建筑石料矿山可持续发展评价指标体系的构建及应用

姚 震，肖劲奔

（1.中国地质大学 （北京），北京100083；2.中国地质调查局发展研究中心，北京100037）

建筑石料是现代土木建筑工程中用量最大用途最广的一种建筑材料，建筑石料矿山与其他矿山相比具有鲜明的特点，即储量丰富，对环境影响较小，受工程、地质、交通条件影响较大。但是建筑石料矿山多是露天开采，使其成为各地“青山挂白”、“山体破损”、“景观破碎”的主要原因。

矿山可持续发展是指矿山开采与社会经济发展需要相适应，在开发资源中取得良好的经济效益，保持相对稳定的资源储采比，并把对环境的损害限制在社会可容忍范围内的生产发展［1］。矿山可持续发展的目标是：资源集约节约利用，矿山环境得到有效保护，矿区土地及时复垦，矿山企业与地方和谐发展。

本文以矿山可持续发展目标为依据，选取相应合理指标构建建筑石料矿山可持续发展评价指标体系，并以瑞安建筑石料矿山为例，说明其应用。

1 指标体系构建的原则

1.1 系统性、层次性相结合

系统性是指要充分考虑可持续发展对资源、环境、经济、社会、安全等因素的要求；层次性是指要从不同层次对复杂系统进行表现，使可持续发展目标与影响指标有机结合起来。

1.2 科学性、可操作性相结合

科学性是指评价指标的构建与选取要符合自然规律；可操作性是指指标要具有可获取性、可测量性、可调控性，便于进行客观判断。

1.3 前瞻性、引导性相结合

前瞻性是指评价指标除了能反映行业一般水平外，还能提出建筑石料矿山可持续发展的更高要求；引导性是指评价指标要具有导向性，能动态地反映出建筑石料矿山可持续发展的趋势。

2 评价指标体系的构建

2.1 评价指标的选取

建筑石料矿山评价指标分为三个层次，分别是目标层、准则层和指标层。目标层综合评价了矿山的可持续发展度，能够反映某地区的绝对发展度和横向比较。准则层分为资源、环境、经济、社会、安全等五个方面，反应了矿山可持续发展的运行机理。指标层是评价体系的最底层，是直接获取评价数据的层次，反应了资源、环境、经济、社会、安全的发展程度［8］。三个层次的相互关系详见图1。

图1 建筑石料矿山可持续发展评价指标体系

2.2 评价方法

本文采取问卷的形式分别对学术专业人员、当地相关部门管理人员、矿山企业主进行了调查，主要调查了各指标的重要性，在此基础上，综合运用德尔菲法、层次分析法和数据标准化等方法来计算各矿山的可持续发展度，最后采用原因度分析方法对其进行评价。

2.2.1 德尔菲法确定评价标准

德尔菲法是一种专家预测方法，满分9分，依据系统的流程，采用匿名的方式，克服意见的相互影响，通过问卷调查，经过反复征询、商讨、归纳等方法使预测结果具有可靠性。

经德尔菲法反复预测，对分值平均数四舍五入，确定各评价指标最终值，得到以下几个评价标准（表1～6）。

2.2.2 层次分析法确定指标权重

层次分析法是对一些较复杂和模糊的问题做出决策的简单方法，特别是使用于难以完全定量分析的问题［12］。它把复杂的问题表示为结构层次，按照两两比较的判断矩阵计算权重值，并对原始数据进行标准化和排序。经层次分析法计算，得指标权重如表7所示。对矩阵最大特征值进行判断并进行一致性检验，如表8所示。经检验，CI＜0.1，通过检验。

表1 判断矩阵A－B

表2 判断矩阵B1－C

表3 判断矩阵B2－C

表4 判断矩阵B3－C

表5 判断矩阵B4－C

表6 判断矩阵B5－C

表7 指标权重

表8 判断矩阵最大特征值与一致性检验

2.2.3 数据标准化

数据的标准化是将数据按比例缩放，使之落入一个小的特定区间。各指标原始数据的量纲差异会影响评价结果的准确性，因此，需对原始数据进行标准化处理，使每一个变量都在共同的均匀化数值范围内。

对于正向指标，则有

对于负向指标，则有

极差标准化法使得数据落在［0，1］区间内，能够有效表示可持续发展度。其中，Xi为第i矿区的各原始数据，Xmin为各指标最小值，Xmax为各指标最大值。

3 瑞安市建筑石料矿山可持续发展评价

3.1 原始数据标准化

原始数据来源于瑞安市矿产资源统计年报，部分数据来源于实地勘测。标准化后结果如表9、表10所示。

3.2 评价结果

对标准化数据进行权重求和，得到各矿区可持续发展度，并用SPSS软件对可持续发展度进行聚类分析，将数据分类到不同的类，为归纳决策提供依据。各矿区可持续发展度及其分类见表11。

由于汀田矿区属于大型山体开发项目，资源储量丰富，主要供应远期围垦项目，用地拓展空间大，经济社会效益良好，矿山可持续发展较强；上干山、凤凰山、关头波山矿区属于海岛开发项目，重点供应近期围垦，交通便利，运输费较低，银岙、中北矿区储量较丰富，能够支持周边工业园区基建，可持续发展居中；其他矿区就近供应基础设施建设，相比较为最弱。

3.3 瑞安市建筑石料矿山原因度分析

决策试验与试验评估法是关于因素分析和识别的一种有效方法。该方法通过系统中各因素之间的逻辑关系与直接影响矩阵，计算出每个因素对其他因素的影响以及被影响度，从而得出每个因素的中心度与原因度［15］。中心度是指该因素的影响度与被影响度之和，表示该因素在评价指标体系中的位置和所起的作用大小；原因度指各因素的影响度和被影响度之差，若影响度大于0，则表示该因素对其他因素影响程度较大，若影响度小于0，则表示其他因素对该因素影响程度较大，则该因素为结果因素。原因度分析是对评价指标体系的重要补充，这种方法充分利用了现有的指标体系，对如何提高系统可持续发展度进行了科学的分析。

由相关专家和工作人员对各指标要素进行打分。其中0表示没影响，1表示影响程度较弱，2表示影响程度稍弱，3表示影响程度中等，4表示影响程度稍强，5表示影响程度较强。影响程度的选取以数值出现的最高频率为准，建立各要素的直接影响矩阵见表12。

表9 原始数据标准化

表10 原始数据标准化

表11 瑞安市建筑石料矿山可持续发展评价

表12 影响矩阵打分

根据上述直接影响矩阵，利用MATLAB软件计算出各指标因素的中心度和原因度，结果见表13。

表13 中心度与原因度值

从指标层要素分析结果来看，石料资源储量、矿山占地面积、剥离物体积、矿山区位优势、矿区单位面积产出、地质灾害区域等级的原因度大于0，建筑石料矿山的布局主要受以上因素影响较大，究其原因，主要是由于建筑石料矿山的选址受交通影响、工程地质条件影响较大，另外由于瑞安市用地面积紧张，各围垦工程、基础设施建设对建筑石料的需求急剧增加，石料资源储量、矿山占地面积等也成为主要影响因素。

4 瑞安市建筑石料矿山可持续发展政策建议

根据原因度分析，限制瑞安市建筑石料矿山发展的影响条件主有三种。一是矿山约束性条件，指能否在特定矿区开矿的硬性条件，主要包括矿区交通、矿体特征、矿山环境条件等。二是矿山预期性条件，指对矿山开采量和开采效益产生影响的因素，主要包括气候条件，水文条件、资源储量与类别等。三是矿山导向性条件，指对矿山产品产生外部影响的因素，主要包括产品价格，市场需求，产业集群等。矿山约束性指标具有否决性，矿山预期性指标具有可突破性，矿山导向性指标具有不可预测性。

根据影响条件的分析，当地政府通过科学设置三种规划目标，可以实现瑞安市建筑石料矿产资源的可持续性发展。一是约束性目标，是在预期性基础上进一步明确并强化了政府责任的指标，是对地方政府和国土资源部门提出的工作要求，政府要通过合理配置公共资源和有效运用行政力量，确保目标规划的实现。主要体现在规划分区管理、矿山数量控制、矿山最低开采规模、优势矿产资源保护、矿山生态环境保护与治理、公益性地质勘查工作等方面。二是预期性目标，是政府期望的发展目标，主要依靠市场主体的自主行为实现。政府要创造良好的宏观环境，制度环境和市场环境，并适时调整宏观调控方向和力度，综合运用各种政策引导社会资源配置，努力争取实现。主要体现在矿产品需求总量、开采总量、矿业产值及增长速度等经济指标上。三是导向性目标，是根据产业特征与市场规律引导性发展目标。主要体现在矿业权市场建设、开发利用基地建设、矿产资源综合利用、技术结构和矿产品结构调整、矿地综合利用、商业性勘查、矿产资源宏观管理体制改革等方面。

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［8］瑞安市国土资源局.瑞安市矿产资源规划（2006～2020年）［R］.2008.

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［10］李桂荣，王震，张金山.矿区可持续发展的定量评价模型［J］.包头钢铁学院学报，2000，19（2）：95－99.

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［14］瑞安市国土资源局.瑞安市矿产资源统计年表（2010～2012年）［R］.2012.

［15］谢立刚.宁波市北仑区普通建筑石料矿产资源开发利用研究［J］.长春工程学院学报：自然科学版，2012，8（1）：49－52.