歷史遺留廢棄采礦用地復墾潛力評價研究

周文濤，孔祥蕓，張 鑫

（1.北京數慧時空信息技術有限公司，北京 100080；2.煙臺市自然資源和規劃局，山東 煙臺 264003）

評價單元的劃分是進行廢棄采礦用地復墾潛力評價的基礎，這將決定廢棄采礦用地復墾潛力評價的準確度。國內外對廢棄礦區復墾潛力的評價有很多方法。本文以煙臺市單個廢棄采礦用地劃分評價單元，結合第三次全國國土調查、第一次全國地理國情普查等數據，提取廢棄采礦用地圖斑，利用地塊法進行了分析。

1 評價指標的選取

本文選取了3項11類與復墾潛力密切相關的指標，對煙臺市歷史遺留廢棄采礦用地的896塊圖斑進行評價。

1.1 地學條件

1.1.1 地貌類型

利用煙臺市最新的行政區邊界線，獲取最新年度的、分辨率最高的數字高程模型數據。在ArcGIS軟件平臺下，根據高程差和平均海拔確定地貌類型。

1.1.2 田面坡度

地形坡度的高低決定著耕地中水土和養分的流失程度，在一定程度上影響廢棄采礦用地復墾后耕地的質量。根據第三次全國國土調查中的坡度圖圖層，獲取每個評價單元坡度屬性值，若存在多個坡度，以面積最大為準。

1.2 耕作條件

1.2.1 灌溉保證率

灌溉保證率是指耕地灌溉得到充分滿足的比率。提取第三次全國國土調查地類圖斑層的河流（1101）、湖泊（1102）、水庫（1103）等水源作為參考圖層，利用鄰域分析計算評價單元到水源的最短距離。

1.2.2 排水條件

排水條件是指灌溉后（或雨后）從地表積水情況判斷其排水能力。煙臺市的排水條件主要察看有無健全的干、支、斗、農排水溝道體系，從第三次全國國土調查地類圖斑層提取溝渠（1107）、干渠（1107A）、水工建筑（1109）進行空間分析。以采礦用地的中間點為緩沖區，將到達溝渠等排水體系的最短距離作為評價指標。

1.2.3 地塊狀況

地塊狀況是指地塊起伏和高差的合理程度、地塊形狀規整度、地面平整度。田面平整度與地形指標中坡度、坡向存在交叉，因此地塊狀況只考慮地塊的規整程度。

1.2.4 田間道路通達度

田間道路通達度是指在進行農業生產活動時地塊到主干路的便利程度。耕地到田間道路的距離越近且耕地周圍的道路網越密集，表明田間道路通達度越好。為了獲取該數據，利用ArcGIS軟件平臺，以第三次全國國土調查數據中的田間道路（1104）、公路（1103）為底層數據，計算各地塊圖斑幾何中心至田間道路的直線距離，按照獲取的距離遠近，劃分等級，賦予相應的分值。

1.2.5 耕作距離

耕作距離代表耕地到農村居民點的距離。農村居民到達地塊距離的遠近決定著其機械耕作的效率，進一步影響耕地質量。該數據以第三次全國國土調查的城鎮村居民區為基準，在ArcGIS軟件平臺利用空間分析的緩沖區分析法進行計算，獲得不同半徑的緩沖區，實現城鎮村居民區在二維空間的擴展。空間連接將獲取的耕作距離數據賦予評價單元圖斑中。

1.3 周邊土壤性狀

1.3.1 耕地距離

耕地距離代表評價單元（歷史遺留廢棄采礦用地）到耕地的距離。該數據以第三次全國國土調查的耕地（01）為基準，在ArcGIS軟件平臺利用空間分析的緩沖區分析法進行計算，獲得不同半徑的緩沖區，實現耕地在二維空間的擴展。空間連接將獲取的耕地距離數據賦予評價單元圖斑中。

1.3.2 有效土層厚度

有效土層是指母巖之上的土壤層和松散的母質層，其為農作物根系提供生長空間、水分、養分等。有效土層厚度影響耕地蓄水、排水的調節能力，因此也影響耕地質量。

1.3.3 耕層質地

耕層質地是指土壤中直徑各不相同的礦物顆粒的組成情況。土壤一般分為砂土、壤土和黏土三類。其中，黏土有利于保肥、保水，砂土和壤土有利于土壤透氣。

1.3.4 有機質含量

土壤有機質是指土壤中含碳的有機物質。利用煙臺市農業部門土壤有機質實測數據，進行賦值。由于基數較大，可采用拉斐爾法進行異常值處理。

2 評價指標權重的確定

下面利用自然斷點法劃分指標等級。要對數據進行劃分，以確保每組數據內部最相似，并且與其他組數據最相異。數列中存在一些轉折點和斷點，這些斷點具有統計學意義，可以把研究對象分成性質類似的群組。各評價指標的權重如表1所示。表中，灌溉保證率與有機質含量的單位均為%；耕作距離與耕地距離的單位均為m；有效土層厚度的單位為mm；田面坡度單位為度（°）；其他參數為無量綱。

3 指標體系的構建

本文在前人研究的基礎上，選擇專家評分法進行指標體系的構建。歷史遺留廢棄采礦用地復墾潛力指數根據每個評價單元的各項指標得分與權重進行計算。根據表1復墾潛力指標中的11個二級指標得分，采用加權求和法確定廢棄采礦用地復墾潛力指數，計算公式為：

表1 歷史遺留廢棄采礦用地復墾潛力評價指標劃分

式中：N為評價單元的復墾潛力指數；w為二級指標i的得分值；f為二級指標i的權重；n為二級指標的個數。

計算復墾潛力指數后，采用自然斷點法進行等級劃分，并繪制等級圖。

4 結論

評價結果顯示，經加權求和，歷史遺留廢棄采礦用地的復墾潛力指數介于56.2～97.5。以該范圍為基準，自行輸入斷點值，從優到差將復墾耕地質量分為5級，一級耕地質量最好，五級耕地質量最差。一級耕地的綜合評分不小于90.8；二級耕地的綜合評分為[86.3，90.8）；三級耕地的綜合評分為[81.0，86.3）；四級耕地的綜合評分為[73.7，81.0）；五級耕地的綜合評分小于73.7。從各級耕地面積占比來看，一級耕地占17.89%，二級耕地占29.37%，三級耕地占比最高，為41.16%，四級耕地占9.21%，五級耕地占比最小，為2.37%。