摘要：礦區(qū)用地的破壞日益加劇，已成為制約礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。為了科學(xué)、合理地對(duì)礦區(qū)土地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)估，明確礦區(qū)土地的生態(tài)安全狀況和未來的發(fā)展趨勢(shì)，研究以榆神府礦區(qū)為例，通過分析礦區(qū)土地生態(tài)安全的各因素，構(gòu)建了煤礦區(qū)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。結(jié)果表明，在2022年，惡劣級(jí)相比于2002年下降了3.76％；安全級(jí)相比于2002年上升了3.90％。2002年-2012年，有6.64％的良好級(jí)土地轉(zhuǎn)變?yōu)榕R界級(jí)，2012年-2022年，礦區(qū)土地生態(tài)安全狀況從良好級(jí)調(diào)整為安全級(jí)的占11.67％。此次研究可為榆神府礦區(qū)的土地資源開發(fā)與保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：榆神府礦區(qū)；土地生態(tài)安全；綜合評(píng)價(jià)；治理模式

中圖分類號(hào)：X826 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

土地生態(tài)安全是人類在對(duì)自然或人文系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)利用時(shí)，既能滿足人類需求，又能確保生態(tài)環(huán)境不受破壞，這是土地生態(tài)安全最本質(zhì)的特征。由于對(duì)能源的需求不斷增加，煤炭資源大規(guī)模的開發(fā)利用仍會(huì)持續(xù)。但大規(guī)模的煤炭資源開發(fā)和利用在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)，對(duì)礦區(qū)生態(tài)也造成巨大的破壞，引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問題。例如礦區(qū)周圍土地由于采煤塌陷地較多，導(dǎo)致水土流失、土地荒漠化和土壤肥力下降等；礦區(qū)開發(fā)建設(shè)活動(dòng)的不合理使用和土地資源的過度消耗及利用方式的粗放，造成水土流失、地下水資源嚴(yán)重缺乏。當(dāng)下中國(guó)正處于全面生態(tài)文明建設(shè)的重要階段，在生態(tài)修復(fù)工作開展過程中現(xiàn)存諸多挑戰(zhàn)，礦業(yè)活動(dòng)的發(fā)展對(duì)礦區(qū)土地?fù)p毀程度越來越嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展，然而現(xiàn)階段對(duì)礦區(qū)土地生態(tài)安全定量化評(píng)價(jià)和分析相對(duì)較少。為了實(shí)現(xiàn)礦區(qū)土地的生態(tài)安全評(píng)估，研究以榆神府礦區(qū)為例，在對(duì)礦區(qū)自然地理特征及土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，建立了以遙感影像為數(shù)據(jù)源、以地理信息系統(tǒng)（Geo-grapluc Lnformation System，GIS）為技術(shù)手段的土地生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)模型，通過對(duì)研究區(qū)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析，可為不同類型礦區(qū)的土地資源開發(fā)與利用提供科學(xué)依據(jù)。

1研究區(qū)概況

榆神府礦區(qū)位于陜北黃土高原區(qū)與內(nèi)蒙古高原的過渡地帶，總面積約2 973 km2。該區(qū)域處于黃土高原與毛烏素沙地過渡地帶，自然條件復(fù)雜多樣，生態(tài)環(huán)境脆弱。隨著煤炭資源開發(fā)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和深度的不斷加大，環(huán)境問題日益突出，生態(tài)環(huán)境惡化趨勢(shì)進(jìn)一步加劇。據(jù)統(tǒng)計(jì)，礦區(qū)水土流失面積達(dá)3 490 km2，土地沙化面積達(dá)729 km2，地表塌陷面積達(dá)1 171 km2，固體廢棄物堆積量約為4.7億噸。近10年來，隨著人口的不斷增長(zhǎng)和工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，工礦廢棄地已成為嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境、制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。

2榆神府礦區(qū)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)

2.1礦區(qū)土地生態(tài)安全演變分析

土地生態(tài)系統(tǒng)是由各種自然因素以及與人類活動(dòng)相互作用、相互制約、相互影響的有機(jī)整體。土地生態(tài)系統(tǒng)是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，人類通過各個(gè)子系統(tǒng)開展各類生產(chǎn)活動(dòng)，來滿足人類的多種需求。但是，由于礦產(chǎn)資源的開采，導(dǎo)致了土地生態(tài)系統(tǒng)的破壞。礦區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)是礦山開采活動(dòng)對(duì)原有土地生態(tài)系統(tǒng)造成各種干擾后所產(chǎn)生的一種新的生態(tài)系統(tǒng)。礦區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)具有與其他土地生態(tài)系統(tǒng)相似的結(jié)構(gòu)特征，不同之處在于礦區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)中不僅包含著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素，而且還保存著一些自然因素及其相互間的聯(lián)系。

礦區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)是由自然、人為等多種因子共同作用的結(jié)果，隨著各因子的作用強(qiáng)度或累計(jì)效應(yīng)到達(dá)某一臨界點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)、功能等屬性將發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)的演化。系統(tǒng)演化是一個(gè)不斷發(fā)展的過程，在內(nèi)部和外部?jī)煞N力量的影響下，它會(huì)不斷地發(fā)展。如圖1所示榆神府礦區(qū)發(fā)展及土地生態(tài)安全狀態(tài)演變示意圖。煤礦區(qū)以采煤為核心，在未開采之前，該地區(qū)以自然生態(tài)為主，人為干擾很小。在發(fā)展初期，礦區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)的演化主要是由太陽(yáng)系與地表各圈層之間的交互作用所決定的，大多數(shù)時(shí)候，土地生態(tài)系統(tǒng)的演化趨向于有序。當(dāng)沒有出現(xiàn)諸如極端天氣、地質(zhì)災(zāi)害等可能引起氣候變化的事件時(shí)，土地生態(tài)系統(tǒng)仍處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，此時(shí)礦區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力能消除壓力隱患，土地生態(tài)安全狀態(tài)大于安全閾值A(chǔ)，如情景1。一旦發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源，即進(jìn)入加速發(fā)展期，為了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，就會(huì)進(jìn)行煤礦開采和城鎮(zhèn)建設(shè)等活動(dòng)，導(dǎo)致礦區(qū)的土地使用結(jié)構(gòu)的變化，以及土地的破壞和生態(tài)環(huán)境的污染。此時(shí)通過采取控制措施可以阻止礦區(qū)土地生態(tài)向不安全狀態(tài)演變，大于安全閾值B，如情景2所示。在穩(wěn)定發(fā)展期則會(huì)進(jìn)行土地復(fù)墾和污染治理等行為，此時(shí)修復(fù)和補(bǔ)救的力度可能會(huì)使礦區(qū)土地生態(tài)演變?yōu)椴话踩珷顟B(tài)，大于安全閾值C，如情景3所示。而在發(fā)展衰退期會(huì)發(fā)生突變惡化，變?yōu)椴话踩珷顟B(tài)，如情景4所示。然而，礦區(qū)開發(fā)與環(huán)境治理都是人類干擾行為，而人類干擾會(huì)對(duì)該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能產(chǎn)生影響。在不同的演變階段，對(duì)礦區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)的干擾程度各不相同，因而表現(xiàn)出不同的演化特征。

2.2礦區(qū)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)

土地生態(tài)安全評(píng)估，就是在時(shí)間和空間上，將自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等各種因素都納入其中，對(duì)土地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分析，并對(duì)各因素影響程度進(jìn)行分析。通過建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，選取科學(xué)、客觀的評(píng)價(jià)方法，對(duì)研究區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，并綜合考慮該地區(qū)的土地生態(tài)系統(tǒng)健康水平，以及為人類社會(huì)發(fā)展所需要的服務(wù)與資源的供給能力，進(jìn)行土地生態(tài)安全等級(jí)的評(píng)估，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該地區(qū)土地生態(tài)安全的評(píng)價(jià)。

研究在DPSIRM理論的指導(dǎo)下，參考相關(guān)專家們的研究成果，結(jié)合國(guó)家、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)初步確定了礦區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)的評(píng)估體系，具體如表1所示。針對(duì)榆神府礦區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)特征、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等實(shí)際情況，去掉了部分指標(biāo)數(shù)據(jù)獲取難度大，重復(fù)性和代表性差的指標(biāo)。最終將礦區(qū)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系分為經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)、社會(huì)子系統(tǒng)和自然子系統(tǒng)3個(gè)子部分，并主要從人口數(shù)量、自然景觀保持情況、經(jīng)濟(jì)社會(huì)影響等方面來衡量。（見表1）