基于模糊综合评价的福建紫金山国家矿山公园综合效益分析

李积普， 庄小静， 谢红彬

福建师范大学地理科学学院， 福建 福州 350007

矿业废弃地(Wasteland)转型是当今资源环境可持续发展的热点问题.其中，矿山公园(Mine Park)是矿业废弃地转型的主要方式之一，是实现国土资源集约化、综合化和高效化利用的重要途径.建设矿山公园不仅可以改善环境、提高景观质量，而且能刺激当地经济复苏、增加就业机会，同时为居民提供休闲游憩场所、改善了居民的生活质量.因此国内外许多矿业废弃地通过进行生态修复，开展矿业旅游，从而形成良性循环.如德国鲁尔区(Ruhr Area, Germany)、英国伊甸园(Eden Garden,UK)和美国帝国采矿州立历史公园 (Empire Mine State Historic Park, USA)等矿业废弃地通过合理规划与建设，取得了良好的社会、经济及生态效益，成为国际上矿业废弃地转型的典范.在我国，许多矿山(如南京冶山铁矿、河北开滦煤矿、浙江遂昌金矿等)已经闭矿，华丽转身为矿山公园；还有一些矿山边开采边修复(如福建紫金山金矿、湖南湘潭锰矿等)逐渐转型为矿山公园，在未来会有更多符合条件的矿业废弃地通过建设国家矿山公园重获“新生”.那么从矿业废弃地转型为矿山公园综合效益怎样？如何对其转型后的综合效益进行评价？回答该问题就是对“绿水青山就是金山银山”理念的最好践行.

目前，国外学者对矿业废弃地转型研究集中在：Cooke(2002)和Marziliano(2013)等人对矿业废弃地的生态恢复工程研究[1，2]；De Sousa等对矿业废弃地转型为绿色空间的综合效益进行评价[3]；Doick等对矿业废弃地转型为绿色空间进行可持续性评价[4]等.国内学者对矿业废弃地转型的评价研究主要涉及矿业遗产旅游的效益评价[5]、对矿山转型进行的游憩开发与适宜性评价[6，7]以及对矿区生态环境修复的效益评价[8].综上可以看出，国内对矿业废弃地的评价多集中在生态或旅游单一效益，缺乏对生态、社会和经济效益的综合考量.因此，本文以福建紫金山国家矿山公园为例，从社会、经济、生态三方面建立评价指标体系，对矿业废弃地时期和建设矿山公园后的综合效益进行评价，并根据评价结果提出后续发展建议.这既可以丰富旅游效益评价研究、完善矿业可持续发展评价体系，也可以为紫金山国家矿山公园进一步发展提供意见，也为国内其他矿业废弃地的转型以及矿山公园的发展建设提供决策参考.

1 研究区概况

紫金山金铜矿位于福建、江西、广东三省交界处的龙岩上杭县以北14.6 km处.紫金矿山是我国著名的有色金属矿山，具有特色鲜明的“上金下铜”矿产构造，在2008年被评为“中国第一大金矿”.紫金山矿产主要分为金矿区和铜矿区两个部分，金矿区已开采完毕.长期的矿业开采使紫金山生态环境和原有景观遭到严重破坏，地表裸露、水土流失、水质下降进而导致生物多样性减少，环境质量下降.同时，来自多方面的压力和紫金矿业为了营造良好企业形象使得矿业废弃地向矿山公园转变.在矿山公园修建过程中建设了植物园、地质矿产博物馆、观景台等，使紫金山成为集生态修复、科普教育、观光游览为一体的生态旅游景区，成为“引领全国矿山生态恢复的典范”.紫金矿区2004年成为全国首批工业旅游示范点，2005年成为首批28家国家矿山公园之一，面积达30 km2，于2011年11月26日正式开园.公园分三期建设，预计2020年全部建成.

2 评价方法与数据来源

2.1 构建综合评价指标体系

矿山公园的综合效益评价涉及到生态、经济和社会多个层次，需要选取多维指标，对其进行横向、纵向比较才能得到准确的结果.因此，本研究依据科学性、可持续性、完整性和简明可操作性等原则，基于前人的相关研究[9～12]，结合矿山公园建设实际，利用频度统计法(Frequency statistics)和德尔菲法(Delphi Method)从社会、经济和生态三个方面来构建矿业废弃地再开发为矿山公园综合效益评价指标体系.该指标体系(表1)主要包括3个目标层，6个生态效益指标，2个经济效益指标和8个社会效益指标.只有定性指标和定量指标相结合[13]，才能更详细全面地评价矿山修复前后的综合效益，才能更好地体现矿山公园的综合效益.

表1 从矿业废弃地到矿山公园综合效益评价指标Tab.1 Comprehensive benefit evaluation indicators from mining wasteland to mine park

2.2 评价方法与模型构建

本研究采用模糊综合评价法(Fuzzy comprehensive evaluation，FCE)来构建从矿业废弃地转型到矿山公园的效益评价模型.FCE依据模糊数学的隶属度最大原则把定性评价转化为定量评价，通过克服传统数学方法结果单一性，将不确定的信息转化为模糊概念，用来解决模糊的、难以量化问题的评价，计算结果清晰、系统性强[14].评价过程中用到的指标权重采用层次分析法(Analytic hierarchy process，AHP).AHP是一种定性与定量相结合的决策分析法，常用于多目标、多准则、多要素、多层次的非结构化的复杂决策问题，具有十分广泛的实用性[15].

(1)确定指标集和评价集

设评价指标集U={u1，u2，...，un}，u1，u2,...,un为同一层上的评价因子.设评价等级分五个等级，即V={A,B+，B,C+，C}，依次表示效益很好、效益较好、效益一般、效益较差、效益很差.

(2)确定指标权重

利用AHP的1～9标度法通过构造判断矩阵，之后进行一致性检验，可得出综合效益评价中各个指标权重，则M={m1,m2,…,mi}，其中M为U的模糊子集，mi≥0.

(3)确定评价隶属度矩阵

利用百分比统计法，以紫金矿业废弃地和紫金山矿山公园各指标效益具体数值作为确定隶属度的参照标准，邀请多位专家对矿业废弃地和矿山公园各评价指标效益进行统计计算，得到矿山公园建设前后各评价指标的隶属度，结果见隶属度矩阵R.

其中，ru1,ru2,…,ruk表示指标体系中第uk个评价因子在评价等级V上的一个单因子评价，rij表示评价指标在评价等级上的隶属度.

(4)模糊综合评价

综合效益B=M×R，其中B表示效益评价结果，M表示指标权重集，R表示隶属度矩阵.

2.3 数据来源

矿山公园的综合效益主要包括生态效益、经济效益和社会效益.

在生态效益指标中，净化空气效益和涵养水源效益中涉及的林地面积数据来自紫金矿业公布的环境影响报告书和社会报告书.土壤重金属、土壤侵蚀量和群落多样性等指标初始数据来源于彭东海、侯晓龙、庄凯等人[16～19]对紫金山矿山公园建设过程中不同的生态恢复阶段物种多样性和土壤质量的调查结果.景观美学质量评价中矿山公园的照片由作者在公园内部实地拍照，矿业废弃地的照片由公园管理处提供.在获得基础数据的基础上，各指标利用相应方法进一步计算而得出(表2).

表2 生态效益各指标计算方法Tab.2 Calculation method of various indicators of ecological benefits

在经济效益指标中，选取了年游客接待量和旅游投入比两个指标，本研究的经济效益单纯指金矿废弃地区域开展矿业旅游带来的收益.景区年接待游客数量来自紫金山国家矿山公园管理处.旅游投入比是旅游收入和旅游投入的比值.旅游收入主要指门票收入，旅游投入主要指公园建设中的各种成本，出自紫金山国家矿山公园综合考察报告和总体规划报告.矿山公园自2011年～2016年底，年平均游客1.5万人次，总量约7.5万人次，门票20元，总收入为150.006万元.紫金山矿山公园中的主碑、博物馆、植物园等项目建设成本为368万元.

在社会效益指标中，数据主要来自实地访谈和问卷调查，问卷采取李克特量表5分法，调查地点在福建紫金山矿山公园及附近村庄、上杭县城等地，共发放问卷363份，剔除无效问卷24份，得到有效问卷339份，有效率为93.4 %，并利用SPSS 22.0软件对问卷进行社会人口学特征和信度分析(α信度系数0.803)，问卷数据具有较高的信度，可用于研究.

3 评价结果分析

本研究以矿业废弃地转型为矿山公园综合效益评价的目标层，以生态、经济、社会3个效益为准则层，以净化空气、年游客接待量、改善矿区形象等为指标层，根据相应的计算方法以及问卷调查的结果，计算得到各个评价指标的效益值(表3).同时采用AHP法，通过构造判断矩阵、矩阵归一化处理和一致性检验等数学计算，得到各个指标的相对权重和组合权重(表3).权重计算结果表明，从矿业废弃地转型为矿山公园，其生态效益权重为0.669，经济效益权重为0.092，社会效益权重为0.239.因此，矿山公园建设中最直接最为重视的就是生态效益，利用生物修复技术改善矿区生态环境显得尤为重要.

表3 从矿业废弃地到矿山公园各评价指标的效益值及权重Tab.3 Benefit values and weights of evaluation indicators from mining wasteland to mine park

3.1 隶属度分析

根据表3得到的从矿业废弃地到矿山公园转型中16个评价指标的具体数据，采用百分比统计法，邀请21位专家对这些指标进行评判，得出各评价指标隶属度(表4)，并根据最大隶属度原则确定评价等级.从计算结果可以发现，建设矿山公园之前(即矿业废弃地)，除了恢复生物多样性(X6)等级为C+级外，其他所有指标隶属等级皆为C级，等级偏低，说明矿业废弃地的转型迫在眉睫.建设成矿山公园之后，所有指标效益等级都有所提升，除经济效益两个指标隶属等级为C+级外，其余指标隶属等级都为B级及以上，尤其是涵养水源(X2)、提高景观美学质量(X3)、年接待游客量(X7)、旅游投入产出比(X8)、矿业遗址保护(X12)、科普教育价值(X15)等指标，建设矿山公园之后具体指标隶属等级达到A级，由此可见，矿山公园的建设能显著提高各个指标的隶属等级.

表4 各评价指标因子隶属度统计表Tab.4 Membership of evaluation indexes

3.2 综合评价

根据矿山公园建设后各个指标的隶属度(表4)，利用模糊综合评价公式，计算得到各个指标的具体数值，并判断隶属等级.如：

矿山公园生态效益：F1=Y1×R1=[0.356 2 0.414 8 0.228 2 0 0]

根据隶属度最大原则，矿山公园建设前，土地为废弃地时的生态效益等级为C级，效益不佳，矿山公园建设后的生态效益等级为B+级，效益较好.

为了更直观地体现各个指标的具体效益，本文参照土地整治项目的相关标准[27]，对上文中的模糊综合评价结果进行分值测算.将等级A、B+、B、C+、C分别赋值100、80、60、40、20，记做T(100，80，60，40，20)，各效益的分值S=F×T，由此得到紫金山国家矿山公园建设前后各效益的分值,结果如下(表5).

表5 矿业废弃地和矿山公园效益评价结果等级表Tab.5 Class of benefit evaluation of Mt.Zijin mining wasteland and national mine park

(1)生态效益.在矿业废弃地阶段，其生态效益值为26.16，建设成矿山公园后提升到82.56，得分最高，提升幅度最大.同时，生态效益等级由C上升到B+.这说明矿山公园的建设使矿区的生态效益明显提升，生态效益是最直接最容易提升的效益.但是，其生态效益等级仍未达到A级，这表示矿山公园在生态方面仍需加强建设.

(2)经济效益.在矿业废弃地阶段，其经济效益值为20，建设矿山公园后提升到41.9，得分最低，提升幅度最小，矿山转型的经济效益等级由C提升到C+.由此可知，建设矿山公园，发展矿业旅游，虽然能获取一些经济收益，提高经济效益.但是，目前影响该矿山公园综合效益进一步提升的也是经济效益，经济效益依然是制约综合效益的主要因素.

(3)社会效益.在矿业废弃地阶段，其社会效益值为23.59，建成矿山公园后社会效益值提升到82.24，效益值提升幅度仅次于生态效益.效益等级由C提升到B+，可见建设矿山公园可以显著提升矿区的社会效益，可以给周边地区及居民带来一定的社会效益，改善矿区的社会环境，缓解矿区与当地居民的矛盾.

(4)综合效益.矿山公园建设前，综合效益分值为24.98，评价等级为C；矿山公园建设后的综合效益分值为78.73，评价等级为B+，总体评价等级为良好，提升幅度明显.总体上来说，矿山公园建设初步实现了生态效益、经济效益和社会效益的统一，为紫金山矿区带来了较好的生态效益和社会效益.

4 结论与讨论

基于上文研究，得出以下结论：(1)福建紫金山从矿业废弃地转型为国家矿山公园，各个评价指标等级和社会、经济、生态效益值均有明显提升，这表明紫金矿山转型是成功的.(2)从6个生态效益指标、2个经济效益指标和8个社会效益评价指标来看，通过国家矿山公园建设，各个指标的效益等级显著提升，多数指标实现了等级的跃升，除经济效益两个指标(年游客接待量和旅游投入比)等级为C+级外，其余指标等级都上升为B级及以上.(3)从生态、经济和社会效益来看，国家矿山公园建成后，生态效益和社会效益等级都由C级达到B+级，效益提升明显；经济效益等级从C级提升到C+级；综合效益得到B+级，但是各效益等级均未达到A级,尤其是旅游经济效益不佳，成为矿业废弃地转型后综合效益的主要制约因素.因此，紫金矿业今后要着重实现旅游经济效益的提升，使得生态、经济和社会三方面协同发展，从而共同创造矿山公园的综合效益.

结合本文的调查分析结果，针对紫金山矿山公园目前的发展现状，提出以下建议：(1)在生态方面，矿区生态环境修复是一项周期长任务艰巨的工作，要对矿区修复情况进行有效监测和监督，切实维护好修复成果.(2)在社会层面，政府部门应该加大对矿山公园发展的重视与支持，对矿山公园进行管理和维护，确保矿山公园改造安全有序进行.紫金矿业也要在公园旅游开发方面加大投入，提升公园竞争力，在矿山公园建设与运营中要调动当地居民的积极性，增大居民参与力度.(3)在矿业旅游经济方面，要加强基础设施建设，可以进行场地旧材料再利用，既减少旅游开发成本，也可以净化环境.同时，由于紫金矿山边开采边修复，要做好采矿和矿业旅游的协调，提高旅游安全水平.此外，矿山公园可以和周边知名的旅游景点(如古田会议会址、永定客家土楼等)加强合作，并积极开展研学旅行活动，让游客体会到矿业旅游、红色旅游和乡村旅游的不同风光，开拓眼界，满足他们求知的心理需求，实现双赢.

在矿山公园综合效益评价中，指标体系的建立仍然是一个重点和难点.由于紫金矿山的特殊性(边开采边修复)、土地污染的敏感性和矿产资源数据的保密性等问题，使得研究数据获取难度大，因此文中选取的指标体系尤其是经济效益指标有待进一步完善.