大型廢棄礦山生態治理恢復體系評價方法研究

張 航，王旭峰，宋 凱，王 芳，李 婷

（河南省地質礦產勘查開發局第一地質勘查院，河南 鄭州 450001）

當前礦山區域的生態建設受到了人們的高度關注，我國礦產資源十分豐富，并且種類繁多，礦山發展具有十分可觀的前景。但當前礦山企業對于礦山資源的開采呈現出過度化的發展趨勢，造成嚴重的礦山地質環境破壞，進而引發了一系列的自然災害發生。因此，當前為實現礦山企業的可持續發展，需要對礦山周圍的生態環境進行有效治理。礦山生態治理恢復是對生態破壞而言，生態破壞是指自然生態環境的結構發生了改變、功能出現退化、生態關系存在紊亂現象等。因此，根據這一描述，生態治理恢復是針對受到損害的生態系統，將其恢復成受到影響前自然狀態的過程[1]。針對大型廢氣礦山的生態治理恢復是一個不斷完善和發展的過程。在不同時期，不同國家會由于社會條件因素的影響，為礦山生態治理恢復賦予不同的含義和要求，但整體上礦山的生態治理與恢復都需要具備一定的生態、環境、經濟以及社會效益。結合當前大型廢氣礦山的生態治理恢復需要，開展對其體系及相應評價方法的設計研究。

1 大型廢棄礦山生態治理恢復體系建設

通過對近幾年大型廢棄礦山的恢復情況進行調查得出，當前治理恢復能力仍然處于較低的狀態，并且相關的恢復技術和手段較為單一，無法適應當前已經被過度開發的大型廢棄礦山生態環境，同時相關研究也不夠深入。目前，我國大型廢棄礦山生態治理恢復技術的發展方向主要是根據礦山資源在開發過程中對其造成的影響，提出了土地復墾、固體廢料等均會對礦山周圍生態環境造成一定影響，破壞生態系統。常見的大型廢棄礦山生態環境破壞包括廢棄物排放、排土場建設等[2]。大多數破壞均屬于人為造成的，因此再進一步對人為破壞進行細分，將其分為生態破壞和環境污染。由于大型廢棄礦山在以往開采過程中涉及到多種不同的礦山資源開采技術，因此，進一步造成周圍生態環境的復雜程度加深。在對其進行生態環境治理與恢復時，應當構建如圖1所示的大型廢棄礦山生態治理恢復體系。

由圖1可以看出，大型廢棄礦山生態治理恢復體系當中涉及到多種恢復及治理技術，每項工作內容均對應著當前大型廢棄礦山生態環境存在的問題。在實際治理恢復過程中，應當根據不同廢氣礦山的生態環境類型，遵循一定發展規律，選擇適當的治理恢復技術。例如，存在積水塌陷水庫或水塘的廢棄礦山，可選擇建立以水產養殖為目的的水環境生態系統；對于非金屬廢棄礦山的生態環境治理，可選擇以農業治理為主的恢復手段；對于金屬廢棄礦山的生態環境治理，可選擇以植樹造林為主的恢復手段。在治理過程中，還應當注重對大型廢棄礦山的生態治理恢復的多樣化方向發展，不僅要考慮到生態環境產生的效益，同時還要注重對經濟效益的考量。

2 生態治理評價方法設計

2.1 確定生態治理恢復能力評價指標

結合本文上述構建的大型廢棄礦山生態治理恢復體系，開展對其生態恢復能力的評價，為滿足生態效益和經濟效益，從生態因素和經濟因素兩個方面，確定生態治理恢復能力中的各項評價指標。將生態因素A和經濟因素B作為評價指標。首先對生態因素進行細化，劃分為土壤覆蓋A1、植被覆蓋A2、凋落物覆蓋A3、地表破碎度A4、沉積物質A5、松散抗性A6。其次對經濟因素進行細化，劃分為人均GDPB1、農業比重B2、工業比重B3、人口密度B4，綜上共十個二級指標。

在生態因素中，土壤覆蓋用于評價治理恢復過程中的雨濺侵蝕程度；植被覆蓋用于評價大型廢棄礦山地下器官對養分循環過程的貢獻程度；凋落物覆蓋用于評價地表當中有機物的降解與養分循環水平；地表破碎度用于評價礦區松散地表當中物質風蝕和雨蝕程度；沉積物質用于評價礦區被沖蝕的土壤成分及含量；松散抗性用于評價礦區土壤濕潤、潮濕后的穩定性以及松散程度。

圖1 礦山地質生態環境恢復治理技術體系

在經濟因素中，在人均GDP 評價結果用于評價涵養水源地區社會經濟的總體發展情況，同時也能評價人類對該廢棄礦區水源破壞時，采取的治理恢復措施對涵養水源的治理和修復能力；農業比重的評價結果數值越高，則說明廢棄礦區的原始綠地覆蓋面積較小，對于礦區生態治理恢復能力不利影響越大，反之農業比重的評價結果數值越低，則說明廢棄礦區的原始綠地覆蓋面積較大，對于生態治理恢復能力不利影響越小；工業比重中工業的種類較多，大部分工業對于廢棄礦山周圍生態環境起到負面作用，尤其是水資源環境。

2.2 直接生態效益與間接經濟效益計算

在確定生態治理恢復能力評價指標后，針對一級指標中的兩點影響因素，對其直接生態效益與間接經濟效益進行計算。

由于直接生態效益通常很難進行定量，并且也難以用貨幣的形式表示，因此在對其產生的效益進行評價計算時，可利用大型廢棄礦山生態治理恢復后的各項收入作為評價內容進行計算，在完成對大型廢棄礦山生態治理恢復后，其土地可用于牧場[3]。經濟林、漁業等，因此其生態治理恢復總產值可通過如下公式計算：

公式（1）中，W 表示為大型廢棄礦山生態治理恢復后的土地總產值，單位為元；i 表示為完成生態治理恢復后的種植與養殖種類；wi表示為第i 種種植植物與養殖業共使用的有效面積，單位為hm2；σi表示為第i 種種植植物與養殖業產生的農副產品平均產量，單位為kg·hm2；Ti表示為地i 種種植植物與養殖業產生的農副產品單價，單位為元/kg。大型廢棄礦山生態治理恢復后的防擴林建設的經濟效益可通過公式（2）進行計算：

公式（2）中，W'表示為恢復后防擴林產生的經濟效益，單位為元；L 表示為恢復后防擴林分攤效益系數，的取值可通過實地調查結合數理統計的方式獲取。

礦山生態治理恢復后產生的間接經濟效益體現在水土保持、防災減災等方面，同時可以有效降低企業的開銷，增加企業整體經濟效益。在大型廢棄礦山周圍的城鎮以及交通干道土地可以得到良好的恢復，進一步使土地增值。因此，將土地增值也算入到評價結果當中。將上述計算結果進行匯總，完成對大型廢棄礦山生態治理恢復能力的評價。

3 實驗論證分析

為驗證本文提出的評價方法在實際應用中具有一定的可行性，選擇某完成生態治理恢復的大型廢棄礦山作為實驗對象，該礦山總面積為26480km2，分別利用本文提出的評價方法與傳統評價方法對該礦山的恢復能力進行評價。將兩種評價方法對該礦山的生態效益和間接經濟效益分別進行評價，得到如圖1 所示的評價結果對比表。

表1 實驗結果對比（單位：萬元/hm2·年）

由表1 中的數據可以看出，本文提出的評價方法可以實現對大型廢棄礦山生態治理恢復能力的評價，并且得出的評價結果更接近礦山實際恢復能力。因此通過對比實驗證明，本文提出的評價方法具有更高的評價準確度，更滿足大型廢棄礦山生態治理恢復過程中對其恢復能力的評價。

4 結語

當前我國礦山企業的發展正面臨著嚴重的問題，例如國民經濟提升造成礦產資源需求量不斷提升；礦山周圍生態環境保護力度有待加強。當前我國礦山生態治理恢復的水平正處于緩慢增長狀態，同時在治理過程中，也會產生新的破壞。因此，為保證礦山生態的可持續發展，應當對礦山生態環境治理進行全面的開發，從而不斷提升礦山生態環境的治理能力，以此促進礦山企業資源開發與環境治理的和諧發展。