煤炭矿区复垦效果评价

★节能与环保★煤炭矿区复垦效果评价*钱奎梅王丽萍(中国矿业大学，江苏省徐州市，221116)摘要本文构建以矿区复垦土壤肥力状况、生态质量以及环境质量3个准则层20项指标为矿区复垦效果评价指标体系，为避免因素赋权的主观性，采用主成分分析法的方差贡献率确定各评价指标的权重，结合模糊综合评判方法建立各评价指标的隶属度函数，采用因子加权求和法计算矿区复垦效果的评价总分值。关键词矿区复垦土壤 复垦效果评价指标体系 评价方法中图分类号TD997. 1文献标识码BPreliminary study of reclamation effect evaluation of reclaimed mine soilQian Kuimei, Wang Liping(China University of Mining and Technology, Xuzhou, 221116，China)Abstract A reclamation effect evaluation index system was built, which contains 3 levels 20indicators, mine substrate fertility, ecological quality and environmental quality. Principal com-ponent analysis was used to determine the weight of each index in order to avoid the subjectivityof empowerment factors in the existing evaluation methods. The membership function of the e-valuation index was established by fuzzy comprehensive evaluation method and the total score ofmining substrate reclamation effect evaluation was calculated using factor-weighted sum.Key words reclaimed mine soil, reclamation effect, evaluation index system, evaluationmethods煤炭作为一次性能源，占我国能源构成比例的壤在生态系统的范围内，维持生物的生产能力、保74%左右。煤炭开采、洗选、利用过程中产生大量护环境质量及促进动植物健康的能力。煤矸石和粉煤灰等工业固体废物。以煤矸石为主的本文在综合分析矿区复垦效果的基础上，提出矿区复垦土壤很难通过正常生态延续来恢复其生态矿区复垦的评价指标体系，并对初步选择的指标进功能，需要人为创造有助于植被生长的环境以强化行主成分分析，根据主成分分析结果确定各个指标其生态恢复过程。矿区复垦的目标是生态环境改的权重，再结合模糊综合评判方法建立各评价指标善，生物的生物量和多样性提高。而目前关于矿区的隶属度函数，采用因子加权求和法计算矿区复垦复垦效果多集中在矿区复垦土壤的理化性质方面，效果的评价总分值，进行矿区复垦效果评价。不能综合地反映出矿区总体复垦效果。作为一个复1评价指标体系确定原则杂的功能实体，煤炭矿区复垦效果不能够直接测定，但可以通过土壤质量相关指标来推测。煤炭矿1.1 相关性原则区复垦效果包括矿区复垦土壤肥力质量、土壤生态评价指标必须与土壤功能相联系，能够清晰地环境质量及土壤健康质量3方面的综合量度，即土表征土中国煤化工量及其时间变化的可量化MHCNMHG能的直接或间接指*基金项目:江苏省省级环保科技项目(2007024)标，例如，一个水域的水文特征是土壤阻截和储存109 .降雨的间接指标，而降雨之后的土壤蓄水能力是一值、电导率、质地、根系深度、容重、水分传导率个直接指标。和有效持水量，用于监测由土壤和作物管理措施引1.2 灵敏性和可区别性起的土壤质量的变化。另外，由于矿区复垦中利用土壤性质在不同的土壤系统之间差异很大，很了煤矸石等矿区基质，故此处还需考虑砾石含量。多典型土壤参数平均值的标准差达到50%。在选土壤肥力状况指标见表1的P准则层。定的指标中，我们需要考虑样品之间的细微变化，2.2土壤生 态环境质量指标例如，不同样品之间某一参数的差异可能为5%,矿区复垦的重要目标之一是矿区复垦土壤生态而其平均值95%的置信区间等于其平均值的50%,环境的改善，包括土壤中生长的植物、土壤动物、而该指标的显著性变化在很多年之后才能发现。土壤微生物等的改善，其中应用最多的是土壤微生般来说，利用简单的统计方法可以很容易发现评价物指标。多数研究认为，土壤微生物(包括微生物指标时间上的差异。不能采用在- -定时间内观察不生物量、土壤呼吸)是土壤质量变化最敏感的指到显著变化的指标。标。土壤动物是土壤环境质量和健康质量的重要指1.3 实践性示特征，特别是无脊椎动物，如线虫、蚯蚓等能够评价指标必须具有-定的实践性，测定方法明敏感地反映土壤中有毒物质含量。以植物作为土壤确并且准确。可能由于指标提供了其他方法无法提质量评价指标时，主要是考察植物的生长状况、植供的信息，那么就必须考虑进一步发展这些方法。被覆盖、物种的多样性和杂草的优势种。矿区复垦1.4 效率和费用需要恢复植被覆盖，从而增加矿区复垦土壤的可持我们必须利用尽可能多的机械化方法，以提高续性。微生物作为土壤中的活跃组成部分，参与土效率、减少人工操作方面的误差，包括传感器、遥壤有机物质的矿化和腐殖质化过程，对土壤的形成感和自动读数仪等。在保证费用最少、效率最高的和发育以及土壤养分的有效性有重要作用。土壤微情况下，测定尽可能多的指标。所选定指标必须考生物多样性被认为是土壤质量评价中最有意义的指虑在5、10和20年测定它们的费用。标。微生物Shannon多样性指数可用于评估物种1.5综合性指标的丰富度。微生物均匀度指数是微生物群落中个体在可能的情况下，我们应该利用能够有效地整分布均匀程度的综合指标。合一些附属指标信息的综合性指标。例如流域水土壤酶活性在养分循环中起着很重要的作用，文，它反映了集水区土壤的平均水文状况。同时，而且已被用作生物活性指标，蔗糖酶活性是表征土只能采用那些能够解释土壤关键功能的综合性指壤的C素循环和土壤生物化学活性的重要酶，可标。例如，集水区水位是土壤水文很难量化的指以作为评价土壤熟化程度和土壤肥力的指标之- -;标，不予采用。磷酸酶能提高土壤磷元素的有效性;土壤脲酶能够反映土壤健康状况和营养水平。该指标体系以微生2煤炭矿区复垦效果的评价指标体系物多样性指数和微生物均匀度指数作为微生物的基煤炭矿区复垦效果的评价在于在广泛的范围内础指标，增加蔗糖酶活性、脲酶活性、磷酸酶活性.综合考虑复垦后矿区复垦土壤的各方面性能，即维和植被覆盖度来构建矿区复垦效果评价体系的生态持植物生产力、生物生存、环境对生物生长及健康质量方面，以反映人为管理措施和环境因子引起的保障能力等。土壤生物学和生物化学变化的指标，如表1所示的2.1土壤肥力 状况指标P2准则层。在矿区复垦过程中，土壤肥力状况是土壤为植2.3土壤健康质量指标物生长提供和协调营养条件和环境条件的能力，是矿区复垦土壤健康质量是土壤影响或促进人类土壤各种基本性质的综合表现。评价土壤退化和生和动植物健康的能力。重金属铜和锌提供了如土壤产力的土壤质量指标-般是基于植物的生产力、土生物、水质和栖息地等所有土壤环境交互功能的信壤的物理化学性质。拉森(Larson) 和皮尔斯息，为合中国煤化工根据徐州煤矿矿(Pierce)提出了土壤质量最小数据集的概念，其区的理化YHCNMH&环境质量的因素中的土壤质量指标包括有机碳、速效养分、pH .主要是重金属元素污染，包括铜、铅、锌、铬、110中国煤炭第37卷第11期2011年11月镉，选取指标为表1所示的Ps准则层。采用因子加权求和法计算复垦效果的评价总分值，表1矿区复 垦效果评价指标体系通过复垦效果的评价总分值进行分析。本文根据以往土壤质量评价的理论与实证研目标层准则层指标层究，决定采用正态分位数方法划分指标评语集的等u土壤质地u土层和根系深度级标准，因此将矿区复垦效果分为4级的定性描u砾石含量述，D为评价总分值: 0