第29卷第7期自然资源学报2014年7月Jul.,2014JOURNALOFNATURALRESOURCES煤炭行业环境管理类型区划分——以内蒙古为例耿海清（环境保护部环境工程评估中心，北京100012）摘要：我国业已开展的自然区划、部门区划、经济区划和功能区划均难以作为行业环境管理政策单元，以至于重点行业环境管理政策全国“一刀切”现象普遍存在，直接影响了政策的科学性和有效性。为实现行业环境管理政策和区域资源环境承载能力相匹配，论文提出了行业环境管理类型区的概念并在内蒙古的煤炭开发领域进行了应用。在分区过程中，针对煤炭开发的生态影响、水资源影响和土地资源影响三类主导影响，构建了与行业特点相对应的生态敏感性指数、水资源敏感性指数和土地资源敏感性指数。在此基础上，以县为基本评价单元，对内蒙古进行了三类敏感性指数的分区，进而通过指数组合，将全区共划分为4类煤炭行业环境管理类型区；对每个类型区的煤炭资源条件、开发现状及主要资源环境制约进行了分析，并提出了相应的分区环境管理要求。关键词：煤炭；环境管理；类型区；内蒙古中图分类号：X37文献标志码：A文章编号：1000-3037(2014)07-1136-09DOI：
7期耿海清：煤炭行业环境管理类型区划分1137布的生态功能区划和主体功能区划虽然较充分地考虑了资源环境因素，但由于综合性和宏观性较强，仍难满足环境管理政策向操作层面和具体行业深化的要求。由于缺乏适宜的政策单元划分，一些部门在制订行业环境管理政策时简单地以省级行政区为对象，必然出现政策要求与区域资源环境条件难以匹配的现象，直接影响了政策的科学性和有效性。近年来，我国煤炭、电力、冶金、建材等重化工业呈现加速发展态势，对资源环境造成较大压力，亟需探索专门服务于重点行业的环境管理类型区划，为“分区管理、分类管理”提供空间框架。1行业环境管理类型区的概念行业环境管理类型区实质上是根据不同行业的主导资源、环境影响和不同区域对该种影响的承载能力而划分的环境管理政策单元。从目前来看，应首先对生态影响突出、资源消耗强度大、环境污染严重，并且在国民经济中占有较大比重的“两高一资”（高耗能、高污染和资源性）行业划分环境管理类型区，进而提出既能体现空间差异，又能兼顾区域特点的环境政策，具体包括环境准入政策、环境管理政策、环境经济政策等。对不同环境管理类型区实施差别化的环境管理政策，首先可以使具体行业的开发强度不突破区域资源环境承载能力；其次可通过有针对性的环境管理使区域开发活动资源环境代价最小化；第三，在以上前提下，可充分发挥区域比较优势，并使区域开发活动服从国家整体战略要求。2内蒙古煤炭行业环境管理类型区划分8内蒙古煤炭资源非常丰富，2012年累计探明储量超过8000×10t，原煤产量近11×810t/a，均已超过山西，位居全国第一。随着煤炭开发力度的进一步加大，土地挖损、地[12]表沉陷、水资源破坏、耕地损毁等问题日趋严重，急需制定有针对性的分区环境管理政策。为此，本文选择内蒙古自治区作为煤炭行业环境管理类型区的划分对象。研究框架煤炭开发的环境影响主要体现在以下四个方面：首先是地表沉陷、土地挖损、煤矸石堆存占地及配套生产、生活设施对当地生态系统的影响；其次是含水层结构破坏、地形地貌改变、生产生活用水对水资源的影响；三是土地占用和地表沉陷对耕地数量和质量的影响；四是矿井水、生活污水、大气污染物排放对区域环境质量的影响。鉴于煤炭行业的污染影响并不突出，且空间差异不明显，在此选取生态影响、水资源影响和耕地影响三类指标进行类型区划分。在分区过程中，分别构建生态敏感性指数、水资源敏感性指数和耕地敏感性指数，并根据计算结果进行单指数分区。在此基础上，通过煤炭开发生态敏感性分区和水资源敏感性分区组合，确定基本分区框架。进而采用主导因素法，叠加耕地资源密集区和国家法律、法规禁止开发的区域，对分区结果进行补充完图1研究框架善，确定最终分区结果（图1）。
自然资源学报29卷指标体系指标选取主要基于以下原则：一是要有较强的代表性，能够反映指数某一方面的内涵；二是数据要有空间自相关性，能够反映自然分异规律；三是指标之间应避免信息重[13-15]叠；四是数据要有完整性；五是数据来源要有权威性。按照上述原则，选取水土流失敏感性、沙漠化敏感性、水源涵养重要性和生物多样性4个指标构建生态敏感性指数，表征由煤炭开发导致地表沉陷、土地挖损、土地占用等进而生态问题的可能性及其程度。其中，水土流失敏感性由土壤水蚀敏感性分级数据来表征，沙漠化敏感性由沙漠化敏感性分级数据来表征，水源涵养重要性由水源涵养重要性分级数据来表征，生物多样性采用指示物种的数量来表征。水资源敏感性指数主要反映某一区域对煤炭开发水资源破坏的承受能力，假定水资源丰富的地区承受能力要高于水资源贫乏地区。在此分别选用水资源丰度和降雨量两个指标来表征，前者反映水资源的存量，后者反映水资源的流量（补充量）。其中水资源丰度包括地表水和地下水两个方面，具体数据为单位面积可利用水资源量。土地资源敏感性指数反映的信息比较单一，在此采用耕地面积占县域面积的比例来反映。上述数据均以县级行政区为基本评价单元，各个指标在相应指数中的权重，分别采用层次分析法和特尔斐法确定。其中土壤水蚀敏感性分级(C)、沙漠化敏感性分级(C)、水源涵养重要性分级(C)和123指示物种数量(C)4个指标在生态敏感表1C至C比较判断矩阵414Table1ComparisonmatrixforC-C14性指数(A)中的权重，通过层次分析法1CCCC1234来确定。为此，首先通过专家咨询形成C13751比较判断矩阵（表1），然后采用乘积C1/31532方根法求取各行元素的几何平均值，计C1/71/511/33C1/51/3314算公式如下：144æöϖ=C(i=1,2,3,4)(1)ç÷i∏ijj=1èø求得=,=,=,=。1234再把(i=1,2,3,4)归一化，即求得指标C(i=1,2,3,4)在A中的权重系数：ii14ω=ϖ/ϖ(i=1,2,3,4)(2)∑iikk=1计算可得：ω=，ω=，ω=，ω=。判断矩阵的一致性指标1234CI=，CR=CI/RI=<，可通过一致性检验，说明权重的确定是合理的。单位面积可利用水资源量(C)和年均降雨量(C)在水资源敏感性指数(A)中的权重，562通过特尔斐法确定，其权重分别为和。土地资源敏感性指数(A)仅由一个3指标——耕地面积比例(C)来表征，权重为1。最终确定的评价指标体系及指标的权重分7配见表2。数据处理为保证数据的权威性，本次分析所用数据均来源于中国科学院生态环境研究中心和统计年鉴。对于不能直接使用的栅格数据，首先将其转化为以县级行政区为基本单元的矢量数据，然后分别通过分析计算、直接引用、主观赋值等方式添加属性值，建立基础空间数据库，作为分析平台。在此基础上，分别计算3类指数，并制作专题图件，直至
7期耿海清：煤炭行业环境管理类型区划分1139表2内蒙古煤炭开发环境管理类型区划分指标体系及权重分配Table2IndicatorandweightsforenvironmentalmanagementzonationofcoalmininginInnerMongolia评价指数评价内容评价指标权重水土流失敏感性(B)土壤水蚀敏感性分级(C)沙漠化敏感性(B)沙漠化敏感性分级(C)生态敏感性指数(A)1水源涵养重要性(B)水源涵养重要性分级(C)生物多样性(B)指示物种数量(C)水资源丰度(B)单位面积水资源量(10m/km)(C)水资源敏感性指数(A)2降雨量(B)年均降雨量(mm/a)(C)土地资源敏感性指数(A)土地资源丰度(B)耕地面积比例(%)(C)最终完成分区工作。数据处理及分区流程见图2。生态敏感性指数的计算通过灰色定权聚类来实现，在此将煤炭开图2数据处理及分区流程发生态敏感性指数分为低、中、高个灰类。将指标和灰类编号，则有j(j=1,2,3,4)个指标和k(k=1,2,3)个灰类，其中j指kkkkk标k灰类的白化权函数为f[x(1),x(2),x(3),x(4)]。jjjjj这里分别用下测限度白化权函数对低敏感程度灰类进行测度，适中测度白化权函数[16-17]对中敏感程度灰类进行测度，上测限度白化权函数对高敏感程度灰类进行测度。通过专家咨询和经验判断确定转折点，构建各个指标针对不同灰类的白化权函数。土壤水蚀敏感性、沙漠化敏感性和水源涵养重要性数据为分级指标（全部分为5级），据此可建立离散型白化权函数；生物多样性数据为各县的指示物种数量，为连续型数据，可建立连续型白化权函数。上述指标对3个灰类的白化权函数见表3。根据白化权函数及前文计算出的各指标权重，可计算出对象i对于k子类的定权聚类mkkkk∗*系数σ=f(x)ω(j=1,2,3;k=1,2,3)，若maxσ=σ，则判定对象i属于灰类k。{}∑ijijii1≤k≤3j=1表3内蒙古煤炭开发生态敏感性灰类函数Table3GreyclusteringfunctionsforecologicalsensitivityofcoalmininginInnerMongolia指标低敏感程度中敏感程度高敏感程度0(x=1)ìï1(x=1)ï(x=2)0(x≤3)123土壤水蚀敏感性f(x)=f(x)=f(x)=11í1{{0(x≥2)1(x=3)1(x≥4)ïï0(x≥4)î0(x=1)ì0(x≤2)ìï1(x=1)ï1(x=2)ï123沙漠化敏感性f(x)=f(x)=f(x)=(x=3)22í2í{0(x≥2)(x=3)ïï1(x≥4)ïî0(x≥4)î0(x=1)0(x≤2)ìì1(x=1)ïï123水源涵养重要性f(x)=f(x)=1(x=2)f(x)=(x=3)33í3í{0(x≥2)ïï0(x≥3)1(x≥4)îî0(x≤10)ìï1(x≤10)0(x≤30)ìïìx-10(10<x≤30)ïïïïïï130-x2203x-30指示物种数量f(x)=(10<x<30)f(x)=f(x)=(30<x≤50)4í4í4í2050-x20ïïï(30<x≤50)ïïï0(x≥30)201(x>50)îïîï0(x>50)î
自然资源学报29卷1140水资源敏感性指数(A)通过单位面积可利用水资源量(C)和年均降雨量(C)两个指标256加权求和得出，假定数值越小对煤炭开发活动越敏感。为消除这两个指标在量纲和数量级上的差别，采用公式（3）对各县的数据进行极差正规化处理：x-min(x)x-min(x)ijjijj*x==(3)ijR(x)max(x)-min(x)ijjj土地资源敏感性指数(A)仅由一个指标——耕地面积比例(C)来表征，直接计算各县37级行政区耕地面积所占比例即可。划分结果生态敏感性分区根据灰色定权聚类分析结果（图3），内蒙古煤炭开发生态敏感性高的区域主要集中在通辽市南部、赤峰市中部及乌兰察布市中部。以上区域地貌主要为黄土丘陵和沙地，植被覆盖度低，水土流失和沙漠化较为严重，对煤炭开发的承载能力弱。煤炭开发生态敏感性中等的区域主要分布在兴安盟、赤峰、通辽北部，鄂尔多斯市鄂托克旗、达拉特旗、准格尔旗及呼和浩特南部。该区地貌以山地和草原为主，近年来虽然开发力度明显加大，但生态系统尚未遭受严重破坏。煤炭开发生态敏感性低的地区主要集中在阿拉善盟、巴彦淖尔市、锡林郭勒盟、呼伦贝尔市等地。这些区域以平坦的荒漠、戈图3内蒙古煤炭开发的生态敏感性分区壁和草原为主，水土流失问题并不突出，生物多样性水平较低，因而煤炭开inInnerMongolia发的生态影响相对较小。水资源敏感性分区内蒙古水资源总体贫乏，空间分布不均衡，呈东多西少格局。东部大兴安岭地区、西拉木伦河流域及中部河套地区水资源相对丰富，每平方公里平均可利用水资源量超过435×10m，年均降雨量在400mm以上，煤炭开发对水资源供需平衡的影响相对较小。大兴安岭西麓、锡林郭勒盟东南部、乌兰察布市南部及鄂尔多斯市西部等地煤炭开发的水资源敏感性中等，每平方公里平均可利用水43资源量接近2×10m，年均降雨量在200mm左右。阿拉善盟、巴彦淖尔市及锡林郭勒盟西部、呼和浩特市北部等地水资源最为贫乏（图4），每平方公里平均可利用水资源量在图4内蒙古煤炭开发水资源敏感性分区431×10m以下，年均降雨量仅左右，煤炭开发有可能使区域
7期耿海清：煤炭行业环境管理类型区划分1141水资源供需矛盾更加突出。耕地资源敏感性分区耕地密集区往往也是人口和村镇密集区，煤炭开采造成的土地利用方式变化、环境污染和社会影响均较其他区域更为严重，是煤炭行业环境管理中的一类特殊区域，需要2专门制定政策进行重点管理。内蒙古人均耕地面积，是全国平均水平的3倍，但主要集中在东南部农业区和半农半牧区，其中河套、土默川、西辽河、嫩江西岸平原是最主要的产粮区，特别是河套地区和西辽河地区，水土条件好，农业开发历史长，耕地呈连片分布态势。本文提取了耕地面积占比超过30%的县域，将其作为耕地资源密集区（图5）。在这些区域进行煤炭开采，土地挖损、地表沉陷及土地占用等行为将使耕地面积和质量受到严重影响。其他区域由于耕地比例较低，图5内蒙古耕地资源密集区分布煤炭开发主要体现为生态影响，对耕地资源的影响总体上不突出。最终综合分区生态影响和水资源影响是煤炭开发活动最主要的资源环境影响，在不同区域的表现形式千差万别，而目前环境管理中“一刀切”现象严重，急需实施差别化管理，因而也是划分煤炭行业环境管理类型区的核心因素。为此，首先将每个县级评价单元的生态敏感性分区与水资源敏感性分区两两组合，以确定基本分区框架。由于生态敏感性和水资源敏感性均为3级，因而理论上共可出现9种组合。为避免分区过于破碎，同时尽可能将生态类型和水文特征差别较大的区域划入不同的类型区，在此将地理上毗邻、生态和水文特征相近的组合归并。经综合比较，可初步确定3类基本分区（图6）。在此基础上，叠加耕地资源密集区，即耕地面积占县域面积30%以上的区域，并将其作为一类特殊的环境管理类型区。最后，为避免歧义，将内蒙古自治区所有的自然保护区、风景名胜区、地质公园、森林公园、饮用水源地等国家法定的禁止开发区域单独划出，不作为煤炭行业环境管理的对象。鉴于此类禁止开发区域名目较多，数量较大，本文仅以面积较大的自然保护区代表其大体分布情况，这类区域应依法严格禁止各类煤炭开发活动。据此，可将内蒙古整个地域共划分图6组合分区框架为4类煤炭行业环境管理类型区和1类禁止开发区域（图7，表4）。
自然资源学报29卷1142图7内蒙古煤炭行业环境管理类型区划分结果表4内蒙古煤炭行业环境管理类型区划分结果及分区环境管理重点Table4TheresultofenvironmentalmanagementzonationforcoalmininginInnerMongoliaandthekeypointsofenvironmentalmanagement分区资源条件及开发现状资源环境制约环境管理重点煤炭资源主要集中在锡林郭勒盟西煤炭开发及后续产业发展的应坚持“点上开发、面上保护”的策部、包头北部及鄂尔多斯西部。煤质主要制约因素是水资源短略，防止布局过于分散；严格控制生以褐煤、长焰煤、不粘煤为主；煤层缺。此外，该区气候干旱，态扰动范围，同时加强矿区生态建类型厚度大，构造简单，适合大规模、机风沙较大，地表沉陷和土地设，力争开发后区域生态质量有所提区一械化开采。现有煤矿以大中型为主。挖损将导致风蚀加剧，诱发高。煤炭开发及下游产业须采用最先该区正在逐渐发展成为我国新兴煤炭固定沙丘活化，加快草原荒进的节水工艺；加强煤炭储、装、运基地。漠化进程。各环节的扬尘控制。煤炭资源主要集中于呼伦贝尔市西地表沉陷和土地挖损极易引通过资源整合提高产业集中度和机械部、锡林郭勒盟东部及鄂尔多斯市中发水土流失，降低区域生态化水平；煤炭开发及下游产业应根据部，保有储量占内蒙古的50%以上，服务功能。此外，经过多年“以水定产”原则确定生产规模，并类型煤种齐全，煤质优良，资源禀赋好，开发，该区生态破坏严重，采用世界最先进的节水工艺。煤矸石区二适合大规模、机械化开采，特别是露水污染、扬尘污染等问题也应全部综合利用。结合矿业开发，实天开采。近年新上项目均以大中型为较为突出，部分地区已无环现生态移民，同时减少资源压占，提主。境容量。高采出率。煤炭资源主要集中在鄂尔多斯东部和该区水土流失和荒漠化较为新建项目应以大型和特大型为主，开赤峰市。其中鄂尔多斯东部煤种齐严重，盐渍化也很突出，均采工艺及环保水平应达到世界先进。全，煤质优良，近年来开发力度较对煤炭开发构成制约。此应大力发展循环经济，通过合理的产类型大，现有及拟建煤矿均以大型和特大外，由于开发历史较长，煤业链设置提高煤矸石、矿井水等废弃区三型为主。赤峰市煤质主要为褐煤和长电、煤化工比例较高，历史物的综合利用水平。通过煤炭开发反焰煤，资源有限，近年来新上项目较遗留生态问题较多，部分地哺生态建设，争取开发后区域生态质少。区已无环境容量。量有所提高。该区煤炭资源相对贫乏，主要分布于该区是内蒙古主要产粮区，禁止在基本农田保护区内采矿；矿井通辽市和赤峰市南部，其余地区仅有采煤会对耕地造成严重破工业场地应尽量依托现有城镇建设，类型零星分布。煤质以褐煤为主，煤层地坏，矿粮矛盾突出。此外，减少耕地占用。土地复垦率和扰动土区四质条件相对复杂，现有煤矿以中等以由于人口密集，下游重化行地整治率均应达到100%。将煤炭开下规模为主，后备资源不足。业的发展也受到较大制约。发及环境治理纳入区域综合规划，统筹矿粮关系。
7期耿海清：煤炭行业环境管理类型区划分11433结论与建议我国已经步入重化工业阶段，能源、冶金、建材、化工等行业的资源环境问题日益突出，成为制约环境质量改善、影响人民健康的重要因素。然而，我国针对重点行业的环境管理大多采用全国“一刀切”的管理模式，政策要求与区域资源环境条件不匹配是一个突出问题，与“分区管理”、“分类管理”、“精细管理”等先进理念相距甚远。针对这一问题，本文提出了行业环境管理类型区的概念，试图破解“条”、“块”分割，为制定行业差别化环境管理政策提供空间作用对象。据此，本文尝试开展了内蒙古自治区煤炭行业环境管理类型区划分，并提出了每一类型区的环境管理要点，对于改进煤炭行业环境管理工作具有一定借鉴意义。从长远来看，区域环境保护工作还须与社会、经济等[11,18-20]多方面要求相协调。为此，探索以资源环境为基础，同时满足社会、经济管理要求的更为综合性的空间规划，对于规范区域开发秩序、优化产业布局、保障生态安全更显必要，今后应重点加强这方面的工作。参考文献(References)：[1]傅伯杰,陈利顶,刘国华.中国生态区划的目的、任务及特点[J].生态学报,1999,19(5):591-595.[FUBo-jie,CHENLi-Ding,,-nica,1999,19(5):591-595.][2]欧阳志云,王如松.生态规划的回顾与展望[J].自然资源学报,1995,10(3):203-215.[OUYANGZhi-yun,,1995,10(3):203-215.][3]郑度,葛全胜,张雪芹,等.中国区划工作的回顾与展望[J].地理研究,2005,24(3):330-344.[ZHENGDu,GEQuan-sheng,ZHANGXue-qin,:,2005,24(3):330-344.][4]杨勤业,吴绍洪,郑度.自然地域系统研究的回顾与展望[J].地理研究,2002,21(4):408-417.[YANGQin-ye,WUShao-hong,-geographicalsystem(RPGS).Geo-graphicalResearch,2002,21(4):408-417.][5]毛汉英,方创琳.我国新一轮国土规划编制的基本构想[J].地理研究,2002,21(3):268-275.[MAOHan-ying,-search,2002,21(4):408-417.][6]黄秉维.中国综合自然区划纲要[J].地理集刊,1989,21:10-20.[,1989,21:10-20.][7]任美锷,包浩生.中国自然区域及开发整治[M].北京:科学出版社,1992:211-257.[RENGMei-e,’:SciencePress,1992:211-257.][8]侯学煜,姜恕,陈昌笃,等.对于中国各自然区的农、林、牧、副、渔业发展方向的意见[J].科学通报,1963,9:8-26.[HOUXue-yu,JIANGShu,CHENChang-du,,forestry,animalhus-bandry,,1963,9:8-26.][9]耿大定,陈传康,杨吾扬,等.论中国公路自然区划[J].地理学报,1978,33(1):49-62.[GENGDa-ding,CHENChuan-kang,YANGWu-yang,’,1978,33(1):49-62.][10]刘彦随.吴传钧院士对发展中国农业地理学的贡献[J].地理科学,2008,28(1):1-5.[,2008,28(1):1-5.][11]张可云.区域经济政策[M].北京:商务印书馆,2005:164-172.[:TheCommercialPress,2005:164-172.][12]陈桂月,李海涛,梁涛.内蒙古经济发展与环境污染之间关系的检验[J].自然资源学报,2012,27(11):1845-1859.[CHENGui-yue,LIHai-tao,,2012,27(11):1845-1859.][13]FedeskiM,:ThedevelopmentofaGIS-basedvulnerabilityandriskassessmentmethodology[J].LandscapeandUrbanPlanning,2007,83:50-61.[14]NiJinren,SunLiying,LiTianhong,
自然资源学报29卷1144[J].JournalofEnvironmentalManagement,2010,91:1930-1942.[15]唐常春,孙威.长江流域国土空间开发适宜性综合评价[J].地理学报,2012,67(12):1587-1598.[TANGChang-chun,-ographicaSinica,2012,67(12):1587-1598.][16]董一哲,党耀国.基于离差最大化的灰色聚类方法[J].系统工程理论与实践,2009,29(9):141-146.[DONGYi-zhe,—Theory&Practice,2009,29(9):141-146.][17]云逸,邹志红.灰色聚类法在三峡库区城市江段水质综合评价中的应用[J].数学的实践与认识,2007,37(12):65-72.[YUNYi,,2007,37(12):65-72.][18]JohnsonKP,[J].SurveyofCurrentBusiness,2004,11:68-75.[19]CristinaDC,CarlosMF,-economicdiversityofEuropeanre-gions:Amultivariateanalysis[J].EuropeanJournalofOperationalResearch,2008,187:600-612.[20]徐广才,康慕谊,史亚军.自然资源适应性管理研究综述[J].自然资源学报,2013,28(10):1797-1807.[XUGuang-cai,KANGMu-yi,-sources,2013,28(10):1797-1807.]EnvironmentalManagementZonationforCoalMining—TakingInnerMongoliaasanExampleGENGHai-qing(AppraisalCenterforEnvironment&Engineering,MinistryofEnvironmentalProtection,Beijing100012,China)Abstract:Energy,metallurgy,buildingmaterials,,theresources&environmentalimpactsbecomemoreandmoreserious,,thecurrentregionalizationsuchasnaturaldivision,sectordi-vision,,the“onesizefitsallpolicies”&environmentcapac-ity,,indicesofecologicalsensitiv-ity,,,theresourcesconditions,developmentstatusandthemainenvironmentalconstraintsforcoalminingineachtypeofthezonesaredepicted,:coalmining;environmentalmanagement;zonation;InnerMongolia
