基于模糊綜合評價的福建紫金山國家礦山公園綜合效益分析

李積普， 莊小靜， 謝紅彬

福建師范大學地理科學學院， 福建 福州 350007

礦業廢棄地(Wasteland)轉型是當今資源環境可持續發展的熱點問題.其中，礦山公園(Mine Park)是礦業廢棄地轉型的主要方式之一，是實現國土資源集約化、綜合化和高效化利用的重要途徑.建設礦山公園不僅可以改善環境、提高景觀質量，而且能刺激當地經濟復蘇、增加就業機會，同時為居民提供休閑游憩場所、改善了居民的生活質量.因此國內外許多礦業廢棄地通過進行生態修復，開展礦業旅游，從而形成良性循環.如德國魯爾區(Ruhr Area, Germany)、英國伊甸園(Eden Garden,UK)和美國帝國采礦州立歷史公園 (Empire Mine State Historic Park, USA)等礦業廢棄地通過合理規劃與建設，取得了良好的社會、經濟及生態效益，成為國際上礦業廢棄地轉型的典范.在我國，許多礦山(如南京冶山鐵礦、河北開灤煤礦、浙江遂昌金礦等)已經閉礦，華麗轉身為礦山公園；還有一些礦山邊開采邊修復(如福建紫金山金礦、湖南湘潭錳礦等)逐漸轉型為礦山公園，在未來會有更多符合條件的礦業廢棄地通過建設國家礦山公園重獲“新生”.那么從礦業廢棄地轉型為礦山公園綜合效益怎樣？如何對其轉型后的綜合效益進行評價？回答該問題就是對“綠水青山就是金山銀山”理念的最好踐行.

目前，國外學者對礦業廢棄地轉型研究集中在：Cooke(2002)和Marziliano(2013)等人對礦業廢棄地的生態恢復工程研究[1，2]；De Sousa等對礦業廢棄地轉型為綠色空間的綜合效益進行評價[3]；Doick等對礦業廢棄地轉型為綠色空間進行可持續性評價[4]等.國內學者對礦業廢棄地轉型的評價研究主要涉及礦業遺產旅游的效益評價[5]、對礦山轉型進行的游憩開發與適宜性評價[6，7]以及對礦區生態環境修復的效益評價[8].綜上可以看出，國內對礦業廢棄地的評價多集中在生態或旅游單一效益，缺乏對生態、社會和經濟效益的綜合考量.因此，本文以福建紫金山國家礦山公園為例，從社會、經濟、生態三方面建立評價指標體系，對礦業廢棄地時期和建設礦山公園后的綜合效益進行評價，并根據評價結果提出后續發展建議.這既可以豐富旅游效益評價研究、完善礦業可持續發展評價體系，也可以為紫金山國家礦山公園進一步發展提供意見，也為國內其他礦業廢棄地的轉型以及礦山公園的發展建設提供決策參考.

1 研究區概況

紫金山金銅礦位于福建、江西、廣東三省交界處的龍巖上杭縣以北14.6 km處.紫金礦山是我國著名的有色金屬礦山，具有特色鮮明的“上金下銅”礦產構造，在2008年被評為“中國第一大金礦”.紫金山礦產主要分為金礦區和銅礦區兩個部分，金礦區已開采完畢.長期的礦業開采使紫金山生態環境和原有景觀遭到嚴重破壞，地表裸露、水土流失、水質下降進而導致生物多樣性減少，環境質量下降.同時，來自多方面的壓力和紫金礦業為了營造良好企業形象使得礦業廢棄地向礦山公園轉變.在礦山公園修建過程中建設了植物園、地質礦產博物館、觀景臺等，使紫金山成為集生態修復、科普教育、觀光游覽為一體的生態旅游景區，成為“引領全國礦山生態恢復的典范”.紫金礦區2004年成為全國首批工業旅游示范點，2005年成為首批28家國家礦山公園之一，面積達30 km2，于2011年11月26日正式開園.公園分三期建設，預計2020年全部建成.

2 評價方法與數據來源

2.1 構建綜合評價指標體系

礦山公園的綜合效益評價涉及到生態、經濟和社會多個層次，需要選取多維指標，對其進行橫向、縱向比較才能得到準確的結果.因此，本研究依據科學性、可持續性、完整性和簡明可操作性等原則，基于前人的相關研究[9～12]，結合礦山公園建設實際，利用頻度統計法(Frequency statistics)和德爾菲法(Delphi Method)從社會、經濟和生態三個方面來構建礦業廢棄地再開發為礦山公園綜合效益評價指標體系.該指標體系(表1)主要包括3個目標層，6個生態效益指標，2個經濟效益指標和8個社會效益指標.只有定性指標和定量指標相結合[13]，才能更詳細全面地評價礦山修復前后的綜合效益，才能更好地體現礦山公園的綜合效益.

表1 從礦業廢棄地到礦山公園綜合效益評價指標Tab.1 Comprehensive benefit evaluation indicators from mining wasteland to mine park

2.2 評價方法與模型構建

本研究采用模糊綜合評價法(Fuzzy comprehensive evaluation，FCE)來構建從礦業廢棄地轉型到礦山公園的效益評價模型.FCE依據模糊數學的隸屬度最大原則把定性評價轉化為定量評價，通過克服傳統數學方法結果單一性，將不確定的信息轉化為模糊概念，用來解決模糊的、難以量化問題的評價，計算結果清晰、系統性強[14].評價過程中用到的指標權重采用層次分析法(Analytic hierarchy process，AHP).AHP是一種定性與定量相結合的決策分析法，常用于多目標、多準則、多要素、多層次的非結構化的復雜決策問題，具有十分廣泛的實用性[15].

(1)確定指標集和評價集

設評價指標集U={u1，u2，...，un}，u1，u2,...,un為同一層上的評價因子.設評價等級分五個等級，即V={A,B+，B,C+，C}，依次表示效益很好、效益較好、效益一般、效益較差、效益很差.

(2)確定指標權重

利用AHP的1～9標度法通過構造判斷矩陣，之后進行一致性檢驗，可得出綜合效益評價中各個指標權重，則M={m1,m2,…,mi}，其中M為U的模糊子集，mi≥0.

(3)確定評價隸屬度矩陣

利用百分比統計法，以紫金礦業廢棄地和紫金山礦山公園各指標效益具體數值作為確定隸屬度的參照標準，邀請多位專家對礦業廢棄地和礦山公園各評價指標效益進行統計計算，得到礦山公園建設前后各評價指標的隸屬度，結果見隸屬度矩陣R.

其中，ru1,ru2,…,ruk表示指標體系中第uk個評價因子在評價等級V上的一個單因子評價，rij表示評價指標在評價等級上的隸屬度.

(4)模糊綜合評價

綜合效益B=M×R，其中B表示效益評價結果，M表示指標權重集，R表示隸屬度矩陣.

2.3 數據來源

礦山公園的綜合效益主要包括生態效益、經濟效益和社會效益.

在生態效益指標中，凈化空氣效益和涵養水源效益中涉及的林地面積數據來自紫金礦業公布的環境影響報告書和社會報告書.土壤重金屬、土壤侵蝕量和群落多樣性等指標初始數據來源于彭東海、侯曉龍、莊凱等人[16～19]對紫金山礦山公園建設過程中不同的生態恢復階段物種多樣性和土壤質量的調查結果.景觀美學質量評價中礦山公園的照片由作者在公園內部實地拍照，礦業廢棄地的照片由公園管理處提供.在獲得基礎數據的基礎上，各指標利用相應方法進一步計算而得出(表2).

表2 生態效益各指標計算方法Tab.2 Calculation method of various indicators of ecological benefits

在經濟效益指標中，選取了年游客接待量和旅游投入比兩個指標，本研究的經濟效益單純指金礦廢棄地區域開展礦業旅游帶來的收益.景區年接待游客數量來自紫金山國家礦山公園管理處.旅游投入比是旅游收入和旅游投入的比值.旅游收入主要指門票收入，旅游投入主要指公園建設中的各種成本，出自紫金山國家礦山公園綜合考察報告和總體規劃報告.礦山公園自2011年～2016年底，年平均游客1.5萬人次，總量約7.5萬人次，門票20元，總收入為150.006萬元.紫金山礦山公園中的主碑、博物館、植物園等項目建設成本為368萬元.

在社會效益指標中，數據主要來自實地訪談和問卷調查，問卷采取李克特量表5分法，調查地點在福建紫金山礦山公園及附近村莊、上杭縣城等地，共發放問卷363份，剔除無效問卷24份，得到有效問卷339份，有效率為93.4 %，并利用SPSS 22.0軟件對問卷進行社會人口學特征和信度分析(α信度系數0.803)，問卷數據具有較高的信度，可用于研究.

3 評價結果分析

本研究以礦業廢棄地轉型為礦山公園綜合效益評價的目標層，以生態、經濟、社會3個效益為準則層，以凈化空氣、年游客接待量、改善礦區形象等為指標層，根據相應的計算方法以及問卷調查的結果，計算得到各個評價指標的效益值(表3).同時采用AHP法，通過構造判斷矩陣、矩陣歸一化處理和一致性檢驗等數學計算，得到各個指標的相對權重和組合權重(表3).權重計算結果表明，從礦業廢棄地轉型為礦山公園，其生態效益權重為0.669，經濟效益權重為0.092，社會效益權重為0.239.因此，礦山公園建設中最直接最為重視的就是生態效益，利用生物修復技術改善礦區生態環境顯得尤為重要.

表3 從礦業廢棄地到礦山公園各評價指標的效益值及權重Tab.3 Benefit values and weights of evaluation indicators from mining wasteland to mine park

3.1 隸屬度分析

根據表3得到的從礦業廢棄地到礦山公園轉型中16個評價指標的具體數據，采用百分比統計法，邀請21位專家對這些指標進行評判，得出各評價指標隸屬度(表4)，并根據最大隸屬度原則確定評價等級.從計算結果可以發現，建設礦山公園之前(即礦業廢棄地)，除了恢復生物多樣性(X6)等級為C+級外，其他所有指標隸屬等級皆為C級，等級偏低，說明礦業廢棄地的轉型迫在眉睫.建設成礦山公園之后，所有指標效益等級都有所提升，除經濟效益兩個指標隸屬等級為C+級外，其余指標隸屬等級都為B級及以上，尤其是涵養水源(X2)、提高景觀美學質量(X3)、年接待游客量(X7)、旅游投入產出比(X8)、礦業遺址保護(X12)、科普教育價值(X15)等指標，建設礦山公園之后具體指標隸屬等級達到A級，由此可見，礦山公園的建設能顯著提高各個指標的隸屬等級.

表4 各評價指標因子隸屬度統計表Tab.4 Membership of evaluation indexes

3.2 綜合評價

根據礦山公園建設后各個指標的隸屬度(表4)，利用模糊綜合評價公式，計算得到各個指標的具體數值，并判斷隸屬等級.如：

礦山公園生態效益：F1=Y1×R1=[0.356 2 0.414 8 0.228 2 0 0]

根據隸屬度最大原則，礦山公園建設前，土地為廢棄地時的生態效益等級為C級，效益不佳，礦山公園建設后的生態效益等級為B+級，效益較好.

為了更直觀地體現各個指標的具體效益，本文參照土地整治項目的相關標準[27]，對上文中的模糊綜合評價結果進行分值測算.將等級A、B+、B、C+、C分別賦值100、80、60、40、20，記做T(100，80，60，40，20)，各效益的分值S=F×T，由此得到紫金山國家礦山公園建設前后各效益的分值,結果如下(表5).

表5 礦業廢棄地和礦山公園效益評價結果等級表Tab.5 Class of benefit evaluation of Mt.Zijin mining wasteland and national mine park

(1)生態效益.在礦業廢棄地階段，其生態效益值為26.16，建設成礦山公園后提升到82.56，得分最高，提升幅度最大.同時，生態效益等級由C上升到B+.這說明礦山公園的建設使礦區的生態效益明顯提升，生態效益是最直接最容易提升的效益.但是，其生態效益等級仍未達到A級，這表示礦山公園在生態方面仍需加強建設.

(2)經濟效益.在礦業廢棄地階段，其經濟效益值為20，建設礦山公園后提升到41.9，得分最低，提升幅度最小，礦山轉型的經濟效益等級由C提升到C+.由此可知，建設礦山公園，發展礦業旅游，雖然能獲取一些經濟收益，提高經濟效益.但是，目前影響該礦山公園綜合效益進一步提升的也是經濟效益，經濟效益依然是制約綜合效益的主要因素.

(3)社會效益.在礦業廢棄地階段，其社會效益值為23.59，建成礦山公園后社會效益值提升到82.24，效益值提升幅度僅次于生態效益.效益等級由C提升到B+，可見建設礦山公園可以顯著提升礦區的社會效益，可以給周邊地區及居民帶來一定的社會效益，改善礦區的社會環境，緩解礦區與當地居民的矛盾.

(4)綜合效益.礦山公園建設前，綜合效益分值為24.98，評價等級為C；礦山公園建設后的綜合效益分值為78.73，評價等級為B+，總體評價等級為良好，提升幅度明顯.總體上來說，礦山公園建設初步實現了生態效益、經濟效益和社會效益的統一，為紫金山礦區帶來了較好的生態效益和社會效益.

4 結論與討論

基于上文研究，得出以下結論：(1)福建紫金山從礦業廢棄地轉型為國家礦山公園，各個評價指標等級和社會、經濟、生態效益值均有明顯提升，這表明紫金礦山轉型是成功的.(2)從6個生態效益指標、2個經濟效益指標和8個社會效益評價指標來看，通過國家礦山公園建設，各個指標的效益等級顯著提升，多數指標實現了等級的躍升，除經濟效益兩個指標(年游客接待量和旅游投入比)等級為C+級外，其余指標等級都上升為B級及以上.(3)從生態、經濟和社會效益來看，國家礦山公園建成后，生態效益和社會效益等級都由C級達到B+級，效益提升明顯；經濟效益等級從C級提升到C+級；綜合效益得到B+級，但是各效益等級均未達到A級,尤其是旅游經濟效益不佳，成為礦業廢棄地轉型后綜合效益的主要制約因素.因此，紫金礦業今后要著重實現旅游經濟效益的提升，使得生態、經濟和社會三方面協同發展，從而共同創造礦山公園的綜合效益.

結合本文的調查分析結果，針對紫金山礦山公園目前的發展現狀，提出以下建議：(1)在生態方面，礦區生態環境修復是一項周期長任務艱巨的工作，要對礦區修復情況進行有效監測和監督，切實維護好修復成果.(2)在社會層面，政府部門應該加大對礦山公園發展的重視與支持，對礦山公園進行管理和維護，確保礦山公園改造安全有序進行.紫金礦業也要在公園旅游開發方面加大投入，提升公園競爭力，在礦山公園建設與運營中要調動當地居民的積極性，增大居民參與力度.(3)在礦業旅游經濟方面，要加強基礎設施建設，可以進行場地舊材料再利用，既減少旅游開發成本，也可以凈化環境.同時，由于紫金礦山邊開采邊修復，要做好采礦和礦業旅游的協調，提高旅游安全水平.此外，礦山公園可以和周邊知名的旅游景點(如古田會議會址、永定客家土樓等)加強合作，并積極開展研學旅行活動，讓游客體會到礦業旅游、紅色旅游和鄉村旅游的不同風光，開拓眼界，滿足他們求知的心理需求，實現雙贏.

在礦山公園綜合效益評價中，指標體系的建立仍然是一個重點和難點.由于紫金礦山的特殊性(邊開采邊修復)、土地污染的敏感性和礦產資源數據的保密性等問題，使得研究數據獲取難度大，因此文中選取的指標體系尤其是經濟效益指標有待進一步完善.