历史遗留废弃采矿用地复垦潜力评价研究
2022-08-08周文涛孔祥芸
周文涛，孔祥芸，张 鑫
（1.北京数慧时空信息技术有限公司，北京 100080；2.烟台市自然资源和规划局，山东 烟台 264003）
评价单元的划分是进行废弃采矿用地复垦潜力评价的基础，这将决定废弃采矿用地复垦潜力评价的准确度。国内外对废弃矿区复垦潜力的评价有很多方法。本文以烟台市单个废弃采矿用地划分评价单元，结合第三次全国国土调查、第一次全国地理国情普查等数据，提取废弃采矿用地图斑，利用地块法进行了分析。
1 评价指标的选取
本文选取了3项11类与复垦潜力密切相关的指标，对烟台市历史遗留废弃采矿用地的896块图斑进行评价。
1.1 地学条件
1.1.1 地貌类型
利用烟台市最新的行政区边界线，获取最新年度的、分辨率最高的数字高程模型数据。在ArcGIS软件平台下，根据高程差和平均海拔确定地貌类型。
1.1.2 田面坡度
地形坡度的高低决定着耕地中水土和养分的流失程度，在一定程度上影响废弃采矿用地复垦后耕地的质量。根据第三次全国国土调查中的坡度图图层，获取每个评价单元坡度属性值，若存在多个坡度，以面积最大为准。
1.2 耕作条件
1.2.1 灌溉保证率
灌溉保证率是指耕地灌溉得到充分满足的比率。提取第三次全国国土调查地类图斑层的河流（1101）、湖泊（1102）、水库（1103）等水源作为参考图层，利用邻域分析计算评价单元到水源的最短距离。
1.2.2 排水条件
排水条件是指灌溉后（或雨后）从地表积水情况判断其排水能力。烟台市的排水条件主要察看有无健全的干、支、斗、农排水沟道体系，从第三次全国国土调查地类图斑层提取沟渠（1107）、干渠（1107A）、水工建筑（1109）进行空间分析。以采矿用地的中间点为缓冲区，将到达沟渠等排水体系的最短距离作为评价指标。
1.2.3 地块状况
地块状况是指地块起伏和高差的合理程度、地块形状规整度、地面平整度。田面平整度与地形指标中坡度、坡向存在交叉，因此地块状况只考虑地块的规整程度。
1.2.4 田间道路通达度
田间道路通达度是指在进行农业生产活动时地块到主干路的便利程度。耕地到田间道路的距离越近且耕地周围的道路网越密集，表明田间道路通达度越好。为了获取该数据，利用ArcGIS软件平台，以第三次全国国土调查数据中的田间道路（1104）、公路（1103）为底层数据，计算各地块图斑几何中心至田间道路的直线距离，按照获取的距离远近，划分等级，赋予相应的分值。
1.2.5 耕作距离
耕作距离代表耕地到农村居民点的距离。农村居民到达地块距离的远近决定着其机械耕作的效率，进一步影响耕地质量。该数据以第三次全国国土调查的城镇村居民区为基准，在ArcGIS软件平台利用空间分析的缓冲区分析法进行计算，获得不同半径的缓冲区，实现城镇村居民区在二维空间的扩展。空间连接将获取的耕作距离数据赋予评价单元图斑中。
1.3 周边土壤性状
1.3.1 耕地距离
耕地距离代表评价单元（历史遗留废弃采矿用地）到耕地的距离。该数据以第三次全国国土调查的耕地（01）为基准，在ArcGIS软件平台利用空间分析的缓冲区分析法进行计算，获得不同半径的缓冲区，实现耕地在二维空间的扩展。空间连接将获取的耕地距离数据赋予评价单元图斑中。
1.3.2 有效土层厚度
有效土层是指母岩之上的土壤层和松散的母质层，其为农作物根系提供生长空间、水分、养分等。有效土层厚度影响耕地蓄水、排水的调节能力，因此也影响耕地质量。
1.3.3 耕层质地
耕层质地是指土壤中直径各不相同的矿物颗粒的组成情况。土壤一般分为砂土、壤土和黏土三类。其中，黏土有利于保肥、保水，砂土和壤土有利于土壤透气。
1.3.4 有机质含量
土壤有机质是指土壤中含碳的有机物质。利用烟台市农业部门土壤有机质实测数据，进行赋值。由于基数较大，可采用拉斐尔法进行异常值处理。
2 评价指标权重的确定
下面利用自然断点法划分指标等级。要对数据进行划分，以确保每组数据内部最相似，并且与其他组数据最相异。数列中存在一些转折点和断点，这些断点具有统计学意义，可以把研究对象分成性质类似的群组。各评价指标的权重如表1所示。表中，灌溉保证率与有机质含量的单位均为%；耕作距离与耕地距离的单位均为m；有效土层厚度的单位为mm；田面坡度单位为度（°）；其他参数为无量纲。
3 指标体系的构建
本文在前人研究的基础上，选择专家评分法进行指标体系的构建。历史遗留废弃采矿用地复垦潜力指数根据每个评价单元的各项指标得分与权重进行计算。根据表1复垦潜力指标中的11个二级指标得分，采用加权求和法确定废弃采矿用地复垦潜力指数，计算公式为：
表1 历史遗留废弃采矿用地复垦潜力评价指标划分
式中：N为评价单元的复垦潜力指数；w为二级指标i的得分值；f为二级指标i的权重；n为二级指标的个数。
计算复垦潜力指数后，采用自然断点法进行等级划分，并绘制等级图。
4 结论
评价结果显示，经加权求和，历史遗留废弃采矿用地的复垦潜力指数介于56.2～97.5。以该范围为基准，自行输入断点值，从优到差将复垦耕地质量分为5级，一级耕地质量最好，五级耕地质量最差。一级耕地的综合评分不小于90.8；二级耕地的综合评分为[86.3，90.8）；三级耕地的综合评分为[81.0，86.3）；四级耕地的综合评分为[73.7，81.0）；五级耕地的综合评分小于73.7。从各级耕地面积占比来看，一级耕地占17.89%，二级耕地占29.37%，三级耕地占比最高，为41.16%，四级耕地占9.21%，五级耕地占比最小，为2.37%。
