基于极限条件法的矿山损毁土地复垦适宜性评价<br/>——以广安桂兴石灰岩矿为例

基于极限条件法的矿山损毁土地复垦适宜性评价
——以广安桂兴石灰岩矿为例

2020-01-10裴云婧杜双宇

四川地质学报 2019年4期

李飞，裴云婧，杜双宇，周宇

（1.四川省地质工程勘察院集团有限公司，成都610072；2.四川省地质矿产勘查开发局四〇五地质队，四川都江堰611830）

土地资源是国家重要的自然资源，土地资源的开发利用有力地支持了各项生产建设。在生产建设中，因挖损、压占、工程施工等造成了土地资源的损毁及生态环境的恶化。据统计，我国由于生产建设造成损毁的土地复垦率不到15%，而发达国家的土地复垦率已达到50%以上，土地资源的浪费，严重影响矿山及周边的生态环境质量。

矿山项目的建设和生产开采占用一定的土地资源，压占、损毁土地资源和影响生态环境；尤其是露天开采矿山，损毁程度严重。矿山闭坑后，矿山企业作为恢复治理的责任主体，对损毁的土地，按土地复垦整治实施方案及措施，恢复到不低于原地类使用价值、可利用状态，使土地资源的开发利用向着科学合理、可持续发展方向发展。

实现损毁土地的有效恢复和复垦利用，土地复垦适宜性评价为实施方案编制的基础和依据[1][2]。

1 土地复垦适宜性评价方法极限条件法概述

复垦土地的适宜性评价，建立在对复垦区土地质量、利用价值调查；预测拟损毁土地毁损程度的基础上，评价复垦土地利用类型的适宜性；确定合理利用方式的过程。为编制实施方案，确定复垦措施，建立矿区土地复垦后利用发展最佳模式，提供科学依据。

为确定土地适宜性用途和指导复垦工作有效地进行，选择具有较大影响土地复垦适宜性的限制因子十分重要。极限条件法是将土地质量最低评定标准作为治理等级的依据，能通过适宜性评价比较清晰地获得复垦的限制因素，便利土地进一步利用。因而，极限条件法成为目前土地复垦适宜性评价中应用最广泛的一种方法。

极限条件法是基于系统工程中“木桶原理”，即分类单元的最终质量取决于条件最差的因子的质量。模型为：

式中：Yi＝为第i个评价单元的最终分值；Yij为第i个评价单元中第j 参评因子的分值。这种方法在进行土地复垦适宜性评价时具有一定的优势，是常用的方法，土地复垦在一定程度上就是对这些限制因素的改进，使其更适宜作物的生长[3]。

2 矿区概况

广安桂兴水泥用石灰岩矿，为露天开采，生产规模：200万t/a。位于四川省广安市前锋区桂兴镇春木村、洞坪村和渔桥村。矿区位于华蓥山脉中段，华蓥山山脉呈N25°～30°E的方向展布，沿走向每隔1～5km有一条横向沟谷切割分割成大小不等，形状各异的沟谷间地块。矿区总体上为南北高，中间低。

矿山用地构成主要有矿区露天采场、堆料场、矿山安全建设开拓、矿区办公生活设施用地、矿石破碎站、矿山公路、表土临时堆放场地等。

矿山土地损毁总面积81.6864hm2，包括挖损损毁土地面积77.7989hm2，压占损毁土地面积3.8875hm2。其中耕地28.3798hm2，林地47.4810hm2，采矿用地2.4723hm2，住宅用地3.2942hm2，交通运输用地0.0591hm2。

已损毁土地分布在西矿段露天采场、西矿段矿山公路、办公生活设施用地、矿石破碎站等。造成挖损、压占等损毁。待开采区拟损毁土地分布在东矿段采场、东矿段矿山公路挖损破和表土临时堆放场地压占。

表1 矿山土地复垦主要限制因素的等级标准

3 土地复垦适宜性评价原则

土地复垦适宜性评价须遵循以下原则：

1）符合土地利用总体规划，与其他规划相协调；

2）因地制宜，农用地优先；

3）自然因素和社会经济因素相结合

4）主导限制因素与综合平衡；

5）综合效益最佳；

6）动态和土地可持续利用；

7）符合当地的种植习惯及土地所有权人意愿；

8）经济可行与技术合理。

4 土地复垦适宜性评价过程

4.1 评价对象和评价单元划分

适宜性评价范围为复垦责任范围。由于土地复垦适宜性评价是在当前对已损毁和拟损毁的土地进行评价，评价时段与土地利用现状时段不一致，在划分评价单元时不能只以土地利用现状作为依据；露天开采对原地貌造成了损毁，土地条件等将发生变化。

划分土地复垦适宜性评价单元，以损毁土地类型、程度为依据。

根据矿山生产设计，2042年在东矿段将形成+655m和+670m 两级平台，根据矿山开采方案及影响，对矿山损毁所有单元进行适宜性评价。各地块毁损程度和类型相差较大，依据预测矿山毁损地块的差异，评价区划分为：西矿段露天采场台阶平台、西矿段露天采场边坡、西矿段露天采场底盘、西矿段堆料场、堆料场边坡、矿山办公生活区、矿石破碎站、矿山外部传输系统、西矿段表土临时堆放场、西矿段安全建设开拓场地、东矿段露天采场台阶平台、东矿段露天采场边坡、东矿段露天采场底盘+670平台、东矿段露天采场底盘+655平台等14个评价单元；进行适宜性评价。

4.2 初步复垦方向确定

根据土地利用总体规划，并与生态环境保护规划相衔接，从复垦区实际出发，通过对自然因素、社会经济因素、政策因素和公众意愿的分析，确定初步复垦方向。

4.2.1 自然条件分析

矿区位于华蓥山脉中段，华蓥山山脉呈N25°～30°E的方向展布，沿走向每隔1～5km有一条横向沟谷切割，将该区分割成大小不等，形状各异的沟谷间地块。属侵蚀溶蚀低山地形地貌。

矿区属典型的中亚热带季风气候区，具有四川盆地气候特征，四季分明，春早、夏热、秋凉、冬暖。多年平均气温17.2℃，最热月为8月，平均气温为27.4℃，极端最高月平均气温30.2℃；最冷月1月，平均气温为6.4℃，极端最低月平均气温4.1℃。区内降雨量时空分布不均：东部偏多，南北西部偏少；降雨集中于5～10月，占全年降雨的70%。据广安市前锋区气象局资料，最大年降雨量1252.2mm，最小年降雨量881mm，多年平均降雨量1231.2mm，降雨集中在每年的5～9月，降雨量约占全年降雨量的65%，多年平均日降雨量100mm。

项目区土壤类型主要为黄壤，分布少量紫色土。主要土地利用类型为耕地、林地、采矿用地。区内植被条件较好，植被覆盖率较高。

4.2.2 社会经济情况分析

项目建设实施对本地区的水泥行业产生直接影响，有力地推动了地区经济的发展。可以增加地方税收。同时复垦措施可改善区内原有水土流失情况，改善土壤理化性能，提高土地生产力，促进综合事业的发展。注重社会与自然的和谐发展。考虑与周边土地利用现状相协调以及当地的整体规划，项目区土地主要复垦方向为林地和耕地。

4.2.3 政策因素分析

根据土地利用总体规划，项目区土地利用特点：西矿段为有条件建设区，东矿段主要为林地和耕地。综合考虑到项目所在地区的周边土地利用情况，项目区主要复垦方向为林地和耕地。

4.2.4 公众意愿分析

方案编制过程中，遵循公众全面参与、全程参与的原则，为使评价工作更明主化、公众化，向广大公众征求意见。

当地国土资源主管部门提出复垦区确定的复垦土地用途须符合土地利用总体规划，以农业利用为主；土地所有权人希望项目区土地复垦应以维持现有生态环境为主、最大限度的降低矿山开采对生态环境的不利影响，建议复垦为林地和耕地。

综合项目区自然因素与社会经济因素、政策因素、公众意愿的分析，确定项目区的初步复垦方向为：有林地和旱地。

按上述复垦方向，选择合适的指标和方法，进行定量适宜性等级评定。

4.3 土地复垦适宜性等级评定

1）评价指标的选择

矿区待复垦土地评价应选择一套既相互独立又相互补充的参评因素和主导因素。

参评因素（或称因子）应该满足以下要求：一是可测性，因素可测量、用数值或序号表示；二是关联性，参评指标增长或减少，标志土地评价单元质量提高或降低；三是稳定性，参评因素正常条件下质量稳定；四是独立性，参评因素间界限清楚，不相互重叠。土地损毁原因不同，选择参评因素和主导因素不同。

根据以上原则，结合项目区损毁土地现状及预测评价，确定评价指标为：地形坡度、表土层厚度、周围土地利用现状、排水条件、地表浅层物质组成和生产管理便利性。

2）适宜性等级评价体系

采用“类、等、型”三级评价体系：土地适宜类、土地质量等和土地限制型。结合项目区自然环境、社会经济状况、土地利用总体规划和土地损毁分析，对复垦责任范围内的土地进行“类、等、型”三级适宜性评价。同时考虑限制性因素为复垦措施的选择提供依据。

3）评价因素等级标准的确定

根据相关规程和标准，结合该项目的实际情况，选取主要限制因子进行适宜性评价等级标准其他限制因子作为参考因子，见表1。

表2 待复垦土地适宜性评价等级结果表

4.4 评价结果分析

在复垦区土地质量调查的基础上，将参评单元的土地质量与复垦土地主要限制因素的农林牧评价等级标准对比，若限制最大，适宜性等级最低的土地质量参评项目决定该单元的土地适宜等级。对照上表所确定的宜耕、宜林和宜草评价标准，对其进行逐项比配，可得到各个评价单元的评价因子取值。

根据参评单元土地性质，对照拟定待复垦地块主要限制因素与耕地、林地、草地评价等级标准进行逐项对比，确定了本项目待复垦土地的适宜性评价结果，见表2。

按适宜性评价结果，确定各个复垦单元复垦方向见表3。

综上，矿区内土地复垦适宜性评价结果：对小片平地和边坡等场地，复垦为有林地；对于大片平地，坡度较缓、有充足土源，复垦为旱地；对于采矿形成的凹陷采坑，由于排水条件差，采取自然积水形成坑塘水面。适宜复垦为有林地的面积为39.3712hm2，适宜复垦为耕地的面积为34.7471hm2，适宜自然留置(自然恢复)、自然积水形成坑塘水面的面积2.8645hm2。复垦后的林地和耕地，土壤质地较差，复垦过程中宜采取一定的生物或化学改良措施。