李 穩(wěn)，宮少軍，梁 昊，王國槐，王培培

(1.天津市地質研究和海洋地質中心，天津 300170；2.天津華勘自然資源勘測技術開發(fā)有限公司，天津 300170；3.中國冶金地質總局中南地質調查院，湖北 武漢 430083)

0 引言

立足于主體功能區(qū)劃理論體系，市縣級區(qū)域類別可劃分為城市型地區(qū)、資源型地區(qū)、農業(yè)地區(qū)和生態(tài)地區(qū)等不同類型[1-2]。資源型地區(qū)是指以礦產森林等自然資源開采和加工為主導產業(yè)的地區(qū)[3]。依據《國務院關于印發(fā)全國資源型城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2013—2020年)的通知》[4]，我國現(xiàn)有資源型城市占城市總數的40%。其中，資源再生型地區(qū)是指已經基本擺脫資源依賴，非資源型產業(yè)在經濟社會發(fā)展中的比重超過資源型產業(yè)，產業(yè)結構和經濟社會逐步進入到良性發(fā)展軌道，順利轉變經濟發(fā)展方式的地區(qū)[5]。開展針對資源再生型地區(qū)的資源環(huán)境承載能力評價指標體系的構建和研究，是建立健全促進資源型地區(qū)可持續(xù)發(fā)展長效機制的重要基礎性工作。

我國有關資源環(huán)境承載能力的研究始于20世紀90年代初[6-11]，并逐漸從以研究自然屬性為主的簡單系統(tǒng)向耦合“人口-資源-環(huán)境-經濟-社會”的復雜系統(tǒng)轉變，開展對城市、區(qū)域等諸要素的綜合研究[12-17]。目前關于資源型地區(qū)和資源再生型地區(qū)的研究主要集中在礦產資源開發(fā)、經濟產業(yè)轉型以及可持續(xù)發(fā)展、礦業(yè)城市生態(tài)環(huán)境恢復等方面，關于承載能力方面的研究早期多集中于單要素評價[3，5，18-26]。近年來，隨著生態(tài)文明建設的推進，增加了生態(tài)環(huán)境評價指標[27-29]，但尚未形成比較成熟的體系和規(guī)范標準。

本文選取資源再生型地區(qū)河南省洛寧縣，以《國土資源環(huán)境承載力評價技術要求(試行)》[1]為基礎開展資源環(huán)境承載能力評價。除地質環(huán)境、地下水資源和礦產資源3個資源環(huán)境要素外，本文還引入了礦山地質環(huán)境作為洛寧縣的關鍵資源環(huán)境要素，并將洛寧縣內各礦區(qū)作為重點評價區(qū)段，對上述4個資源環(huán)境要素開展承載能力評價，旨在進一步突出地域主導特色，構建差異化的資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評價指標體系。

1 評價指標體系及評價方法

1.1 評價指標體系構建

通用資源環(huán)境承載能力評價指標體系為原國土資源部發(fā)布的《國土資源環(huán)境承載力評價技術要求(試行)》[1]中有關地質部分的評價指標，包括地質環(huán)境承載能力、地下水資源承載能力和礦產資源承載能力，并以最小自然單元或行政單元作為評價區(qū)開展面狀的宏觀性評價。

但對以礦產資源開采和加工為主導產業(yè)的資源再生型地區(qū)而言，礦業(yè)活動對礦山區(qū)域產生的地質環(huán)境影響呈點狀分布，且各礦區(qū)的地質環(huán)境問題各有不同，僅有面狀單元的評價結果和對應管控措施是不夠的。此外，在礦產資源承載能力評價中，地質安全問題并非重點評價因子。

因此，以通用資源環(huán)境承載能力評價指標體系為基礎得出的評價結果無法滿足資源再生型地區(qū)現(xiàn)實管理保護的需求。本文在通用資源環(huán)境承載能力評價指標體系的基礎上，增加了以點狀礦區(qū)為評價單元的礦山地質環(huán)境承載能力評價指標，構建了資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評價指標體系，包括地質環(huán)境承載能力、地下水資源承載能力、礦產資源承載能力和礦山地質環(huán)境承載能力4個方面。并在系統(tǒng)分析區(qū)域背景資料的基礎上，結合環(huán)境地質調查核查成果，基于承載本底和承載狀態(tài)2個層次的服務目標，選擇評價因子，構建了評價指標體系框架(表1)。

表1 資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評價指標體系Tab.1 Index system for resources and environment carrying capacity in resource regeneration areas

1.2 評價方法

指標體系中地質環(huán)境承載能力、地下水資源承載能力和礦產資源承載能力評價方法的主要依據為《國土資源環(huán)境承載力評價技術要求(試行)》。

本文引入的礦山地質環(huán)境承載能力側重于評價各個礦山的地質環(huán)境問題發(fā)展趨勢，可更好地展現(xiàn)資源再生型地區(qū)、特別是中小尺度研究區(qū)的資源環(huán)境承載能力。評價方法主要參考前人工作經驗[30-33]，在查明礦山地質環(huán)境背景條件及礦山開發(fā)和綜合整治現(xiàn)狀的基礎上，以填表方式記錄表達。礦山地質環(huán)境承載能力狀態(tài)基礎評價指標為各礦區(qū)的地質環(huán)境背景、資源損壞以及地質災害(表2)；礦山地質環(huán)境承載能力狀態(tài)修正評價指標為礦山開發(fā)限制約束性指標(表3)，主要包括礦山所在區(qū)域內因礦業(yè)開發(fā)出現(xiàn)的嚴重影響現(xiàn)在或未來人居生活安全的事項。

表2 礦山地質環(huán)境承載能力狀態(tài)基礎評價指標Tab.2 Basic evaluation index of the carrying capacity of mine geo-environment

表3 礦山開發(fā)限制約束性指標Tab.3 Restrictive index of mine levelopment

2 實例分析

2.1 研究區(qū)概況

河南省洛寧縣礦產資源較為豐富，已發(fā)現(xiàn)金、銀、鉛、鐵、鉬等各類金屬和非金屬礦產29種，其中金屬礦產12種，共有探區(qū)、采區(qū)74個，較大礦區(qū)有上宮、虎溝、干樹、鐵爐坪等，為一典型資源再生型地區(qū)。南、北部中低山區(qū)采礦活動頻繁，包括洛南地區(qū)的西山底、趙村、下峪、興華、陳吳等鄉(xiāng)以及洛北地區(qū)羅嶺一帶，存在礦渣堆放問題以及尾礦庫、采空區(qū)等引發(fā)的礦山地質環(huán)境問題。主要礦山地質環(huán)境問題包括地貌景觀破壞、土地損毀、水土污染，以及地面塌陷、泥石流、崩塌、滑坡等。

2.2 資源環(huán)境承載能力評價

根據本文構建的評價指標體系，對河南省洛寧縣進行資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評價，評價數據來源為研究區(qū)地下水資源、地質環(huán)境、礦產資源和礦山地質環(huán)境調查監(jiān)測數據資料，以及本區(qū)1∶5萬環(huán)境地質調查實測數據。

2.2.1 地質環(huán)境承載能力評價

洛寧縣地質環(huán)境承載能力評價因子包括崩塌、滑坡、泥石流，構造穩(wěn)定性，地面塌陷，地面沉降，水土流失，水土環(huán)境和地質遺跡。評價結果如圖1所示。地質環(huán)境承載能力超載區(qū)分布于洛寧縣西部邊界附近的洛河主河道上游區(qū)域、洛寧縣中南部西山底鄉(xiāng)南部區(qū)域、澗口鄉(xiāng)與陳吳鄉(xiāng)交界神靈寨附近、王范鎮(zhèn)附近黃土塬與河谷階地交接區(qū)域、東宋鎮(zhèn)南部，以及洛寧縣北部邊界附近中河地區(qū)，這些地區(qū)均為地質災害或水土流失的高易發(fā)和高風險區(qū)域；地質環(huán)境承載能力均衡區(qū)廣泛分布于洛河以南和以北的大部分區(qū)域，地質環(huán)境問題相對較少；地質環(huán)境承載能力盈余區(qū)分布于長水鄉(xiāng)以東的洛河河谷兩岸，地貌屬于河谷階地，地面平緩，區(qū)內無地質災害發(fā)育。

圖1 洛寧縣自然單元地質環(huán)境承載能力評價結果Fig.1 The evaluation result of geological environment carrying capacity in the natural units of Luoning County

2.2.2 地下水資源承載能力評價

由于本次調查工作不夠充分，研究資料有限，因此，洛寧縣地下水資源承載能力評價結果以地下水資源可開采模數等級進行表達(圖2)。

圖2 洛寧縣地下水資源可開采模數等級評價結果Fig.2 The grade evaluation result of exploitable modulus of groundwater resources in Luoning County

2.2.3 礦產資源承載能力評價

洛寧縣優(yōu)勢礦種為金礦、銀礦和鉛鋅礦，本文選取分布有此3類礦種的8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行了具體評價。其中，在礦產資源承載能力本底評價結果(圖3)中：下峪鎮(zhèn)和西山底鄉(xiāng)為優(yōu)等級別；趙村鄉(xiāng)為良好級別；興華鎮(zhèn)、長水鄉(xiāng)與底張鄉(xiāng)均屬一般級別；羅嶺鄉(xiāng)和陳吳鄉(xiāng)為較弱級別。在礦產資源承載能力狀態(tài)評價結果(圖4)中，除下峪鎮(zhèn)為均衡區(qū)外，其余6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)均為超載區(qū)。

總體而言：銀、鉛、鋅礦資源豐富的下峪鎮(zhèn)本底評價和狀態(tài)評價水平居于最優(yōu)；其他擁有金礦資源的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，西山底鄉(xiāng)與趙村鄉(xiāng)雖然保有儲量潛在價值較高，本底評價等級較高，卻在狀態(tài)評價中處于中度超載狀態(tài)。

圖3 洛寧縣礦產資源承載能力本底評價結果Fig.3 The background assessment result of mineral resources carrying capacity of Luoning County

圖4 洛寧縣礦產資源承載能力狀態(tài)評價結果和礦山地質環(huán)境承載能力評價結果Fig.4 The state assessment result of mineral resources carrying capacity and the evaluation result of the carrying capacity of mine geo-environment of Luoning County

2.2.4 礦山地質環(huán)境承載能力評價

區(qū)內36個主要礦山的礦山地質環(huán)境承載能力評價結果(圖4)表明：13個礦山評價分級為盈余級別，這些礦山均處于中低山地帶，氣候條件較好，雨量充沛，植被茂盛，加之多數尚未開采，前期僅在局部地點進行了槽探實驗，絕大部分保持了原生的地質環(huán)境；6個礦山評價分級為均衡級別，均為正在或已經開采過的礦山，其中多金屬礦處于生產階段；其余的17個礦山評價分級為超載級別，多數為長期開采礦山，且缺乏礦山地質環(huán)境保護和恢復治理的有效措施，開采活動造成土地占壓和植被破壞問題嚴重，大量礦渣及尾礦的堆放極易誘發(fā)地質災害的發(fā)生。

3 討論

通過洛寧縣礦山地質環(huán)境承載能力評價結果(圖4)和地質環(huán)境承載能力評價結果(圖1)對比發(fā)現(xiàn)，二者的承載能力評價結果并不完全一致。地質環(huán)境承載能力超載區(qū)中僅西山底鄉(xiāng)中南部與金雞山礦山所在的羅嶺鄉(xiāng)中部存在超載級別的礦山。但二者的超載成因截然不同：地質環(huán)境超載的原因為崩塌、滑坡、泥石流較為發(fā)育，地質災害嚴重；礦山地質環(huán)境超載的主要原因為礦山的土地破壞與占壓，以及地形地貌景觀的破壞。除此之外，礦山地質環(huán)境承載能力評價結果中超載級別的礦山廣泛分布于地質環(huán)境承載能力均衡區(qū)。

通過礦產資源承載能力本底評價結果(圖3)與礦山地質環(huán)境承載能力評價結果(圖4)對比發(fā)現(xiàn)：礦產資源承載能力等級較弱的羅嶺鄉(xiāng)和陳吳鄉(xiāng)內分布的礦山皆為礦山地質環(huán)境承載能力超載級別的礦山；在礦產資源承載能力等級優(yōu)等的下峪鎮(zhèn)和西山底鄉(xiāng)內，礦山數量較多，但均分布有礦山地質環(huán)境承載能力超載級別的礦山，特別是西山底鄉(xiāng)，區(qū)內礦山的礦山地質環(huán)境承載能力幾乎均為超載級別。

通過礦產資源承載能力狀態(tài)評價和礦山地質環(huán)境承載能力評價結果(圖4)對比發(fā)現(xiàn)：下峪鎮(zhèn)為礦產資源承載能力均衡區(qū)，為各評價鄉(xiāng)鎮(zhèn)中結果最優(yōu)，但此鎮(zhèn)內分布的超載級別礦山接近半數。

由此可見，如僅參照地質環(huán)境承載能力和礦產資源承載能力評價結果開展各自然單元或鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)模的整治修復，則會在很大程度上忽略各礦區(qū)存在的問題或隱患。這是由于點狀分布的礦山造成的地質環(huán)境超載問題不足以形成規(guī)模，并體現(xiàn)在以最小自然單元或行政單元作為評價區(qū)的面狀地質環(huán)境和礦產資源承載能力評價結果中。雖然面狀評價涵蓋要素和成因更為寬廣，但對于實際管理和保護而言，點狀礦區(qū)的評價情況也不應被忽視。

因此，本文所構建的資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評價指標體系，在充分考慮礦區(qū)分布分散且開發(fā)方式迥異的基礎上，遵循了“點面結合”的原則，增加了礦山地質環(huán)境承載能力評價，將礦山區(qū)域作為資源環(huán)境承載能力評價的重點區(qū)域，能夠更加詳盡地反映由礦山開發(fā)活動引起的地質環(huán)境問題及危害，更加客觀地反映研究區(qū)實際地質環(huán)境情況。另外，建議加密礦山地質環(huán)境承載能力的評價周期，以促進礦區(qū)地質環(huán)境的修復完善和生態(tài)穩(wěn)定，減少礦產資源開發(fā)對區(qū)域地質環(huán)境的影響。

4 結論

(1)本文針對資源再生型地區(qū)的特點，在地質環(huán)境承載能力、地下水資源承載能力和礦產資源承載能力評價的基礎上，引入礦山地質環(huán)境承載能力評價。以地質環(huán)境背景、資源損壞和地質災害作為礦山地質環(huán)境承載能力狀態(tài)基礎評價指標，對資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評價指標體系進行了補充完善。

(2)以資源再生型地區(qū)河南省洛寧縣為例，開展了資源再生型地區(qū)資源環(huán)境承載能力評價指標體系構建的實際應用研究。通過與通用資源環(huán)境承載能力評價指標體系的對比分析，發(fā)現(xiàn)礦山地質環(huán)境承載能力評價結果與地質環(huán)境承載能力評價結果并不完全一致，且與礦產資源承載能力評價結果也有一定差異。這表明本文通過“點面結合”的評價區(qū)劃方法所構建的評價指標體系更適宜研究區(qū)礦區(qū)分散分布且發(fā)展方式迥異的特點，其實用性和可行性也得到了驗證。