露天采石场密集区复垦模式研究

露天采石场密集区复垦模式研究

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杨延君1，白中科1，，周伟1，，郭利刚1

（1.中国地质大学（北京）土地科学技术学院，北京100083；2.国土资源部土地整治重点实验室，北京100035）

摘要：研究目的：以山西省浑源县正沟辉绿岩产区为研究对象，探索符合区域可持续发展的复垦模式。研究方法：实地调研与土地经济学分析相结合。研究结果：（１）由于矿产资源开采的负外部效应，致使资源开发过程中区域土地破坏面积过大，土地资源配置失当，未达到帕累托最优；（２）由于生态环境具有公共产品属性特征，开采企业环境保护意识淡薄、土地复垦执行力较低，导致目前土地复垦任务过重。研究结论：必须走矿产开发与土地复垦相结合的纵向一体化战略，同时企业之间应进行横向联合，制定土地复垦规划，从而优化资源配置、减少土地破坏，实现可持续发展。关键词：土地复垦；露天采石场；资源优化配置；复垦战略规划中图分类号：Ｆ３０１．２４

文献标识码：Ａ

文章编号：１００１－８１５８（２０１０）０７－００３６－０５

ResearchonLandReclamationModesinDenseRegionofOpenQuarry

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ＹＡＮＧＹａｎ－ｊｕｎ１，ＢＡＩＺｈｏｎｇ－ｋｅ１，，ＺＨＯＵＷｅｉ１，，ＧＵＯＬｉ－ｇａｎｇ１

（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＬａｎｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；

２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬａｎｄＣｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎａｎｄＲｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅＭｉｎｉｓｔｒｙ

ｏｆＬａｎｄａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３５，Ｃｈｉｎａ）

Abstract:Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｔｏｅｘｐｌｏｒｅｌａｎｄｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎｍｏｄｅｓｔｈａｔｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｔａｒｅｇｉｏｎｌｅｖｅｌ，ｗｈｉｃｈｔａｋｅｓＺｈｅｎｇｇｏｕｄｉａｂａｓｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｒｅａｏｆＨｕｎｙｕａｎＣｏｕｎｔｙ，ＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅａｓｅｘａｍｐｌｅ．Ｍｅｔｈｏｄｅｍｐｌｏｙｅｄｉｓｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｐｏｔｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎａｎｄｌａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅ：（１）ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅａｒｅａｏｆｄｅｓｔｒｕｃｔｅｄｌａｎｄｉｓｔｏｏｌａｒｇｅ，ａｎｄｔｈｅｉｎａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｌａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓｔｈａｔｃｏｕｌｄｎｏｔｍｅｅｔＰａｒｅｔｏｏｐｔｉｍａｌｉｔｙｅｘｉｓｔｅｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅｅｘｔｅｒｎａｌｉｔｉｅｓｏｆｍｉｎｅｒａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ；（２）ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｅｃｏ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｓｏｎｅｋｉｎｄｏｆｐｕｂｌｉｃｐｒｏｄｕｃｔ，ａｎｄｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ－ｆｒｉｅｎｄｌｙａｗａｒｅｎｅｓｓａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｅｘｅｃｕｔｉｖｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｌａｎｄｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓｉｓｗｅａｋ，ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｌａｎｄｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎｔａｓｋｓａｒｅｅｘｃｅｓｓｉｖｅｌｙｄｉｆｆｉｃｕｌｔ．Ｉｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｒｅｓｏｕｒｃｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎ，ｒｅｄｕｃｅｌａｎｄｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｒｅａｌｉｚｅｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｔｈｒｅｅｍｅａｓｕｒｅｓｓｈｏｕｌｄｂｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ：（１）ｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｗｉｔｈｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｍｉｎｅｒａｌｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎａｎｄｌａｎｄｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ；（２）ｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ；（３）ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｌａｎｄｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎｐｌａｎ．Keywords:landreclamation;openquarry;optimalallocationofresources;reclamationstrategicplanning

矿产资源是人类社会生存和发展的物质基础，是经济社会持续发展的重要物质保障［１］。近年来，随着国民经济的快速增长、工业化、城市化进程的加快，对矿产资源的需求越来越旺盛，这种供不应求的现象，促使对矿产资

收稿日期：2009-12-07

修稿日期：2009-12-14第一作者：杨延君（1985-），女，山东临清人，硕士研究生。主要研究方向为土地整理复垦与生态修复。E-mail:cugbyang2008@yahoo.cn

杨延君等：露天采石场密集区复垦模式研究37

源的掠夺式开采，从而造成矿山生态环境恶化、水土流失和荒漠化现象，直接威胁人类的可持续发展。改善矿山虽然国家不断出台相关的土生态环境强有力的手段是进行土地复垦和生态重建。在土地复垦方案编制过程中，

“谁污染、谁治理”、“谁受益、谁补偿”的复垦原则，但各建设单位进行的土地复垦只是从单个企地复垦文件，明确复垦效益最大化。本文针对区域的土地破坏方式、生态环境破坏业角度出发，并不能保证区域内整体生态效益、状况，从系统论的角度探索区域土地复垦模式，以实现资源优化配置。

1研究区自然地理概况

山西省浑源县正沟辉绿岩生产区位于大同市东南方向８５ｋｍ，北距浑源县城２８ｋｍ，隶属浑源县中庄铺乡，属于温带干旱半干旱大陆性季风气候，年平均降水量为４２９．４ｍｍ，年均蒸发量为１８２８．１ｍｍ。植被覆盖度较低，阴坡和阳坡的植被分异特征明显（阳坡多为荒草地、阴坡多为有林地），生态环境脆弱。矿区矿产资源储量丰富，以生产花岗岩为主，其中黑色花岗岩不仅储量可观，更是国内外名贵稀有石材品种。花岗岩产业创造的产值占全县规模以上工业企业的８０％以上，每年向县财政提供４５００万元左右，其中税收达２０００万元以上。

2研究区生产力布局及生态现状

2.1研究区企业总体布局

正沟辉绿岩（俗称“山西黑”）地表长达５ｋｍ，由于矿产资源埋藏较浅，企业均为露天开采。目前该区域石材资源开采绵延几公里，遍地开花。区内共有４０家开采企业，分布状况如图１所示。根据２００６年的Ｇｏｏｇｌｅｅａｒｔｈ遥感影像解译确定，研究区域土地总面积为６６４．５４ｈｍ２，其中露天开采已破坏面积为２４６．１８ｈｍ２，占总面积的３７．０５％，破坏之前的土地以林草地为主（表１）。2.2企业内部生产力布局

企业生产用地一般由采掘场、排渣场和生产辅助用地三部分组成。随着生产技术的提高，部分企业会进行下延扩产开采，将增大采掘场的破坏面积，同时废渣排放需要占用更多的土地。图２为研究区内的台资企业———巨鑫矿的内部生产布局示意图，表２为巨鑫矿土地利用类型统计表。

表２可以看出，采掘场挖损地约占巨鑫矿总用地面积的２７．３９％，新旧排渣场压占地约占４８．２４％，生产辅助用地约占２４．３７％。采掘场、排渣场占地比重较大，其对土地的破坏形式分别为挖损和压占，改变了原地貌形态，对区域环境造成严重破坏。由此可知，企业对采掘场、排渣场的规划设计控制，能有效减少土地破坏、降低复垦成本。

巨鑫矿原排渣场

巨鑫生产辅助用地

巨鑫采掘场

巨鑫矿新排渣场

图1研究区生产力布局示意图

Fig.1Productivitydistributionofresearchedarea

图2巨鑫矿生产布局示意图

Fig.2ProductionlayoutofJuxinMiningArea

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表1研究区土地利用状况

Tab.1Landusesituationofresearchedarea

土地利用状况研究区土地总面积已破坏土地未破坏土地已复垦土地

面积（hm2）６６４．５４２４６．１８４１１．９９６．３７

中国土地科学２０１０年７月第７期

百分比（%）１００．００３７．０５６２．０００．９６

表2巨鑫矿区内土地利用类型统计

Tab.2StatisticsoflandusetypesofJuxinMiningArea

破坏状况已破坏

位置采掘场原排渣场生产辅助区

拟破坏合计

新排渣场

原土地利用类型其他草地灌木林地灌木林地有林地其他草地

面积（hm2）４．３５３．０１３．８７１．６７２．９８１５．８８

百分比（%）２７．３９１８．９５２４．３７１０．５２１８．７７１００．００

2.3资源开采对环境的影响

研究区资源的露天开采对环境的影响主要表现在以下４个方面。（１）直接破坏地表土层和植被。采掘场的露天采挖，产生大面积的挖损地，导致大面积基岩裸露；废弃土石需要大面积的堆积场地，导致对土地的过量占用及对排渣场原生态系统的破坏。（２）改变地表径流，造成水土流失。采矿过程中，由于采掘场剥离矿体表层土壤，破坏了地表植被，造成了水土流失；同时废土石渣的随意堆放，改变了原地表径流，使水土流失状况加剧。（３）容易引发次生灾害［２］。采掘场剥离地表易造成边坡不稳、地压失去平衡，从而导致危岩崩落、山体滑坡等；同时废渣使发生滑坡和泥石流的概率也大大增加。（４）产生环境污染。采矿过程中排的随意倾倒增加了边坡的不稳定性、

放的“三废”通过地表水体径流、大气飘尘等方式污染周围的土壤、水体和空气。

资源开采造成的环境破坏，只有通过土地复垦和生态重建才能得到有效恢复。然而，除部分台资企业已经在进行土地复垦实验及生态环境修复外，当地其他企业尚未进行土地复垦工作。从表１中可以看出研究区内土地复垦率不足１％，土地复垦与生态重建任务十分艰巨。

3区域资源开采的经济学分析

3.1矿产资源开采产生的外部性

外部性包括外部经济和外部不经济两种：外部经济是指某个人（生产者或消费者）的一项经济活动会给社会上其他成员带来好处，但他自己却不能由此而得到补偿；外部不经济是指某个人（生产者或消费者）的一项经济活动给社会上其他成员带来损害，但他自己却并不为此而支付足够抵偿这种危害的成本［３］。

矿产资源的开采在一定程度上能够促进当地经济的发展、提高就业率、推动城市化进程，产生正外部效应；同时由于矿产资源的开采会破坏地表土壤和植被，废水、废气、废渣导致矿山生态环境污染等，将会产生负外部效应。正外部效应促使了企业对矿产资源的开发，而负外部效应则影响了区域土地资源的优化配置。从单个企业角度看，企业是在矿产资源开采与环境保护中寻求平衡，以最少的环境治理费用获得自身经济效益的最大化；但

杨延君等：露天采石场密集区复垦模式研究

P

MC

P

MC+ME

MC

Pe

E

（AR=MR=P）d

Px

D=MR

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OQ１Q０Q２QOQ＊＊Q＊Q

图3企业资源优化配置图

Fig.3Enterpriseresourceoptimalallocation

图4区域资源配置失当图

Fig.4Inappropriateregionalresourceallocation

是从区域角度考虑，单个企业废渣堆置将造成不必要的土地资源浪费，从而增加了整体的土地复垦成本。图３为企业资源优化配置图，图４为区域资源配置失当图。

图３、图４中纵轴P表示价格；横轴Q表示破坏土地面积；MC表示边际成本；MR表示边际收益。

图３表示当企业的边际成本等于边际收益时，资源配置达到帕累托最优，此时获得最大化利润，破坏土地面积为Q０。当破坏土地面积为Q１时，开采企业的边际收益大于边际成本，增加单位土地面积可以使企业获得更多的利润；当破坏土地面积为Q２时，开采企业的边际成本大于边际收益，使企业利润降低。这都驱使土地破坏面积趋向Q０从而获得最大经济利润。

图４中直线D＝MR是某竞争企业的需求曲线和边际收益曲线，由于存在着外部不经济现象，故使得区域的边际成本高于单个企业的私人边际成本，从而区域边际成本线位于单个企业边际成本曲线的上方，由线MC＋ME表示。线MC＋ME与单个企业边际成本线MC之间的垂直距离，即ME，可表示为边际外部不经济。企业为追求利润的最大化，会将土地破坏面积放在边际收益等于边际成本处，即Q＊；但是整个区域利益达到最大时，应使社会的边际收益等于社会的边际成本，即应当在Q＊＊处。

由此可见，由于单个企业生产的外部不经济造成破坏土地面积过大，超过了帕累托效应所要求的水平Q＊＊。因此在土地复垦中，必须对不同企业土地资源进行整合，减少土地破坏面积，从而降低土地复垦的成本。3.2生态环境的公共产品属性

生态环境作为公共产品具有非竞争性和非排他性。某个企业通过减少破坏土地面积或进行土地复垦所换取的良好的生态环境，可以被其他未进行土地复垦及环境保护的企业无偿享受而不需要支付任何费用，同时这些企业也不会因未进行复垦而受到任何惩罚。这容易造成不少企业“搭便车”，而那些为环境保护付出成本（复垦成本）的企业却没有获得相应的报酬或激励，将不利于区域环境的改善。

生态环境具有公共产品属性特征，以企业为单位进行土地复垦与生态重建，不仅复垦率低而且不能满足区域发展要求，应将整个研究区作为整体，对采矿产生的环境问题进行统一治理，减少企业复垦的“搭便车”现象。

４区域复垦模式探索

区域矿产资源开采外部性造成区域破坏土地面积过大，生态环境的公共产品属性促使区域土地复垦必须立足必须走企业矿产开发与土地复垦相结合的纵向一体化战略，同时企业之间应进行横向联合全局统筹考虑。因此，

制定区域复垦战略规划，以有效改善矿区生态环境、减少破坏土地面积，做到资源开发与环境均衡协调发展。

４０中国土地科学２０１０年７月第７期

4.1矿产资源开发与土地复垦相结合

矿区土地生态复垦不应是矿山开采在出现环境问题后才采取的一种后患治理措施，而应该是在开采之前就预测到可能发生的生态环境问题，在开采中采取行之有效的措施，尽量避免和减少资源开采对环境可能造成的从源头上不利影响和破坏，其对策是超前的，而不应该是滞后的［４］。因此企业应从自身及矿区可持续发展的高度，控制工程建设破坏土地面积，视土地复垦为矿区生产建设和矿区生态环境综合治理的重要组成部分。在复垦工程中，采用先进技术，将土地复垦和矿区采排技术结合起来，形成“采矿—排弃—复垦”纵向一体化技术，实现“边，缩短土地复垦工作的时间。采边复”

4.2制定区域复垦战略规划

中国现行的土地复垦制度尚不完善，虽然已要求单个开采企业编制土地复垦规划方案，但尚不能确保区域生态效益的最大化。因此政府必须采用行政手段强制该区域编制土地复垦总体规划，统筹考虑研究区内企业生产布局状况、环境现状，因地制宜地制定合理的复垦规划方案，减少对环境的破坏。制定复垦战略规划时应从以下几个方面进行考虑。

（１）最优排渣场位置选择。研究区内企业均为露天开采，开采范围、资源储量、可产荒料量均可量化，因此可采用ＣＡＤ或ＧＩＳ技术设计出露天开采后的最终地形，从边坡稳定性、库容量等方面考虑确定最优排渣场位置。

（２）复垦时序安排。不同企业开采区的资源储量、开采时间和闭矿时间均不同，因而采掘场、排渣场只有在闭矿后才能进行大规模复垦。对先行闭矿的企业可以采用周边企业所排放的废渣进行回填。这样既可减少新的废渣排放对土地资源的占用，又可以完成采掘场的复垦工作。

（３）复垦范围。相邻相近的企业可以设置共同的排渣场，以此来减少排渣场数量，避免乱排乱堆，进而减少占可以减缓地形坡度并可最大限度的减少水土用土地面积。结合资源储量及所排放的废渣量进行部分地貌重塑，流失、滑坡、泥石流等次生灾害的发生，同时可以减少复垦后期的监测费用。

（４）复垦主体。国家土地行政主管部门作为土地复垦的监督方，负责复垦工程的招标、复垦主体企业招标、土地复垦项目的实施监管工作并负责复垦费用的收支问题；区域内各企业作为土地复垦项目的投资方，对自身破坏的土地应按面积缴纳复垦费用，对于复垦范围有交叉的区域可按排渣量缴纳复垦费用；无相关利益的第三方作为土地复垦工程实施主体，负责编制区域土地复垦总体规划以及部署具体的复垦工程实施措施。

5结语

中国矿山企业生产仍然是以环境为代价获取经济效益。通过制定统一的区域复垦战略规划，可以优化矿区生产布局、减少破坏土地面积、降低对矿区环境的破坏程度，同时可降低后期的复垦成本及监测管护费用。通过合理安排复垦项目时空格局，可以优化矿区土地利用结构，再造良好的矿区生态系统，为实现绿色矿山及资源与环境可持续发展奠定基础。

参考文献（References）:

［１］张兴，王凌云．实现矿产资源开发与环境保护协调发展———从环境法制建设角度分析［Ｊ］．中国国土资源经济，２００９，（６）：２１－２２．［２］蒋炳丰．浅谈矿业开发与生态环境保护的关系［Ｊ］．今日科苑，２００９，（１２）：３５－３６．［３］高鸿业．西方经济学（第二版）［Ｍ］．北京：中国人民大学出版社，２００４．

［４］徐跃通，周晨，王志明，等．煤矿区土地复垦的优化设计———以南屯煤矿为例［Ｊ］．今日科苑，２００７，２１（２）：３３－３９．