山西省矿山环境恢复治理年度监测与分析

郭玉斌 高牧寒 杨义炜

（1.福建省地质测绘院，福建 福州 350011；2.武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北 武汉 430070）

自“十八大”以来，生态环境工作被提到了前所未有的高度，矿山环境恢复治理是衡量地方矿政管理部门工作业绩的重要指标之一，也是原国土资源部定期发布《中国矿产资源报告》的重要组成部分［1］。原国土资源部、中国地质调查局以先进的遥感技术手段为支撑，统一规划，合理部署，点面结合开展了10多年的矿山地质环境遥感调查工作，获取了系列的客观数据，为国家的矿山整治及矿山生态环境保护修复等工作提供了基础资料和科学依据。国内的学者也在矿山环境恢复治理领域开展了一系列研究工作，如杨显华等［2］利用遥感手段调查了四川冕宁牦牛坪稀土矿的矿山环境治理状况，于坤［3］探讨了铀矿山生态环境治理中的土地复垦方案，罗才贵等［4］探讨了离子型稀土矿山的工程治理生态修复等问题，陈琪等［5］研究了云南元阳某金矿矿集区的矿山环境恢复与治理规划，王宇［6］探讨了矿山生态环境问题及环境保护措施，马晓勇等［7］对山西省国土空间矿山环境生态修复工作进行了概述。但是对某一区域的矿山环境恢复治理的年度新增变化情况研究较少。本项目主要采用遥感技术与实地调查相结合的方法，开展了山西省2017—2018年度新增矿山环境恢复治理情况的研究。

1 研究区概述

山西省地处华北西部的黄土高原东翼。山西地形较为复杂，境内有山地、丘陵、高原、盆地、台地等多种地貌类型。山地、丘陵占总面积的三分之二以上，大部分在海拔1 000～2 000 m之间。区域地层较为完整，出露有中太古代、新太古代、古元古代、中新元古代、早古生代、晚古生代、中生代和新生代等地层，区域构造以山西地块为主体，西与鄂尔多斯地块、东与华北平原接壤，南北界于秦岭、阴山造山带之间，各构造旋回的大地构造环境、构造—岩浆活动控制了各种矿种成矿系列的分布。

研究区内矿产资源丰富，其中的能源矿产分布较为集中，为我国的主要产煤大省。截止至2019年1月，山西省共有采矿权2 546个，其中能源矿种904个，金属矿种318个，非金属矿1 324个；探矿权118个，其中能源矿种38个，金属矿种71个，非金属矿9个。

2 遥感数据源与研究方法

2.1 遥感数据源

本研究所采用的遥感数据源为山西省2017年度（图1）和2018年度（图2）土地利用年度变更遥感影像数据，研究区内的遥感影像类型主要有Pléiades-1、SPOT6、北京二号、资源三号、高分一号、高分二号和资源三号等，数据空间分辨率有0.5 m、1 m、2 m等。收集的遥感影像质量较好，影像色调清晰、纹理明显，且矿山开采区域无云雪等覆盖的情况，为开展相关的研究工作提供了精度保障。

2.2 研究方法

在充分掌握研究区地质背景和矿产资源分布的基础上，以优于2 m分辨率的多平台国产卫星遥感数据为主要的信息源，在ARCGIS等软件平台进行信息提取（图3），主要提取2017年度至2018年度矿山环境新增恢复治理的图斑信息（图4），并分析其2个年度间空间范围的变化情况，同时分析其矿种类型、治理后土地类型、恢复前类型、恢复后类型等信息，同时辅以实地调查，以保证数据的客观性与真实性。

3 研究结果

3.1 总体特征

研究结果表明，2017年度至2018年度山西省新增恢复治理面积共计5 337.48 hm2，其中人工投入的恢复治理面积4 430.21 hm2，占总新增恢复治理的83%；因矿山环境恢复治理而连带矿区周边的恢复治理面积730.66 hm2，占总新增恢复治理的13.69%；自然恢复面积176.61 hm2，占总恢复治理面积的3.31%，2个年度间新增治理还是以人工治理为主，同时在自然条件合适的区域，某些废弃矿山采取了自然恢复的方法，也取得了不错治理成效。具体如表1如示。

3.2 空间分布特征

研究表明，山西省各地市新增恢复治理面积主要分布于吕梁市、大同市、朔州市以及忻州市，4个地市新增恢复治理面积分别占全省新增恢复治理面积的 28.61%、23.62%、11.01% 以 及 10.67%，共 计73.91%；其余各地市新增恢复治理面积占全省新增恢复治理面积的比例均在10%以内，按所占比例从高到低分别为运城市8.99%、太原市4.58%、临汾市4.38%、阳泉市3.90%、晋中市2.66%、长治市0.90%、晋城市0.68%。由于吕梁市、大同市等区域恢复治理投入较大，且露天开采的矿山较多，且因矿山开采损毁土地的范围也较大，同时治理力度也大，导致该区域2017年至2018年新增恢复治理面积分布较大。

3.3 不同矿种的新增恢复治理情况

研究表明，从不同开采矿种类型的新增恢复治理涉及到的矿种有煤、铁矿、铜矿、铝土矿、耐火粘土、其他粘土、石灰岩、水泥用灰岩、建筑石料用灰岩、白云岩、水泥配料用砂岩、建筑用砂岩、建筑用砂、陶瓷土、砖瓦用粘土、花岗岩以及片麻岩，共计17类，其中煤与铝土矿新增恢复治理面积远超其余矿种，分别占总恢复治理面积的53.16%、20.19%。不同矿种的新增恢复治理主要以煤矿企业的煤矸石治理及铝土矿的固体废弃物治理为主。由于国家对生态环境保护监督力度的加大，煤矿企业投入了大量的人力和物力来治理煤矸石，导致煤矿2年度新增的恢复治理面积较大。同时露天开采的铝土矿及建筑用砂、石、粘土等损毁土地范围较大，造成的环境影响较为恶劣，在治理力度不断加大情况下，此类矿种的治理面积分布较大。具体如表2如示。

3.4 不同开采方式的新增恢复治理情况

研究表明，全省矿产开采方式有露天开采、地下开采以及联合开采，其中露天开采的矿山新增恢复治理面积最大，为3 260.45 hm2，占全省新增恢复治理总面积的61.09%；其次为联合开采的矿山，其新增恢复治理面积为1 426.88 hm2，占比为26.73%；地下开采的矿山新增恢复治理面积最小，面积为65.15 hm2，占比为12.18%。由于露天矿山开采造成的土地损毁及环境影响比地下开采矿山要大，导致露天开采的矿山2个年度新增治理面积较大。具体如表3如示。

3.5 恢复治理前后地类情况

研究表明，山西省2017年度至2018年度矿山地质环境新增恢复治理类型丰富，治理后土地类型多样，共涵盖有22种，其中全省新增恢复治理后的地类主要以其他林地和旱地为主，其面积分别为4 155.77 hm2与267.53 hm2，占全省新增恢复治理总面积的77.87%与5.01%。恢复治理类型主要根据各矿山的地理位置、矿种、雨水条件等因地制宜地选择适当的治理方法，研究区内主要还是以土地复垦为林地、草地为主，以恢复其原地类的生态功能。具体情况见表4。

3.6 恢复治理建议

遥感监测表明，研究区内的矿山环境恢复治理后地类以其他林地为主，其他地类相对较小，建议在实际的恢复治理过程中，可综合根据矿区的地理位置、交通条件、降雨条件等因素因地制宜，选择合适的治理方式开展恢复治理工作，具体建议如下：

（1）原矿区坐落在主要交通道路沿线两侧的露天开采非金属矿山若基础条件较好，可采用景观恢复的方式，既可达到矿山环境治理的目标，又可取得良好的社会效益［8］。

（2）原矿区分布在城镇周边等地理位置条件优越且矿区范围较大的矿山，可引入社会治理资金，平整成工业用地，用于出让成工业建设、文体教育用地等。

（3）土壤条件较好，交通便利，且坡度适宜的矿区可恢复治理成农业种植用地。

（4）原矿区若远离人类活动密集区，且矿区土层较厚，雨水充分，且对周边的人民财产安全等危害较小，且采取工程治理可能会造成更大的破坏范围的矿区，可利用自然自我修复能力进行自然恢复。

（5）原露天开采的矿区，现采区内已有大量的积水的矿山，可恢复治理成休闲公园或农业养殖等。

4 结论

（1）通过研究表明，山西省2017—2018年度新增矿山环境恢复治理面积共5 337.48 hm2，且主要分布在吕梁市、大同市、朔州市以及忻州市。

（2）2017—2018年度山西省煤矿与铝土矿的新增矿山环境恢复治理面积最大，片麻岩和花岗岩矿山的新增恢复面积较小。

（3）2017—2018年度的新增矿山环境恢复治理主要以露天开采的矿山为主，占了全省新增矿山环境恢复治理面积的61.09%。

（4）全省新增恢复治理后主要恢复成其他林地与旱地，占全省新增恢复治理总面积的77.87%与5.01%。

（5）本次研究以遥感技术为手段，快速客观地提取了山西省2017—2018年度新增矿山环境恢复治理的面积、恢复治理类型、治理后地类等信息，为矿政管理部门提供了可靠的决策依据，同时也为开展相关的课题研究积累了参考经验。