礦糧復合區生態系統健康評價

呂鵬 馬守臣 孫瑞 王銳 李園園

摘要：以河南省焦作市礦區為研究對象，結合生態系統健康評價理論，針對礦糧復合區生態系統的特點，建立了該區生態系統健康評價體系。該體系包括礦糧復合區生態系統中的社會、經濟、自然3個子系統共31項指標，反映了礦糧復合區生態系統的活力、組織結構和恢復力的狀況。采用全排列多邊形綜合圖示指標法對焦作礦糧復合區生態系統的健康狀況進行了評價，評價結果顯示，焦作礦糧復合區的生態系統健康綜合指數為0.463，處于一般病態。最后，在對評價結果進行分析的基礎上，對區域的生態系統恢復途徑提出了一些針對性建議和措施。

關鍵詞：焦作市；礦糧復合區；生態系統健康評價；指標體系

中圖分類號：X826文獻標識碼：A文章編號：0439-8114（2012）20-4480-05

我國煤炭資源與耕地資源分布的復合面積占我國耕地總面積的很大比例，糧食產量亦占全國糧食總產量的很大比例[1]。在礦糧復合區，由于采礦活動，造成大面積的地表沉陷，使煤礦區農田荒蕪、耕地減少。同時，煤矸石粉塵飛揚，礦井廢水、廢氣滲溢，農田受到嚴重污染。因此，礦糧復合區是一個極其脆弱的復合生態系統。隨著經濟的快速發展，礦業開發對礦區生態環境、糧食生產、社會穩定等各方面的影響也將不斷增強。礦糧復合區生態系統的健康狀況直接關系到該區域能源和糧食生產的可持續發展以及社會的穩定與團結。隨著人們對糧食安全、環境和食品質量的重視程度日益提高，礦糧復合區生態系統的健康狀況越來越受到人們的重視。然而，當前有關生態系統健康方面的研究，多集中在湖泊、草原、農田、濕地、森林等單個生態系統類型[2-5]，對礦糧復合區這一特殊但卻廣泛存在的復合生態系統的健康研究缺乏。因此，對礦糧復合區生態系統健康進行研究，關系到國家的糧食安全、能源安全、生態安全及社會安全，具有重要的戰略意義。焦作市是以眾多煤礦為基礎發展起來的煤礦城市。焦作礦區自20世紀90年代步入大規模衰減階段，除近年在遠郊建成的九里山礦和位村礦及正在建設的古漢山礦外，已陸續關閉了位于城郊附近的王封、李封、焦東、焦西、朱村、馮營等礦，其他如中馬、韓王、演馬等礦資源已瀕臨枯竭，因此，焦作市是一個典型的資源衰竭型城市[6]。在分析焦作礦糧復合區生態系統健康影響因素的基礎上，對該區生態系統健康狀況進行評價，研究結果將有助于促進礦糧復合區生態、經濟和社會的協調發展，為礦糧復合區生態環境的綜合治理提供科學依據。

3焦作礦糧復合區生態系統健康評價

3.3焦作礦糧復合區生態系統健康評價結果分析

綜合上述評價結果可知，焦作市2009年礦糧復合區生態系統健康綜合指數為0.463，處于一般病態。3個一級指標均列于Ⅲ級（一般病態），9個二級指標僅經濟活力（指數為0.542）處于亞健康狀態，社會活力（指數為0.320）和社會恢復力（指數為0.259）處于一般病態，其他5個指標處于疾病狀態?？梢?，焦作礦糧復合區生態系統健康狀態不容樂觀。

通過對各指標進行具體分析可知，焦作礦糧復合區的活力綜合指數（0.452）最高，活力的子指標中的經濟活力指數（0.542）最高。經濟活力在焦作礦糧復合區生態系統健康評價指標體系的二級指標中得分最高，且是惟一一個處于亞健康狀態的二級指標。經濟活力包括全員工效、單位面積農業產量、單位面積農業產值、萬元GDP能耗，指標標準值分別是0.906、0.755、0.668、-0.115。全員工效在31項三級指標中處于最高的位置，該指標全面反映了焦作市企業的生產效率和運營收益水平。單位面積農業產量和單位面積農業產值均較高，主要是因為焦作市近年來針對礦區耕地特點優化了農業用地結構，如在土壤質量好的區域大力發展高效農業，土壤質量較差的區域發展林果業，并依托云臺山景區輻射效應發展觀光農業。但該區的萬元GDP能耗指標標準值較低，僅為-0.115，說明區域內工業生產的能源利用效率欠佳，應在保持經濟穩定增長態勢的同時，加大新技術的研發和應用，并進一步調整、優化經濟結構，推進循環經濟發展模式，以提高能源利用效率。在活力的子指標中，自然活力最低，它的各項指標標準值也很低。因此，為了該區的農業生產可持續發展，這些指標還有待進一改善。

焦作礦糧復合區的組織結構綜合指數（0.312）最低，是該區生態系統健康的主要限制因素，說明該區的環境質量差、經濟結構還欠合理，這些指標的改善必須得到高度重視。該區恢復力也處于較弱狀態，綜合指數為0.322，并以經濟恢復力最弱，其指數僅為0.004。經濟恢復力包括R&D比例和環境投資比例，指標標準值分別為-0.969和-0.551。R&D比例在31項三級指標中處于最低的位置，反映了焦作市在研究與開發經費方面投入的力度和規模欠佳。環境投資比例在31項三級指標中處于第28位，反映了焦作市在支持環境保護方面投入力度不夠，環境保護措施欠缺。此外，恢復力中的公眾環保參與率也有待進一步提高。

4焦作礦糧復合區生態系統健康發展思路

通過分析焦作礦糧復合區生態系統健康的影響因素，本著健康、活力、發展的理念，運用生態學、經濟學和系統工程學原理，以該區的生態問題為切入點，以生態環境、生態經濟和生態人居為建設重點，把自然系統、社會系統和經濟系統作為一個整體，制定該區的長遠發展思路。

4.1大力開展礦區生態治理工作，減少礦產開采對農田生態環境的破壞

通過大力開展礦區土地復墾和生態治理工程，把開采活動對環境的破壞減少到最低限度。特別要針對開采區地面塌陷、開裂、地下水位下降造成的生態環境破壞進行強制性的生態修復。對地處生態敏感區、易造成嚴重地表塌陷和生態破壞的煤礦要實施綠色開采技術，使得環境損害/單位資源比趨于最小[10，11]，主要包括實施以水資源保護為目的的保水開采技術；實施充填與條帶開采等減沉技術，同時開展土地復墾；實施少出或不出矸石技術（矸石充填采空區及用于煤層巷道支護），或者實施矸石地面利用技術（發電，建筑、復墾回填材料等）。所有煤礦應完成礦井水達標治理和礦井水資源化設施建設，完成礦區生產、生活廢水達標治理；完成矸石山自燃治理和揚塵治理，要把環保達標作為礦山取得合法生產資格的條件之一。

4.2加強政府對農民的引導、培訓，加快農村環境保護步伐

政府作為主管部門，應加強對勞動人員進行相關引導、培訓，切實提高勞動人員素質，并加強與農業科研院所的協作，制定并推廣科學的耕作、施肥、灌溉技術，提高焦作礦糧復合區農業綜合生產能力；采取政府補貼方式，大力推廣節水灌溉技術，發展節水農業，同時收集并凈化礦井水，用于農業灌溉，以達到節約水資源、提高灌溉質量的目的。積極引導農民改變落后的生產生活方式，推廣生態模式工程、沼氣工程等，鼓勵發展低污少廢的生態農業和有機農業，實現農業生產高效化、無害化。強化農村生產和生活污染控制，促進種、養業廢物資源化，尤其要大力推廣秸稈還田、秸稈氣化技術和其他綜合利用措施；在大力發展養殖業的同時，開發畜禽養殖污水處理和畜禽糞便資源化技術，控制養殖業的污染。

4.3加大政府的環保投入，建立生態環境補償機制

各級政府要將環保投入列入本級財政預算支出的重點內容，安排環保專項資金，并落實到具體項目上。為了保證政府足夠的環保資金投入，要制定有利于環保投入的財稅政策，通過財政轉移支付或者財政專項資金，增加環保投入。根據“開發者保護、破壞者恢復、受益者補償”的原則，建立煤炭開采生態補償機制，開征煤炭資源生態補償費；修改和完善現有排污收費規定，加收煤矸石排污收費，建立煤炭行業生態環境治理保證金制度，切實落實礦區生態恢復資金。同時參考煤炭開采生態補償機制開征鐵礦、鋁土礦、采石場等礦產資源生態補償費，落實礦產資源開采區生態恢復資金。

4.4加強環境宣傳教育

各級宣傳部門和廣播、電視、報刊、網絡等新聞媒體都要積極開展礦區環境保護公益性宣傳。充分發揮輿論引導和監督作用，及時報道和表揚環境保護先進典型，曝光環境違法行為，為環保工作提供輿論支持和精神動力。在全社會廣泛開展環保教育和科普宣傳活動，提高全民保護環境的自覺性。廣泛開展綠色礦區、綠色學校、綠色家庭、綠色企業等群眾性創建活動，搭建多種形式的環保活動平臺，鼓勵和引導公眾、社會團體參與到環境保護事業中來。開展多種形式的環境警示教育以及環保知識教育、法律講座活動，使環保宣傳教育更加貼近實際、貼近生活、貼近群眾。

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