基于ANP-SWOT模型的平原高潜水位采煤塌陷区土地复垦战略研究

李 贞，黄元仿，张世文，张平松，翟紫含，周 妍，赵 华

(1.中国农业大学土地科学与技术学院，北京 100193；2.安徽理工大学地球与环境学院，安徽 淮南 232001；3.自然资源部国土整治中心，北京 100035；4.中国矿业大学环境与测绘学院，江苏 徐州 221116)

平原高潜水位矿区煤炭开采已造成大量土地塌陷、房屋坍塌、耕地损失、水体蔓延、景观破碎、土壤与水资源污染等一系列社会、经济、生态环境问题[1-2]。复垦过程中也面临利益主体众多[3]，大量沉入水体土地复垦难度较大，村庄搬迁土地占用量大、选址困难、补偿标准不统一，相关政策法规不完善，闲置和无业人员增加，复垦资金需求量大等问题，严重制约了矿区城镇化的进程和布局[1]。采煤塌陷区土地复垦是一项复杂的系统工程，既要修复矿区的生态环境，又要解决矿区社会经济问题，宏观上还要符合我国国民经济发展规划和国土空间规划。因此，科学制定土地复垦战略，避免单目标分类复垦，引导土地复垦，对于推动采煤塌陷区解决矿、地、人的矛盾具有重大意义。

1 研究方法

利用ANP-SWOT模型评价土地复垦战略方案主要包括以下四个步骤[8]。

1) 分析问题，构造ANP网络层次结构。根据实地调研、研讨会、专家咨询等方式分析影响沛县采煤塌陷区土地复垦的因素及其相互关系，构建基于ANP-SWOT模型的采煤塌陷区土地复垦网络层次结构。

2) 影响因素集和因素的重要性比较，构建超矩阵。采用专家咨询法参照1～9标度[8]比较影响因素集和因素的重要性，根据比较结果构建未加权超矩阵W1(式1)，结合影响因素集重要性比较结果A(式2)得到加权超矩阵W2(式3)。网络层次分析法中1～9标度含义见表1。

表1 1～9标度含义Table 1 Meaning of 1-9 scaling

(1)

(2)

i=1,2,…,j=1,2,…

(3)

式中：ωij为第i种元素集中元素对第j种元素集中元素的影响权重矩阵；aij为第i种元素集对第j种元素集的影响权重。

3) 构造极限超矩阵，求各影响因素权重。求加权超矩阵的k次幂，当超矩阵的各行值保持不变时，即为加权超矩阵的极限超矩阵，计算公式见式(4)，此时极限超矩阵的列向量即为各影响因素权重，记为ep。

(4)

4) 方案比较。通过专家咨询法获得每一种方案在某一影响因素下的重要性程度，进而构造备选方案相对影响因素的重要性矩阵W3(式5)，结合ANP模型计算的各个元素的影响权重，得到综合权重Bm(式6)，对备选方案进行比较。

(5)

式中，bmn为第m种方案在第n个影响因素下的重要性程度。

Bm=W3×ep

(6)

式中，Bm为第m种方案的综合权值。

2 采煤塌陷区土地复垦的SWOT分析

2.1 研究区概况

沛县北部矿区位于江苏省徐州市沛县北部，位于苏、鲁两省交界处，是我国东部沿海地区主要的煤炭基地之一，主要包括姚桥、龙东、龙固、徐庄、三河尖、孔庄、张双楼等七个矿井。自1977年投入生产以来，因煤矿开采已造成大量土地塌陷，根据矿区煤炭开采计划，预计到2030年，矿区采煤导致土地塌陷面积将达1.5×104hm2，几乎涉及矿区内所有土地利用类型。

2.2 采煤塌陷区土地复垦SWOT分析

2.2.1 优势(strengthes)

1) 处于矿业生命周期的稳定期。自2000年以来，沛县矿区已进入稳定开采期，稳定期开展复垦工作，既能保障稳定的资金来源，又能最大程度规避因资源枯竭而引发的社会问题。

2) 地理位置优越，区位优势明显。沛县位于江苏省徐州市半小时都市圈内，徐州市作为全国重要的交通枢纽，素有“五省通衢”之称，是淮海经济区中心城市、“一带一路”重要结点城市、长江经济带中心城市，良好的区位优势为其实现转型发展提供了有利机会。

3) 生态环境基础良好。沛县东靠微山湖、昭阳湖，生态环境基础较好，又是刘皇故里、汉文化发源地，文化底蕴深厚。此外，矿区土地塌陷形成的大量积水区提高了矿区生态系统服务价值，依托良好的生态环境为基础，通过土地复垦合理引导采煤塌陷造成的水系布局，会进一步提高沛县生态环境。

4) 地方土地复垦实践经验丰富、政策支持力度大。沛县不断摸索创新采煤塌陷地治理，积累了丰富经验，在采煤塌陷区土地复垦的过程中也形成了一系列的技术和政策支撑。

2.2.2 劣势(weaknesses)

1) 塌陷区面积大、涉及土地类型多、权属差异大。 根据预测，到2030年沛县北部矿区因采煤而损毁的耕地面积达0.46×104hm2，园地面积达0.05×104hm2，草地面积达0.01×104hm2，城镇用地和农村居民点用地面积达0.21×104hm2，水域及水利设施用地面积达0.71×104hm2，其他用地面积达0.05×104hm2。其中，轻度塌陷面积达1.05×104hm2，中度塌陷面积达0.30×104hm2，重度塌陷面积达0.15×104hm2。塌陷区面积大、涉及土地类型多、权属差异大等问题增加了复垦的复杂程度。

2) 利益分配机制不健全，复垦后续问题较多。《土地复垦条例》规定谁破坏谁复垦，但在高潜水位矿区，大量土地沉陷到水中，难以复垦回原貌。即时采取“挖深垫浅”的方式复垦为耕地，也很难与原耕地位置和地力保持一致，且复垦后耕地的分配及农民补偿等问题尚无规程可依。

3) 矿产资源开发权与土地所有权不一致。在沛县采煤损毁土地中约有1/3的土地在行政区划上属于山东省，由于矿产资源和土地资源空间分布的同位性，矿产资源开发权和土地所有权之间的矛盾增加了采煤塌陷区土地统筹规划和复垦的难度。

2.2.3 机会(opportunities)

1) 调整产业结构，转换经济增长动力。在《独立工矿区改造搬迁工程总体方案》《采煤沉陷区综合治理专项管理办法》等政策的指引下，沛县逐步推进形成了以新兴产业为先导、现代服务业为主体、先进制造业为支撑、现代农业为基础的现代产业体系，为积极对接“一带一路”、主动接受上海自贸区“溢出效应”、加快融入长三角经济圈、加大产业转移承接力度打下了坚实基础。

2) 推进城乡一体化发展。在《国务院关于实施乡村振兴战略的意见》《中共中央国务院关于打赢扶贫攻坚战的决定》等政策的指引下，沛县逐步构建现代化农业产业体系、生产体系、经营体系推动沛县乡村振兴、城乡一体化发展。

3) 改善生态环境，建设美丽沛县。根据党的十八大报告、《生态文明建设目标评价考核办法》等政策的要求，沛县加强湿地生态系统保护，开展大气、土壤、水环境治理，积极创建国家级特色生态镇村，改善人居环境。采煤塌陷区土地复垦既是沛县生态文明建设的任务，也是改善生态环境，创建美丽国土的责任。

4) 区域协调发展。“十三五”规划纲要提出要加强政策支持，促进资源枯竭、产业衰退、生态严重退化等困难地区发展接续替代产业。淮海经济区8个核心城市都以煤炭为支柱产业，如今都面临着资源衰退、产业效益下滑、经济转型等问题。国家高度重视区域协调发展，为统筹规划、联动改造采煤塌陷区提供了政策支持。

2.2.4 威胁(threats)

1) 引发社会矛盾。采煤塌陷区土地复垦涉及煤矿企业、政府、村民三方利益，但由于大部分村民常年外出打工，村民意见难以收集，使得在基层民主制度发挥的过程中缺失自我监督机制或未充分实现民主，导致土地复垦工程搁浅，甚至引发社会纠纷。

2) 复垦投入不足。按照常用的“挖深垫浅”复垦方式，根据实地调研，中度塌陷区复垦成本约6万元/亩(1)1亩=666.67 m2。。假设轻度和中度塌陷区复垦成本为3万元/亩，按照杨屯镇拆迁安置成本3.75万元/人的标准和沛县人口密度7.2人/km2进行估算，预计2030年采煤塌陷区土地复垦共需121.51亿元，参考沛县2015年财政收入数据，相当于沛县2015年财政收入的2倍，复垦资金缺口较大。

3) 流量指标不足。根据《沛县土地利用总体规划修编文本(2006—2020年)》，上级下达沛县流量指标为800 hm2。根据沛县2020年土地塌陷预测结果，2020年采煤塌陷区土地中农村居民点和城镇用地面积为1 619.34 hm2，因此流量指标难以满足压煤村庄搬迁。

4) 耕地减少，耕作半径增加。因矿区采煤塌陷，造成人均耕地面积进一步减少，且煤炭开采引起的村庄搬迁，使耕作半径增大。矿区耕地面积减少和耕作半径增大降低了农民的耕作意愿和耕作收入，在无法转移就业或得到充分补偿时，将影响村庄搬迁，加剧矿、地、人之间的矛盾。

3 采煤塌陷区土地复垦战略制定与评价

3.1 采煤塌陷区土地复垦战略方案

根据SWOT分析流程，通过比较影响采煤塌陷区土地复垦的优势、劣势、机会、风险及其子因素的重要性，得到8种土地复垦战略方案(表2)，包括利用自身优势和外在机会的三种SO战略，利用区域协调发展政策弥补矿产资源开发权与土地所有权不一致问题，提出采煤塌陷区联动的治理战略(WO1)，利用内部优势克服威胁的三种ST战略，以及在劣势和威胁同时存在的保守战略(WT1)。

表2 沛县土地复垦的SWOT分析矩阵Table 2 Land reclamation strategy of Pei county by SWOT analysis

3.2 采煤塌陷区土地复垦战略方案重要性评价

3.2.1 采煤塌陷区土地复垦影响因素分析

通过多次向专家咨询获得采煤塌陷区土地复垦影响因素及相互之间的关系，构建ANP-SWOT网络层次结构图(图1)。其中，机会因素集和优势因素集之间、机会因素集和威胁因素集之间相互影响。如优势因素S1～S4为机会因素O1～O4的发挥提供了时间、空间基础以及经验、政策支持，而机会因素O1～O3的发挥会丰富实践经验(S4)，改善矿区生态环境(S3)；可能引发社会矛盾(T1)、资金不足(T2)、流量指标不足(T3)会限制机会因素O1～O3的发挥，而机会因素O1～O2的发挥可以缓解采煤塌陷区治理引发社会矛盾(T1)和复垦投入不足(T2)等潜在威胁。劣势和优势因素集均影响威胁因素集，如地方复垦经验丰富、政策支持(S4)可以缓解引发社会矛盾(T1)、资金不足(T2)、流量指标不足(T3)等威胁；塌陷区面积大、涉及地类多、权属差异大(W1)可能引发社会矛盾(T1)；利益分配机制不健全(W2)也会引发社会矛盾(T1)。机会因素集内部以及劣势因素集内部子因素间也相互影响，如O1、O2、O3之间相互促进，调整产业结构，转换经济增长动力(O1)，通过解决矿区人民的生产、生态问题，进而推进城乡一体化发展(O2)并改善生态环境，建设美丽沛县(O3)，新型城镇化建设也会推进矿区生态环境改善(O3)；威胁因素集内耕地减少和耕作半径增加(T4)可能限制采煤塌陷区土地复垦，引发社会矛盾(T1)。

图1 ANP-SWOT网络层次结构图Fig.1 ANP-SWOT network hierarchy diagram

3.2.2 采煤塌陷区土地复垦战略评价

根据式(1)～式(4)，获得各影响因素对采煤塌陷区土地复垦目标的影响权重，见式(7);其中，式(1)～式(3)计算结果见表3～表5。

ep=(0.072,0.026,0.036,0.160,0.117,0.004,0.000,0.230,0.152,0.025,0,0.026,0.096,0.054,0.003)T

(7)

表3 沛县土地复垦战略各影响要素未加权超矩阵Table 3 Unweighted super matrix of influencing factors of land reclamation strategy for Pei county

续表3

表4 影响因素集重要性矩阵Table 4 Importance matrix of different Influencing factor sets

表5 沛县土地复垦战略影响要素加权超矩阵Table 5 Weighted super matrix of influencing factors of land reclamation strategy for Pei county

可以看出，对沛县北部矿区采煤塌陷区土地复垦影响最大的是调整产业结构、转换经济增长动力因素(O1)，权重值为0.230；其次为地方复垦经验丰富、政策支持因素(S4)和推进城乡一体化发展因素(O2)，权重值分别为0.160和0.152；矿产资源开发权与土地所有权不一致(W3)、 区域协调发展(O4)、耕地减少，耕作半径增加(T4)三种因素对采煤塌陷地土地复垦影响不大，权重值接近于0。

3.2.3 采煤塌陷区土地复垦战略方案比较

根据式(5)和式(6)获得不同战略方案的重要性排序结果Bm(式8)，计算过程结果见表6。

表6 不同影响因素下土地复垦战略方案重要性比较Table 6 Comparison of the importance of land reclamation strategy responding to different influencing factors

续表6

Bm=(0.231,0.200,0.065,0.106,0.150,0.092,0.052,0.103)T

(8)

由8种土地复垦战略备选方案的综合权重值可以看出，SO1、SO2、ST2三种方案比较重要，权重值分别为0.231、0.200、0.150，说明在社会经济转型发展的背景下，矿业城市转变经济发展方式，寻找新的经济增长极，带动经济发展同时拓展复垦资金来源渠道对采煤塌陷区土地复垦具有决定性作用；实现区域联动治理、协调发展两种方案权重值比较小，说明区域联合治理是锦上添花之作，仍需重大战略引导；ST1、ST3、WT1三种战略权重值基本一致，均在0.1左右，三种战略均为促进采煤塌陷区土地复垦的制度或规定。综上所述，发展是解决一切问题的基础和关键，采煤塌陷区土地复垦要抓住外在发展机遇解决矿区存在的社会、经济与环境问题。

4 结 论

1) 影响采煤塌陷地复垦的优势、劣势、机会和威胁因素集相互依存或制约。机会因素集和优势因素集之间、机会因素集与威胁因素集之间相互影响；劣势因素集和优势因素集均影响威胁因素集，机会因素集影响优势因素集；机会因素集内部以及劣势因素集内部子因素也相互影响。

2) 各影响因素重要性程度不同。对沛县北部矿区采煤塌陷地土地复垦影响较重要的是调整产业结构，转换经济增长动力因素(O1)、地方复垦经验丰富，政策支持因素(S4)和推进城乡一体化发展因素(O2)，权重值分别为0.230、0.160和0.152；矿产资源开发权与土地所有权不一致(W3)、区域协调发展(O4)、耕地减少，耕作半径增加(T4)三种因素对采煤塌陷地土地复垦影响不大，权重值接近于0。

3) SWOT分析得出的8种备选方案中土地复垦支持产业转型发展(SO1)、土地复垦推动新型城镇化建设(SO2)、多元化融资机制(ST2)三种方案比较重要，权重值分别为0.231、0.200、0.150，说明在社会经济转型发展背景下，矿业城市转变经济发展方式，寻找新的经济增长极，带动经济发展同时拓展复垦资金来源渠道对采煤塌陷区土地复垦具有决定性作用。

4) 综合影响采煤塌陷区土地复垦各因素间关系及8种备选战略方案的重要性，认为沛县采煤塌陷区土地复垦应首先把握沛县调整产业结构，转换经济增长动力的机会，引入复垦后土地利用方共同治理开发，如发展水上光伏、现代农业示范园等，争取各项资金，拓展融资渠道；其次，把握沛县推进城乡一体化发展的机会，规划设计采煤沉陷区村庄搬迁新址，解决农民的生产和生活问题，同时推动沛县国家级生态镇建设和城镇化水平；最后，要摸清采煤塌陷区土地损毁情况、适时适量增加流量指标、健全采煤塌陷区土地复垦利益分配机制等为采煤沉陷区土地复垦提供支撑和保障，多管齐下、系统治理，解决采煤塌陷区存在的经济、社会和生态问题。