武漢市工礦廢棄地生態修復分類施策研究

彭麗娜　童秋英　董普俠　余意偉

摘 要：國土空間生態修復治理是推進新時代生態文明建設的重要內容，工礦廢棄地復墾則是國土空間生態修復的重要組成部分。本研究基于土地利用現狀調查和遙感影像等數據，構建分類適宜性評價指標體系，采用限制性因素法和加權綜合疊加法進行復墾適宜性評價來分析武漢市工礦廢棄地復墾潛力。結果表明，不同類型工礦廢棄地復墾的適宜方向差異較大，且不同類型的評價等級越高越適宜，等級越低修復難度越大。分類適宜性評價指標體系和適宜性評價模型，可為確定市域國土空間工礦廢棄地復墾潛力測算提供科學方法，進而為類似區域工礦廢棄地生態修復分類施策提供科學依據。

關鍵詞：工礦廢棄地;生態修復;復墾適宜性評價;分類施策

中圖分類號：S181 文獻標識碼：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20201130038

引言

現階段土地整治向國土綜合整治與生態修復轉型，地處長江經濟帶的各個城市立足“創新、協調、綠色、開放、共享”及長江大保護生態發展理念，推進新時代城市生態文明建設，以生態系統修復打造美麗生態國土[1]。由于產業結構優化升級、礦產資源整合和產能過剩行業關停等原因產生了大量工礦廢棄地[2]。工礦用地對城市的經濟和社會發展作出了重要貢獻，但廢棄后不僅占用了大量的土地資源，而且易引發礦區土壤污染、土壤侵蝕和滑坡等負面生態環境影響[3]，因此，工礦廢棄地復墾與治理顯得意義重大，并成為當前國土空間生態修復的重要內容。西方發達國家自1960年開始礦區土地復墾研究，不僅土地復墾立法比較完善[4]，還在土地復墾技術[5]和選擇復墾適宜種植的地表植物[6]等方面展開了大量研究。我國從1980年才開始關注礦區土地資源的生態修復和治理，隨著技術和研究的深入，對礦區復墾的研究內容也日趨廣泛，包括對礦區復墾理論研究[7]、適宜性評價[8]和潛力分析[9，10]、后期復墾實施效果評價[11]、復墾前后的景觀生態格局變化及生態效應[12]，以及對工礦區的生態修復系統重建[13]和復墾項目規劃設計[14]等方面。

本研究在眾學者探究的基礎上，面向生態修復分類施策考慮，以工礦廢棄地圖斑為評價單元，構建了不同復墾類型的適宜性評價指標體系，通過層次分析法和熵權法組合確定各指標權重，依據評價結果確定復墾適宜地類，測度復墾潛力，提出分類施策建議，為國土空間工礦廢棄地生態修復提供科學的量化方法。

1 研究區概況與數據處理

武漢市地處中國中部，是長江中游特大城市、湖北省省會，中國重要的工業、科教基地和綜合交通樞紐。作為典型的快速城市化地區，武漢常住人口城市化率由1978年的47.4%上升到2018年的80.29%。武漢市2009—2017年采礦用地減少了31.88hm2，下降幅度為0.79%，與武漢市近5a來逐步推進礦山環境治理和土地整治工作密切相關。根據武漢市礦山地質環境調查報告和《武漢市礦山地質環境恢復和綜合治理規劃》，研究區尚有84個廢棄礦山地質環境沒有得到有效治理，破壞面積達849.62hm2（見圖1）。

本研究采用數據主要包括武漢市2018年度土地利用變更調查成果、武漢市工礦廢棄地實地調查數據（包括工礦廢棄地實測地形和實測范圍數據、實地照片、損毀程度和復墾難易程度等）、耕地地力評價成果、30m分辨率數字高程模型（DEM）和武漢市統計年鑒（2010—2018年）。

2 研究方法

2.1 分類依據

根據已有研究及第三次國土調查成果，武漢市工礦廢棄地復墾以廢棄礦山類型作為分類依據，主要劃分為崖壁型、斜坡型、礦坑型、生態紅線及長江大保護范圍內4種類型。復墾方向確定原則為礦坑型廢棄地考慮多地類適宜，且按照評價最高分結合規劃綜合確定復墾方向;斜坡型和崖壁型考慮單地類即林地適宜方向;處于生態紅線和長江大保護10km范圍內的工礦廢棄地，只考慮耕地和林地適宜，并以最高分確定復墾方向。

2.2 土地復墾適宜性評價

土地復墾潛力是在一定資金、技術和資源環境基礎上，采取工程、生物和植被重建等措施，將廢棄地復墾后增加的土地轉變為其它適宜用途方向的潛在能力，目前常用土地復墾適宜性評價確定復墾適宜方向[15]。結合武漢市實際調研數據，考慮計算指標數據的可獲得性，本研究工礦廢棄地復墾適宜性評價選擇加權綜合疊加法和限制性因素法，是提出生態修復分類施策的科學依據。

2.2.1 評價體系構建及指標測算

根據已有研究[15]，結合地理基礎數據及實地調研情況，本研究從礦坑條件、地形條件、水文條件、區位條件和周邊地類5個方面選取13個指標作為復墾適宜性評價主導因子（見表1）。限制性因素法是針對工礦廢棄地的特殊性選擇了坡度、灌溉條件和地質環境修復難度作為限制性因素，篩選出處于限制性范圍內的圖斑。如果廢棄地圖斑坡度大于25°或無灌溉條件，或有嚴重地質災害，則不管其它指標分值多高，該廢棄地不適宜復墾為耕地。

工礦廢棄地斑塊形狀及大小各異，且分布較為零散，因此復墾方向盡量與周邊土地利用方向保持一致，這是改善礦區生態、消除不利環境影響必須依據的重要原則[16]。借助Fragstats模型計算Shannon′s多樣性指數（SHDI）和復墾地類占比共同作為地類空間連片性的測度指標，SHDI公式如下：

SHDI=-∑^m_i=1（p_i×lnp_i）（1）

在景觀級別上，SHDI等于各斑塊類型的面積比乘以其值的自然對數之后的和的負值。SHDI=0表明整個景觀僅由一個拼塊組成;SHDI增大，說明拼塊類型增加或各拼塊類型在景觀中呈均衡化趨勢分布。

2.2.2 組合賦權法確定權重

本研究采用層次分析法與熵權法進行組合賦權來確定各類適宜性評價指標體系的權重。假設層次分析法各指標的權重分別為W=W1，W1，…，Wn;熵權法各指標的權重分別w=w1，w1，…，wn，則組合賦法第i個指標的權值如下公式（2），得出最終的組合權重W=W1，W2，…，Wn。

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（責任編輯 周康）

收稿日期：2020-10-31

作者簡介：彭麗娜（1980-），女，博士，工程師。研究方向：土地政策、土地評價;董普俠（1982-），女，碩士，高級工程師。研究方向：土地整治、土地管理;余意偉（1993），男，碩士，助理工程師。研究方向：土地信息、土地生態;通訊作者童秋英（1968-），女，本科，正高職高級工程師。研究方向：土地信息、土地政策和土地管理。