废弃矿山生态修复效益动态评估体系构建与应用研究.pdf

充JinnengHoldiandTechnology34第4期（总19 2 期）2023年8 月晋控科学技术废弃矿山生态修复效益动态评估体系构建与应用研韩涛（中国建筑材料工业地质勘查中心宁夏总队，宁夏银川7 50 0 2 1）摘要：针对当前对废弃矿山生态修复的评估结果与实际效益相差较大问题，提出废弃矿山生态修复效益动态评估体系构建与应用。首先选择评估指标、并构建涵养水源、保持水土和净化环境等效益评估函数、修复效益动态监测与评估量化，构建评估体系。通过实例证明，所构建评估体系得到的结果更符合实际，可更好地把握生态修复带来的间接经济效益。关键词：废弃；生态；动态；效益；修复；矿山中图分类号：X826文献标识码：A文章编号：10 0 0-48 6 6(2 0 2 3)0 4-0 0 3 4-0 4D0I:10.19413/ki.14-1117.2023.04.0080引言为实现矿山的可持续发展，新建和正在生产中的矿山都需要对其进行生态环境上的全面恢复和治理，同时针对开采后的土地还需要进行全面的复垦。一般矿产资源开发都可分为地下开采和露天开采两种。在开展矿产资源开发的过程中，不仅会占用大量的土地资源，同时其废弃物的排放和堆放都会对矿山生态环境造成严重影响，更有甚者会造成矿区塌陷、崩裂、滑坡等地质灾害。因此，基于矿山生态环境的重要性，对废弃矿山开展生态修复工作是十分必要的。在进行生态修复的同时，其修复效益也是评价修复方法合理性的重要指标，并且在评价指标的基础上，能够对现有修复方法存在的问题进行分析，从而实现对修复方法的进一步优化。生态修复效益主要是指通过制备修复、土地复垦等措施来改善废弃矿山带来的生态环境质量问题。当前，现有对修复效益进行评估的方法只能够针对一段时间废弃矿山生态环境的总体变化给出相应的评估结果，无法实现对其效益变化的动态监测。因此，针对这一问题，本文开展废弃矿山生态修复效益动态评估模型构建研究。1废弃矿山生态修复效益动态评估模型构建1.1选择废弃矿山生态修复效益评估指标为实现对废弃矿山生态修复效益的动态评估，在遵循可持续发展的思想下，基于不同价值理念对修复效益评估指标进行选择。为实现对废弃矿山完成生态修复后林地生态体系涵养水分增加量的描述，选择将涵养水源作为效益评估指标；为实现对完成生态修复后林地生态系统当中土壤被侵蚀量是否降低的判断，选择将修复后废弃矿山区域保持水土能力作为效益评估指标；为实现对修复后区域内植被对阻滞粉尘污染能力的判断，将净化环境作为效益评估指标。根据上述论述，在获取到所有废弃矿山生态修复效益评估指标后，废弃矿山生态修复效益动态评估指标体系如图1所示。目标层：生态效益评估体系准则层：生态效益指标指标层：涵养水源保持水土净化环境效益效益效益图1废弃矿山生态修复效益动态评估指标体系从图1可以看出，本文构建的效益动态评估指标体系当中包含了三个层次、三个单因子效益。韩35涛：废弃矿山生态修复效益动态评估体系构建与应用研究2023年第4期1.2建立效益评估函数1.2.1涵养水源效益评估函数将涵养水源作为评价废弃矿山实现生态修复后对降水截留、吸收以及贮存能力的判断依据。在对这一效益指标进行评估时，可结合区域水量平衡的方法，针对废弃矿山周围地下径流情况进行计算，其计算公式为：Q=E(S J K R).(1)公式（1)中，Q为废弃矿山生态体系涵养水分增加量，m;S为某一种林地类型的总覆盖面积,m;J为在规定区域内年平均降水量，m；K 为在不同区域当中具有侵蚀性的降雨占比，%；R为废弃矿山生态体系中减少的径流效益系数3,%。将上述公式作为涵养水源效益评估函数，以此从涵养能力方面实现对生态修复效益的评价。1.2.2保持水土效益评估函数为了能够实现对废弃矿山完成生态修复后土地水土保持情况的评价，选择对保持水土效益评估函数进行构建。结合废弃矿山中各类有林地与无林地土壤侵蚀的特点，再结合土壤流失方程实现对其潜在侵蚀和现实侵蚀的量化，进而得到保持水土效益评估函数为：V=Z(S T).(2)公式(2)中,V为减少土壤侵蚀量，t/hm;T为某一种林地在单位区域内土壤的保持量，t/hm。1.2.3净化环境效益评估函数针对废弃矿山在完成生态修复后对其净化环境能力的评价，考虑到在开展矿产资源开发的过程中会产生大量的粉尘，对周围空气造成严重影响，因此，选择将修复后植被能够阻滞空气中粉尘污染物的能力作为评价指标，进而得到净化环境效益评估函数为：Y=Z(S C).(3)公式（3)中，Y为林地中制备阻滞粉尘的量，t/hm:C为某一种制备类型能够阻滞粉尘的能力,t/hm。1.3修复效益动态监测与评估量化在明确各个效益评估函数的基础上，为实现对修复效益具体情况的动态评估，需要对相关数据信息进行动态监测。针对不同的评估数据，需要按照其对应的测定周期对其进行测定。例如，针对规定区域内年平均降水量，需要结合一年中废弃矿山生态区域的实际降水情况进行平均值计算。这一评估参数需要以年为单位，一年完成一次平均降水量的测定。针对土壤侵蚀量的测定，应当将其测定周期设置为一次修复方案实施，每完成一次修复需要对废弃矿山生态区域的土壤侵蚀情况进行记录，并结合侵蚀量计算公式，得出具体的侵蚀量数值。为了实现对评估结果的量化，结合各个评估指标的重要性，为其分配合理的权重数值。根据废弃矿山生态修复的需要，对上述三个指标的权重分别设置为0.3、0.3 和0.4。为实现对其量化，选择以公式（4）作为量化公式：x=0.3Q+0.3V+0.4Y.(4)公式（4)中，x为废弃矿山在完成生态修复后效益评估值。将矿山在开展矿产资源开发前的效益值作为最大值，将废弃矿山未开展生态修复前的效益值作为最小值，针对评估得到的量化结果与最大值和最小值构成的范围进行对比，若评估结果更偏向于最大值，说明生态修复措施实施更合理，反之同理。2实例应用分析为了验证上述构建的评估模型在实际中的应用情况，选择以某矿产资源开发区域的废弃地作为实验研究区域。该区域总面积为3 2 6 4.3 2 km,在人口组成上包含城镇人口和农业人口两种。该区域所在地区主要以农业为主，以工业、林业及矿产资源开发行业为副。废弃矿山山谷高深，整体呈现出“V”字型的发育形态，山脉走向为东西方向，主峰高度超过1800m。该矿山气候类型属于亚热带大陆性季风气候，四季分明且降水集中。由于该区域地貌结构复杂,存在高低悬殊严重的问题,因此使得在该废弃矿山上不同区域的气候差异较大。在充分明确该废弃矿山的基本情况以及修复条件后，对矿山进行修复方案规划，最后根据构建的评估模型对修复后矿山的效益进行动态评估。JinnengHoldid Technology2023年第4期36晋控科学技术2.1矿山修复方案规划根据该区域的情况，可采用“以生物措施为主、工程措施为辅”的方式使矿山生态环境得以快速恢复，重回青山绿水。能采用耕地治理的，尽量不采用林地、草地治理；不能耕地，能为林地的，尽量不采用草地治理，已达到最大化近自然的生态恢复效果。清理各危岩体立面，自下而上地制作飘板，在各飘板上覆土种植美丽胡枝子、小叶榕等，中间覆绿植物及种植爬山虎、黄素馨、三角梅等下挂植物。常年蓄水的凹采坑可作为池塘蓄水（养鱼），也可作为外围排水沟的目的地，在旱季又可作为植被灌溉的水源地。合理设置截排水设施，防止流水对回填碎石土的直接冲刷，杜绝泥石流等地质灾害的发生。进行坡面整治、拦渣坝、挡墙、截排水沟、覆土回填。总之，本着“因地制宜”的基本原则及与周边景观相协调的原则确定修复方案。2.2修复效益动态评估应用本文上述构建的评估模型对其修复效益进行动态评估。分别从涵养水源效益、保持水土效益和净化环境效益共三个方面进行综合评估。首先，从涵养水源效益进行评估，该废弃矿山在完成生态修复后植被具有了极强的蓄水和调节水的能力，为该区域周边地区的良性发展提供了十分优越的条件，同时在这一效益条件支撑下，为该区域间接带来8 56 3.2 元/a的经济效益。按照上述涵养水源效益评估函数对废弃矿山五个不同区域的这一效益指标进行评估，废弃矿山生态修复涵养水源效益评估结果如表1所示。表1皮废弃矿山生态修复涵养水源效益评估结果修复涵养水源效益涵养水源经济价值单位蓄水费用区域/元a）1元a)/元m）区域10.3612153.20.67区域II0.3810125.30.67区域I0.2212152.30.67区域IV0.3613 425.30.67区域V0.2512432.50.67结合表1中的评估结果，对五个不同区域间接经济价值进行计算，其公式为：M=ZQ.F.(5)i=1公式（5)中，M为涵养水源效益带来的间接经济价值，元/a；Q，为不同区域的涵养水源效益评估结果，元/a;F为单位蓄水费用，元/m。根据公式（5）对五个不同区域涵养水源效益带来的间接经济价值进行计算，并取其平均值，结果为8 56 2.6 元/a，与上述已知该区域涵养水源效益带来的间接经济效益相差仅为0.6 元/a，说明评价结果与实际相符。其次，从保持水土效益指标上对该废弃矿山的生态修复效益进行评估。已知该废弃矿山区域实现修复后，形成了植被群落叶阔叶林，水土保持量达到了253.25t/a，保持水土效益为该废弃矿山带来了间接经济价值为156.2 元/a。按上述保持水土效益评估函数对废弃矿山五个不同区域的这一效益指标进行评估，废弃矿山生态修复保持水土效益评估结果见表2。表2废弃矿山生态修复保持水土效益评估结果保持水土效益保持水土经济价值单位蓄水费用区域元a)元a)1元m)区域13.25245.250.67区域II5.15215.260.67区域I4.21223.250.67区域IV4.23216.350.67区域2.93226.520.67结合表2 中的评估结果，对五个不同区域保持水土效益方面带来的间接经济价值进行计算，并求取其平均值，结果为155.8 元/a，与上述已知该区域保持水土效益带来的间接经济效益相差仅为0.4元/a，说明评价结果与实际相符。同样按照上述逻辑，对该废弃矿山净化环境效益进行评估。已知该废弃矿山区域在完成生态修复后，植被对阻滞粉尘的能力得到提升,并且单位区域内制备阻滞粉尘量也得到提升。这一效益为该废弃矿山带来的间接经济效益为1412 56.2 元/a。按上述保持净化环境评估函数对废弃矿山五个不同区域的这一效益指标进行评估，废弃矿山净化环境修复净化环境效益评估结果如表3 所示。表3 废弃矿山净化环境修复净化环境效益评估结果净化环境净化环境植被滞尘除尘运行区域效益经济价值能力成本/元a)/元a)/t(hm.a)1/元t)区域I10.25835.2532.23170区域II12.25746.2531.25170区域III13.25856.2533.52170区域IV15.36796.2531.25170区域V11.25842.2531.2517037韩2023年第4期涛：废弃矿山生态修复动态评估体系构建与应用研究结合表3 中的评估结果，对五个不同区域净化环境效益方面带来的间接经济价值进行计算，并求解出平均值为1412 58.3 元/a，与上述已知间接经济效益相差2.1元/a，说明评价结果与实际相符。通过上述三方面对该废弃矿山的生态修复效益进行评价，以得出的评价结果作为依据对其间接经济价值进行计算，计算得出的结果与实际相差小于2.5元/a，可忽略不计，证明本文上述构建的评估模型能够实现对废弃矿山生态修复效益的精准评价，为促进矿山可持续发展提供重要依据。3结束语通过本文研究，针对废弃矿山生态修复效益问题，提出了一种全新的动态评估模型。将该评估模型应用于实际，能够实现对修复效益的综合评价。生态修复工程能够为废弃矿山带来更大的效益，但并不是每一种措施在考虑其成本等经济效益的情况下都能够为其带来正向效益。因此，在实施各类生态修复方案的过程中，通过本文动态评估模型对其效益进行评价能够得到更加详实的数据，从而确保各项生态修复手段的合理应用。参考文献1弓晓飞,刘四丽，景丽媛.露天开采矿山土地复垦适宜性评价研究-以登封某铝土矿为例 J.矿产勘查,2 0 2 2,13(2)3 3 2-3 3 7.一2潘若怡,冉桃滔,蒋园,等.采煤沉陷区生态修复空间可持续效益研究一以淮北市南湖国家湿地公园为例 J.城市建筑,2 0 2 1,18(2 9):150-152+189.3罗明,周妍,鞠正山,等.粤北南岭典型矿山生态修复工程技术模式与效益预评估基于广东省山水林田湖草生态保护修复试点框架J.生态学报,2 0 19,3 9(2 3):8 9 11-8 9 19.作者简介韩涛（19 8 9-），男，工程师，主要从事矿山地质环境恢复治理工作,E-mail:。收日期：2 0 2 2-0 9-0 8Research on The Construction and Application of Dynamic Evaluation System for EcologicalRestoration Benefits of Abandoned MinesHan Tao(China Building Materials Industry Geological Exploration Center Ningxia Team,Yinchuan Ningxia 750021)Abstract:Aiming at the problem that the current evaluation results of ecological restoration of abandoned mines arequite different from the actual benefits,the construction and application of the dynamic evaluation system of ecologicalrestoration benefits of abandoned mines are proposed.The evaluation system is constructed by selecting evaluationindexes,establishing benefit evaluation functions such as water conservation,soil and water conservation and purificationenvironment,and dynamic monitoring and evaluation quantification of restoration benefits.Through examples,it isproved that the evaluation results are more in line with the actual situation,which can realize the indirect economicbenefits brought by ecological restoration and improve the adaptability of the evaluation system.Key words:Abandoned;ecology;dynamic;benefit;repair;mine