為指標的相應權重值；ｍ為指標總數。

１．３．３評價等級值計算為了使水泥灰巖礦區生態環境評價結果具有可比性，對生態影響評價值進行了等級劃分，即建立評價等級標準值。一般是評價者或專家進行人為的分等定級，本研究結合有關標準、規范和經驗數值等確定評價等級標準值如下：

１）建立水泥灰巖礦區生態影響評價因子等級閾值，即對評價因子進行分等定級，見表２。

２）將礦區生態環境影響程度劃分為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行標準化，結合表１中相應因子的權重值，利用１．３．２中公式，計算不同等級對應的生態環境影響綜合評價值，得出水泥灰巖礦山開發的生態環境影響等級分值，見表３。

２結果與分析

２．１唐山市豐潤區典型石灰巖礦區應用與評價

豐潤區位于唐山市西北部，地處燕山褶皺帶東段南緣與華北拗陷區的交界地帶，屬河流沖洪積扇地貌。評價區域位于豐潤區西北部，東經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，面積為２ ２５９．５８ ｈｍ２，約占評價區域面積的２０．５１％。

本研究選取了１９８７年ＴＭ影像數據，以及２００７年的中巴資源衛星０２Ｂ星ＣＣＤ數據，通過人工解譯，對兩個時段的影像數據進行對比分析，并借助ＧＰＳ進行實地驗證調查，結合表１評價指標體系，得出豐潤區西北部山區水泥灰巖礦區生態環境影響綜合評價結果見表４。

表４表明，從礦山開采初期即１９８７年至開采２０年后即２００７年，研究區域生態環境發生了較大的變化。主要體現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、可能發生地質災害的面積均明顯增加。研究區域被開采部分礦區均未進行生態恢復，礦山開采、裸露基巖面積的增加導致開采區水土流失模數及水土流失量大量增加，區域水土流失增率從１９８７年的３．１６％增加到了２００７年的３２．８８％。

通過對影像數據對比分析，評價區域除原有開采斑塊面積擴展較明顯外，新增斑塊數量較少，對區域景觀影響不大，研究區景觀破碎化指數變化不明顯，１９８７年為０．１７，２００７年為０．１９。研究區氣候干燥度為０．８～１．２，屬半干旱地區；區域植被以灌草為主，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），區域生態環境具有一定的恢復潛力。

１１２國道與本研究區域西部相鄰，本礦區距１１２國道僅１００ ｍ左右，視覺敏感度較高。研究時段間區域內增加了唐山地表飲用水源保護區，區域的環境敏感程度增加。

研究區域１９８７年和２００７年生態環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，該區域生態影響評價等級從１９８７年的Ｉ級影響較輕，降為２００７年的Ⅲ級影響較重。因此２０年的礦山開發活動對區域生態環境造成了比較明顯的不良影響。

３小結與討論

水泥灰巖礦山開發造福人類的同時，會對生態環境造成復雜而嚴重的影響，如果只考慮單一因素、用單一指標將無法對這種影響進行較好評價。本研究從礦山開采活動產生的生態影響后果和礦區生態恢復潛力兩個方面，建立了一套由５項一級指標、１５項二級指標構成的較為完整、客觀反映礦山開發生態影響的評價指標體系。采用該指標體系，借助歷史資料和遙感數據，對河北省唐山市豐潤區典型水泥灰巖礦區開采產生的生態影響進行對比分析評價可知，自１９８７年大規模開發利用以來，水泥灰巖礦山的開發利用已經在局部區域產生了較明顯、較嚴重的生態影響；根據各單項指標評價結果，可找出礦區存在的主要生態環境問題為地表土壤和地表植被遭到破壞，因此進行生態恢復的切入點是植物賴以生存的土壤條件的修復，比如充分利用礦區開發初始剝離的表土等。

參考文獻

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［１１］ 孫永萍，李春干，溫遠光，等．南寧市青秀山風景區景觀破碎化分析［Ｊ］．廣西科學院學報，２００５，２１（２）：７１－７５．

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

１．２．３地質環境影響指標選取地質災害面積比、礦山生態恢復治理率２項二級指標。其中①地質災害面積比＝地質災害面積／礦區面積；②礦山生態恢復治理率＝已生態恢復礦山面積／礦山面積。

１．２．４社會環境影響指標選取環境敏感度和視覺敏感度２項二級指標。其中①環境敏感度用礦點距環境敏感區（如自然保護區、風景名勝區、文物古跡保護區、水源保護區、城鎮等人口集中區）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。距離越近產生的影響就越大。

１．２．５生態恢復潛力指標選取了氣候、區域植被、土層厚度、土壤有機質含量、土壤侵蝕５項二級指標。其中①氣候條件是生態恢復潛力的一項重要指標，在此以反映降水、蒸發、溫度等綜合氣候因素的氣候干燥度表示；②區域植被原始狀況在很大程度上反映區域生態恢復潛力。區域植被較好，說明該區域的生態系統穩定性好，抗逆性強，受破壞地區的植被恢復能力就越強。③植被恢復離不開土壤，主要與土壤厚度、有機質含量相關。④土壤侵蝕度越高，生態恢復潛力越低，用土壤侵蝕模數表示。

１．３水泥灰巖礦區生態影響評價方法

為了說明水泥灰巖礦山開發產生的生態影響程度，首先對各評價指標進行確權，然后計算生態影響評價值，最后對評價值進行分等定級。

１．３．１生態影響評價指標權重的確定指標權重的確定采用層次分析法（ＡＨＰ）［１２］進行。ＡＨＰ法是美國運籌學家Ｓａａｔｙ于２０世紀７０年代提出的，此方法巧妙地把定性分析和定量分析結合了起來［１２］，適合于多目標決策。通過進行系統分析計算，最終確定各個一級指標和二級指標的權重值見表１。

１．３．２生態影響評價值計算水泥灰巖礦區生態環境影響評價值利用加權求和法對目標層逐層進行計算，直到最高層。計算公式為：

Ａ＝■ωｉＤｉ；■ω■＝１

式中，Ａ為某一礦區評價值；Ｄｉ為指標標準化值；ωｉ為指標的相應權重值；ｍ為指標總數。

１．３．３評價等級值計算為了使水泥灰巖礦區生態環境評價結果具有可比性，對生態影響評價值進行了等級劃分，即建立評價等級標準值。一般是評價者或專家進行人為的分等定級，本研究結合有關標準、規范和經驗數值等確定評價等級標準值如下：

１）建立水泥灰巖礦區生態影響評價因子等級閾值，即對評價因子進行分等定級，見表２。

２）將礦區生態環境影響程度劃分為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行標準化，結合表１中相應因子的權重值，利用１．３．２中公式，計算不同等級對應的生態環境影響綜合評價值，得出水泥灰巖礦山開發的生態環境影響等級分值，見表３。

２結果與分析

２．１唐山市豐潤區典型石灰巖礦區應用與評價

豐潤區位于唐山市西北部，地處燕山褶皺帶東段南緣與華北拗陷區的交界地帶，屬河流沖洪積扇地貌。評價區域位于豐潤區西北部，東經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，面積為２ ２５９．５８ ｈｍ２，約占評價區域面積的２０．５１％。

本研究選取了１９８７年ＴＭ影像數據，以及２００７年的中巴資源衛星０２Ｂ星ＣＣＤ數據，通過人工解譯，對兩個時段的影像數據進行對比分析，并借助ＧＰＳ進行實地驗證調查，結合表１評價指標體系，得出豐潤區西北部山區水泥灰巖礦區生態環境影響綜合評價結果見表４。

表４表明，從礦山開采初期即１９８７年至開采２０年后即２００７年，研究區域生態環境發生了較大的變化。主要體現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、可能發生地質災害的面積均明顯增加。研究區域被開采部分礦區均未進行生態恢復，礦山開采、裸露基巖面積的增加導致開采區水土流失模數及水土流失量大量增加，區域水土流失增率從１９８７年的３．１６％增加到了２００７年的３２．８８％。

通過對影像數據對比分析，評價區域除原有開采斑塊面積擴展較明顯外，新增斑塊數量較少，對區域景觀影響不大，研究區景觀破碎化指數變化不明顯，１９８７年為０．１７，２００７年為０．１９。研究區氣候干燥度為０．８～１．２，屬半干旱地區；區域植被以灌草為主，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），區域生態環境具有一定的恢復潛力。

１１２國道與本研究區域西部相鄰，本礦區距１１２國道僅１００ ｍ左右，視覺敏感度較高。研究時段間區域內增加了唐山地表飲用水源保護區，區域的環境敏感程度增加。

研究區域１９８７年和２００７年生態環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，該區域生態影響評價等級從１９８７年的Ｉ級影響較輕，降為２００７年的Ⅲ級影響較重。因此２０年的礦山開發活動對區域生態環境造成了比較明顯的不良影響。

３小結與討論

水泥灰巖礦山開發造福人類的同時，會對生態環境造成復雜而嚴重的影響，如果只考慮單一因素、用單一指標將無法對這種影響進行較好評價。本研究從礦山開采活動產生的生態影響后果和礦區生態恢復潛力兩個方面，建立了一套由５項一級指標、１５項二級指標構成的較為完整、客觀反映礦山開發生態影響的評價指標體系。采用該指標體系，借助歷史資料和遙感數據，對河北省唐山市豐潤區典型水泥灰巖礦區開采產生的生態影響進行對比分析評價可知，自１９８７年大規模開發利用以來，水泥灰巖礦山的開發利用已經在局部區域產生了較明顯、較嚴重的生態影響；根據各單項指標評價結果，可找出礦區存在的主要生態環境問題為地表土壤和地表植被遭到破壞，因此進行生態恢復的切入點是植物賴以生存的土壤條件的修復，比如充分利用礦區開發初始剝離的表土等。

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