平煤天安股份五矿矿区土地系统生态环境压力评价

张新　周文武

摘要：采用专家判读、AHP法、指数衰减法、加权法对平煤天安股份五矿矿区土地系统存在的生态环境压力进行了综合评价。结果表明：平煤天安股份五矿矿区土地系统生态环境总压力整体为，轻度环境压力（202hm2，3290%）>中度环境压力（190hm2，3094%）>中高度环境压力（154hm2，2508%）>高强度环境压力（68hm2，1107%）。其中，资源消耗压力A2最大，其次为环境污染压力A3、生产规模压力A4，自然环境压力A1最小。在评价基础上利用矿区土地的自然环境压力和人为生产压力的分异性，将矿区的土地系统分为保护型、消费型、生产型和调和型4种土地生态功能类型和11种土地生态类型区；平煤天安股份五矿矿区土地利用状况呈现不合理的利用状态，主要体现在具有生态保护功能的保护型土地生态系统的总面积仅为494hm2，占地比例为131%。

关键词：平煤天安股份五矿；土地系统；生态环境压力；土地生态功能类型

中图分类号：TD88文献标识码：A文章编号：1674—9944（2014）09—0211—03

1引言

近100年来，煤炭是我国的重要能源，占一次性能源的70%左右，煤炭资源开采对土地和环境的破坏相当惊人，由于重视自身利益，而对矿山的维护和环境建设不够重视，对废弃矿山的恢复性处理更是由于种种原因而被搁置，致使部分地区出现较为严重的表土剥离、水土流失，并发生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等危害性较大的地质灾害。

平煤天安股份五矿由于近60年的开采具有丰富矿区可供项目研究，其矿区内长期以来的生产活动，产生了矿区不同土地利用类型，各土地利用类型单元承受着不同的生态环境压力，其外在表现出不同的生态功能[1，2]。本文通过对平煤天安五矿矿区各土地系统生态环境压力进行评价，为实现平煤天安股份五矿矿区土地生态环境建设提供思路。

2研究区概况

平煤天安股份五矿矿区总面积为614hm2，矿区呈现豫西断隆、华北断拗和北秦岭褶皱的交接部位，矿区地面对应位置在龙山——擂鼓台一线低山丘陵和北部丘陵向平原过度地区，矿区对应地表为低山丘陵及山前坡地，地势中间高，南北低，最高点位于龙山庙西坡，标高+31625，最低点标高+120，地表山体主要有小山、锅底山等，地表主要有建筑物：山庄、马沟、龙兴、程家庄、户口、平效烟站等村庄。矿区内大的地表水体为汝河、沙河、湛河（上游为乌江河）与白龟山水库相连接的北干渠。区内冲沟发育，有季节性溪流注入沙河、汝河，地表排泄条件良好。

平煤天安股份五矿矿区属南暖温带半干旱季风气候。根据平顶山气象站的资料，历年来最大降雨量13236mm，最小降雨量3739mm，平均降雨量7426mm，雨季一般集中在6～9月份。历年最大蒸发量2825mm，最小蒸发量14905mm，年平均蒸发量18804mm，蒸发量大于降雨量。历年最高气温426℃，最低气温-188℃，年平均气温149℃。风向随季节变化，夏季多为东南风和南风，秋、冬季多为西风和西北风，最大风速24m/s，年平均风速28m/s。

矿区土壤类型主要为淋溶褐土和钙质褐土为主，土层深厚01～03m，耕性较好。矿区内林地、耕地极少，主要为表现为沟坝地、草地和荒地，植被覆盖率在128%左右。

平煤天安股份五矿在长期的煤炭开采活动以及其相关产业的发展过程中，导致境内生态环境污染、矿区塌陷、水土流失、煤矸石堆积等问题日益严重[3，4]，使其对整个矿区的土地生态系统产生了巨大的压力。

3评价思路与指标选取

3.1评价思路与方法

本文在实地调查数据、平顶山市统计年鉴、平顶山市水资源公报等相关资料进行分析基础上，结合平煤天安股份五矿矿区地形图、土地利用现状图按每公顷作为一评价单元对平煤天安股份五矿矿区土地系统划分出614个独立的土地系统评价单元[5～7]，然后建立以体现平煤天安股份五矿矿区生态环境破坏规律与矿区实际特点的矿区土地系统环境压力评价指标体系，最后采取专家判读、AHP法、指数衰减法、加权法对平煤天安股份五矿矿区土地系统存在的生态环境压力进行综合评价。

3.2评价指标选取

矿区土地系统生态环境压力由多重因果关系，多维的因素组成[5]。本文依据矿区的自然环境与矿业生产布局的分异性，结合矿区土地的地形地貌、水热分配、土壤分布、以及村镇居民点分布、矿产布局及其相关产业的活动等因素，选取自然资源压力A1、资源消耗压力A2、环境污染压力A3与生产规模压力A4作为平煤天安股份五矿矿区土地系统生态环境压力一级评价指标（因子层），然后选取各因子层的关键影响因素作为二级评价指标（指标层），最后采取专家判读、AHP法对各指标权重进行赋值。平煤天安股份五矿矿区土地系统环境压力评价体系见表1。

4评价结果与分析

依据平煤天安股份五矿矿区土地系统生态环境压力评价体系，采用指数衰减法计算其压力指数，如公式（1）、（2）所示；最后采用加权法进行不同级别指标的计算，具体如公式（3），（4）：

式中：fi为第i社会经济压力因子作用分值；Mi为i社会经济压力因子规模指数；dc为某地块与i社会经济压力因子中心点的距离；d为该社会经济压力因子影响半径；r为相对距离。

对于某地块的社会经济压力指数由多种社会经济压力组成的，采用公式4计算。

式中：F为某地区社会经济压力总作用分值；n为某地区社会经济压力的因子数；fi为第i社会经济压力作用分值。

P为平煤天安股份五矿矿区土地系统生态环境压力，Wi和Wj为权重，Bi和Ai为各级指标的压力。通过上述方法对平煤天安股份五矿矿区各单元土地系统生态环境压力进行评价，结果如表2所示。

由表2可知，平煤天安股份五矿矿区各单元土地系统生态环境总压力整体为，轻度环境压力（202hm2，3290%）>中度环境压力（190hm2，3094%）>中高度环境压力（154hm2，2508%）>高强度环境压力（68hm2，1107%）；其中，资源消耗压力A2最大，其次为环境污染压力A3、生产规模压力A4，自然环境压力A1最小，具体体现在压力指数在06以上的土地单元数量所占单元总数的比例，资源消耗压力A2为436%；环境污染压力A3为420%；生产规模压力A4为352%；自然环境压力A1为238%。endprint

5矿区土地系统生态类型划分

不同的土地单元所表现出不同的土地生态功能与其承受的生态环境压力有关，因此，依据矿区土地评价单元的自然环境压力A1和人为生产压力B1的分异性（将资源消耗压力A2、环境污染压力A3以及生产规模压力A4并为人为生产压力B1），将矿区的土地系统按照其生态环境压力的特点分为保护型、消费型、生产型和调和型等4种土地生态功能类型[8，9]，如表3所示。

表3平煤天安股份五矿矿区各土地生态功能类型的环境压力划分

压力指数1生产型土地系统1保护型土地系统1消费型土地系统1调和型土地系统自然环境压力A11<0.410.6～0.81>0.810.4～0.6人为生产压力B110.4～0.610.2～0.41<0.2或>0.810.6～0.8

注：人为生产压力B1=（资源消耗压力A2×0.2+环境污染压力A3×0.35+生产规模压力A4×0.2）/0.75

其中，主要表现为工矿废弃地以及人为扰动最大的交通线、厂矿生活区等人工消费型土地生态系统人为生产压力为主导压力，其生态系统的功能表现为物质与能量的自发性消费；调和型土地生态系统其工矿生产等人为生产压力为主导压力，主要分布在矿井生活区与乡村结合带，该地带特点为人为生产压力较大、生态条件适中，土地系统的生态功能不较复杂，表现出以上几种功能的调和兼备。

将平煤天安股份五矿矿区土地系统依据土地生态功能类型划分为平川地生产型、沟川地生产型、经济林生产型、沉陷地保护型、湿地保护型、坡地保护型、土石坡荒地消费型、工矿废弃地消费型、交通住宅消费型、工矿电站生态经济调和型和园林绿地调和型等11种土地生态类型区（表4）。平煤天安股份五矿矿区土地利用状况呈现不合理的利用状态，主要体现在具有生态保护功能的保护型土地生态系统的总面积仅为494hm2，占地比例为131%。

6结语

（1）平煤天安股份五矿矿区各单元土地系统生态环境总压力整体为，轻度环境压力（202hm2，3290%）>中度环境压力（190hm2，3094%）>中高度环境压力（154hm2，2508%）>高强度环境压力（68hm2，1107%）；其中，资源消耗压力A2最大，其次为环境污染压力A3、生产规模压力A4，自然环境压力A1最小。

（2）依据矿区土地评价单元的自然环境压力A1和人为生产压力B1的分异性，将矿区的土地系统按照其生态环境压力的特点分为保护型、消费型、生产型和调和型4种土地生态功能类型和11种土地生态类型区。

（3）平煤天安股份五矿矿区土地利用状况呈现不合理的利用状态，主要体现在具有生态保护功能的保护型土地生态系统的总面积仅为494hm2，占地比例为131%。

2014年9月绿色科技第9期参考文献：

[1] 张爱国，张淑莉，秦作栋.土地生态设计方法及其在晋西北土地荒漠化防治中的应用[J].中国沙漠，1999，19（1）：46～50.

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[6] 赵同谦，郭晓明，徐华山.采煤沉陷区耕地土壤肥力特征及其空间异质性[J].河南理工大学学报：自然科学版，2007，26（5）：588～592.

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[8] 王仰群.土地生态设计原理和应用研究[J].地域研究与开发，1990，7（3）：34～37.

[9] 卞正富，翟广忠.矿区土地复垦规划的理论与实践[M]，北京：煤炭工业出版社，1996：161～168.endprint

5矿区土地系统生态类型划分

不同的土地单元所表现出不同的土地生态功能与其承受的生态环境压力有关，因此，依据矿区土地评价单元的自然环境压力A1和人为生产压力B1的分异性（将资源消耗压力A2、环境污染压力A3以及生产规模压力A4并为人为生产压力B1），将矿区的土地系统按照其生态环境压力的特点分为保护型、消费型、生产型和调和型等4种土地生态功能类型[8，9]，如表3所示。

表3平煤天安股份五矿矿区各土地生态功能类型的环境压力划分

压力指数1生产型土地系统1保护型土地系统1消费型土地系统1调和型土地系统自然环境压力A11<0.410.6～0.81>0.810.4～0.6人为生产压力B110.4～0.610.2～0.41<0.2或>0.810.6～0.8

注：人为生产压力B1=（资源消耗压力A2×0.2+环境污染压力A3×0.35+生产规模压力A4×0.2）/0.75

其中，主要表现为工矿废弃地以及人为扰动最大的交通线、厂矿生活区等人工消费型土地生态系统人为生产压力为主导压力，其生态系统的功能表现为物质与能量的自发性消费；调和型土地生态系统其工矿生产等人为生产压力为主导压力，主要分布在矿井生活区与乡村结合带，该地带特点为人为生产压力较大、生态条件适中，土地系统的生态功能不较复杂，表现出以上几种功能的调和兼备。

将平煤天安股份五矿矿区土地系统依据土地生态功能类型划分为平川地生产型、沟川地生产型、经济林生产型、沉陷地保护型、湿地保护型、坡地保护型、土石坡荒地消费型、工矿废弃地消费型、交通住宅消费型、工矿电站生态经济调和型和园林绿地调和型等11种土地生态类型区（表4）。平煤天安股份五矿矿区土地利用状况呈现不合理的利用状态，主要体现在具有生态保护功能的保护型土地生态系统的总面积仅为494hm2，占地比例为131%。

6结语

（1）平煤天安股份五矿矿区各单元土地系统生态环境总压力整体为，轻度环境压力（202hm2，3290%）>中度环境压力（190hm2，3094%）>中高度环境压力（154hm2，2508%）>高强度环境压力（68hm2，1107%）；其中，资源消耗压力A2最大，其次为环境污染压力A3、生产规模压力A4，自然环境压力A1最小。

（2）依据矿区土地评价单元的自然环境压力A1和人为生产压力B1的分异性，将矿区的土地系统按照其生态环境压力的特点分为保护型、消费型、生产型和调和型4种土地生态功能类型和11种土地生态类型区。

（3）平煤天安股份五矿矿区土地利用状况呈现不合理的利用状态，主要体现在具有生态保护功能的保护型土地生态系统的总面积仅为494hm2，占地比例为131%。

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[9] 卞正富，翟广忠.矿区土地复垦规划的理论与实践[M]，北京：煤炭工业出版社，1996：161～168.endprint

5矿区土地系统生态类型划分

不同的土地单元所表现出不同的土地生态功能与其承受的生态环境压力有关，因此，依据矿区土地评价单元的自然环境压力A1和人为生产压力B1的分异性（将资源消耗压力A2、环境污染压力A3以及生产规模压力A4并为人为生产压力B1），将矿区的土地系统按照其生态环境压力的特点分为保护型、消费型、生产型和调和型等4种土地生态功能类型[8，9]，如表3所示。

表3平煤天安股份五矿矿区各土地生态功能类型的环境压力划分

压力指数1生产型土地系统1保护型土地系统1消费型土地系统1调和型土地系统自然环境压力A11<0.410.6～0.81>0.810.4～0.6人为生产压力B110.4～0.610.2～0.41<0.2或>0.810.6～0.8

注：人为生产压力B1=（资源消耗压力A2×0.2+环境污染压力A3×0.35+生产规模压力A4×0.2）/0.75

其中，主要表现为工矿废弃地以及人为扰动最大的交通线、厂矿生活区等人工消费型土地生态系统人为生产压力为主导压力，其生态系统的功能表现为物质与能量的自发性消费；调和型土地生态系统其工矿生产等人为生产压力为主导压力，主要分布在矿井生活区与乡村结合带，该地带特点为人为生产压力较大、生态条件适中，土地系统的生态功能不较复杂，表现出以上几种功能的调和兼备。

将平煤天安股份五矿矿区土地系统依据土地生态功能类型划分为平川地生产型、沟川地生产型、经济林生产型、沉陷地保护型、湿地保护型、坡地保护型、土石坡荒地消费型、工矿废弃地消费型、交通住宅消费型、工矿电站生态经济调和型和园林绿地调和型等11种土地生态类型区（表4）。平煤天安股份五矿矿区土地利用状况呈现不合理的利用状态，主要体现在具有生态保护功能的保护型土地生态系统的总面积仅为494hm2，占地比例为131%。

6结语

（1）平煤天安股份五矿矿区各单元土地系统生态环境总压力整体为，轻度环境压力（202hm2，3290%）>中度环境压力（190hm2，3094%）>中高度环境压力（154hm2，2508%）>高强度环境压力（68hm2，1107%）；其中，资源消耗压力A2最大，其次为环境污染压力A3、生产规模压力A4，自然环境压力A1最小。

（2）依据矿区土地评价单元的自然环境压力A1和人为生产压力B1的分异性，将矿区的土地系统按照其生态环境压力的特点分为保护型、消费型、生产型和调和型4种土地生态功能类型和11种土地生态类型区。

（3）平煤天安股份五矿矿区土地利用状况呈现不合理的利用状态，主要体现在具有生态保护功能的保护型土地生态系统的总面积仅为494hm2，占地比例为131%。

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