摘要
针对油气类矿山的土地复垦适宜性评价方法研究相对较少情况。本文通过分析不同土地复垦适宜性评价方法的特点和适用范围，结合自然资源部评审矿山地质环境保护与土地复垦方案中土地复垦适宜性评价方法使用情况，确定综合定性分析法是常规油气类矿山主要的土地复垦适宜性评价的方法，在井场数量较少或单宗土地面积较大的情况下，评价过程会使用其他类型定量评价方法。
Abstract
In the context of the relatively limited research on land reclamation suitability evaluation methods for oil and gas mines， this paper analyzes the characteristics and applicable scope of different evaluation methods. In conjunction with the use of land reclamation suitability evaluation methods in the review of geological environmental protection and land reclamation plans by the Ministry of Natural Resources， it is determined that the comprehensive qualitative analysis method is the main method for land reclamation suitability evaluation in oil and gas mines. In cases where the number of well sites is relatively small or the area of a single land plot is large， the evaluation process may employ other types of quantitative evaluation methods.
0 引言
土地复垦适宜性评价是土地合理利用的基础，同时也是影响土地复垦工程可实行性的重要环节。不同评价方法的选取对土地复垦适宜性评价结果的准确性和客观性有着重要的影响，进而影响土地相关规划的决策起着关键作用。常规的土地复垦适宜性评价方法包括极限条件法、指数和法、模糊综合评价法、可拓法、人工神经网络评价法（王欢等，2010）。随着 GIS 技术的不断发展，基于 GIS 的土地复垦适宜性评价方法也不断涌现（陈秋计等， 2004；王慎敏等，2008；叶国华等，2010；陈炳超等， 2011；常蓉，2015），同时各种数学模型的不断出现也为土地复垦适宜性评价的体系提供了新的可能性。（张愉等，2013；程琳琳等，2018）。当前，各种不同方法的技术与研究方法相互借鉴、共同发展，推动着土地复垦适宜性评价方法的进步。
目前各种土地复垦适宜性评价方法主要适用于煤矿（梁叶萍和毕如田，2014；夏群山，2015）、金属矿等固体矿产以及建设用地土地（邹玥等，2011） 复垦项目，对于石油、天然气、页岩气、煤层气等油气类矿山项目土地复垦适宜性方法研究相对较少。据统计 2019—2024 年土地复垦适宜性评价相关研究文章共计 49篇，其中油气类相关研究 5篇。已有研究均为单一项目的土地复垦适宜性评价的应用情况研究。目前尚无针对油气类项目具体特点开展的土地复垦适宜性评价的分类研究。油气类矿山的用地形式相较其他类型矿山具有点多、线长、面广、单宗土地用地面积较小等特点。因此，根据油气类矿山的不同特点选择合适的土地复垦适宜性评价方法对于推动油气类矿山的绿色发展、合理开展土地复垦和土地规划具有重要意义。
1 土地复垦适宜性评价的基本方法
1.1 综合定性分析法
综合定性分析法是一种综合考虑损毁土地特征、土地损毁政策情况、自然条件、社会因素以及周边复垦案例的方法，用于确定复垦方向。例如，新疆东天山山前洪积倾斜平原油气田进行土地复垦适宜性评价时，采用综合定性分析法确定井场临时用地以及管线临时用地的复垦方向（于祥春，2020）。
在土地复垦适宜性评价过程中，通常采用定性评价与定量评价相结合的方式进行评价。定性评价的过程通常先分析损毁土地的原地类情况、区域土地规划情况、区域自然条件因素、综合效益情况以及公众调查意愿，进行综合分析，然后再进一步开展定量评价。
1.2 极限条件法
极限条件也也称最小因子法，目前广泛应用在建设项目临时用地（李科心和贺延伟，2018）、金属矿（李萌，2019）、非金属矿（汪泓和张覃，2011；谭肖波等，2013；李飞等，2019）、工矿废弃地（齐丽和赫静文，2019）等不同类型复垦项目中。极限条件法是基于系统工程中“木桶原理”，即分类单元的最终质量取决于条件最长的因子的质量。
极限条件法具有广泛的使用范围，因为它的评价过程相对简单，不需要进行复杂的数据计算，易于操作。然而，由于我国各地区环境差异较大，目前缺乏统一的评价分级标准。为了确定每个参评因子的分级和评分标准，需要详细了解评价地区的区域情况，这导致了较大的主观因素影响。此外，对于每个因子的权重也缺乏全面的考虑。
1.3 指数和法
指数和法是通过计算评价单元的适宜类型综合分值，判定各评价单元对各类型土地的适宜性程度。其计算方法为每个评价单元针对各个不同适宜类所得到的各个参评因子等级分值分别乘以各自的权重值，然后进行累加。
该方法首先需要确定各因子的权重和土地等级指数范围。目前常用的确定方法包括层次分析法（鲍艳，2005；常建娥和蒋太立，2007）、特尔菲法 （陈龙乾等，1999）、专家打分法（韦晶磊，2013）和熵权法。
其中专家打分法时通过专家对各项因子进行评分，评分结果通过指标标准化处理确定权重分值。熵权法则是根据指标变异性的大小来确定权重，变异性越小，提供的信息量越大，权重也越大 （刘小凤，2020）。
指数和法较极限条件法相比更加重视各影响因子的重要性。然而，不同的评价因子选择和权重确定方法会导致评价结果具有一定的主观性。在指数法应用过程中，当某一因子具有较强的限制作用时，该因子会严重影响到评价单元对于确定复垦方向的适宜性。因此，在评分过程中，如果某一项被判定为不适宜范围，无论该单元最终得分如何，都应被判定为不适宜（裴亮和杨铭，2012）。
1.4 人工神经网络评价法
人工神经网络是建立以权重描述变量与目标之间特殊的非线性回归分析。它的基本结构单元为神经元，神经元按层次结构的形式进行组织，每层上的神经元以加权方式与其他层上的神经元连接，构成神经网络。目前神经网络模型中，常用的算法为 BP 神经网络模型。该方法不用考虑各因子之间的权重。通过模型训练得到网络模型，对待评价数据进行模拟计算得到土地适宜性评价结果。
淮北矿区开展土地复垦适宜性评价中使用了 BP 神经网络模型（张洪波等，2005）。然而，在实际应用中，BP神经网络模型需要确定结构参数和学习参数，这些参数会影响模型的收敛稳定性。目前，相关参数的确定缺乏统一的依据，并且BP模型需要进行大量的训练才能实现网络的收敛。
1.5 可拓法
可拓学是用形式化的工具，从定性和定量两个角度去研究解决矛盾问题，它通过建立多指标参数的质量评定模型，来完整地反映评价对象的综合质量水平（刘文锴等，2006）。可拓法计算过程如下：
徐州贾汪区进行土地复垦适宜性评价采用了可拓法（陈秋计等，2006），通过将各评价因子定量化，减少了主观因素的影响，克服了多因素识别评价中的主观片面性。
1.6 模糊综合评价法
根据隶属度理论，将受多种因素制约的研究对象在模糊数学的基础上定量评价的一种综合评标方法称为模糊综合评价。
王庄煤矿的土地复垦适宜性评价中采用了模糊综合评价法（关腾等，2018）。他们使用层次分析法确定指标权重，并选择梯形分布的隶属函数来计算评价指标的隶属度，建立了数学模型来评估王庄矿的土地复垦适宜性。
通过模糊综合评价法进行土地复垦适宜性评价，得出土地复垦的适宜方向。该方法具有结果清晰、系统性强，针对模糊的、难以量化的问题易于解决。
1.7 其他数学模型法
在土地复垦适宜性评价方法的发展过程中，不同的定量评价方法也逐渐被引入。例如综合偏差率法（红透山铜矿尾矿库复垦适宜性评价研究）、 PSO-SVM 模型（王亚云等，2013）、基于改进决策树模型（王世东等，2016）、免疫克隆算法（文沛沨等， 2015）等。这些方法推动了土地复垦适宜性评价定量方法的发展，为土地复垦工作提供了更多的选择和方法。随着科技的不断进步，我们可以进一步发展和完善这些定量评价方法，以提高土地复垦的效果和准确性。
2 土地复垦适宜性方法使用情况
自然资源部于 2019 年 12 月 31 日发布了《自然资源部关于推进矿产资源管理改革若干事项的意见（试行）》（自然资规〔2019〕7号），其中明确规定了自然资源部负责石油、烃类天然气、页岩气、天然气水合物、放射性矿产、钨、稀土、锡、锑、钼、钴、锂、钾盐、晶质石墨等14种重要战略性矿产的矿业权出让和登记事宜，而其他矿种的管理责任则由省级及以下自然资源主管部门承担。对于这14种矿产来说，申请、延续和变更采矿证时都需要编制矿山地质环境保护与土地复垦方案。为了了解各种土地复垦适宜性评价方法在实际生产项目中的应用情况，我们通过统计自然资源部网站在 2023 年 1 月至 12 月期间公示的矿山地质环境保护与土地复垦方案来进行分析。
据统计，自然资源部在 2023 年共审批通过了 113 个矿山地质环境保护与土地复垦方案项目，其中涉及土地复垦适宜性评价的方法包括极限条件法、指数和法、以及综合定性分析法（表1）。具体来看，在石油、天然气和页岩气等项目中，共有49个项目，其中使用极限条件法评价的项目占比为 10.2%，而使用综合定性分析法评价的项目占比则为 89.8%。这意味着石油、天然气和页岩气等项目主要采用综合定性分析法作为其主要的土地复垦适宜性评价方法。而在非油气类项目中，共有64个项目，其中使用极限条件法评价的项目占比为 90.6%，使用综合定性分析法评价的项目占比为 3.1%。这显示非油气类矿山主要使用极限条件法作为其主要的土地复垦适宜性评价方法。
表1土地复垦适宜性评价应用情况统计
目前虽然存在多种评价方法，但在14种战略性矿产的矿山地质环境保护与土地复垦方案编制过程中，主要采用的方法为极限条件法、指数和法、以及综合定性分析法。这种现象有以下几个原因： （1）这3种方法的评价过程相对简单，易于操作和实施；（2）中国地域广阔，自然条件各异，各地的土地复垦适宜性评价标准也不尽相同。尽管这3种方法在评价过程中受到主观因素的影响较大，但可以综合考虑不同地区矿山土地的损毁情况以及区域特点，从而确定合理的复垦方向。而人工神经网络评价法、可拓法、模糊综合评价法以及其他数学模型法等方法涉及的计算过程较为复杂，不利于专家核查和审查评价结果的合理性。此外，这些方法中计算参数的确定对结果影响较大，但缺乏统一的依据。
因此，尽管现阶段存在多种评价方法，但在实际应用中，极限条件法、指数和法、以及综合定性分析法仍然是主要的土地复垦适宜性评价方法。在未来的研究中，可以进一步探索和发展更加科学、准确的方法，以提高土地复垦的效果和可持续性。
3 油气类矿山土地复垦适宜性评价方法研究
油气类矿山通常包括石油、烃类天然气、页岩气等矿种的矿山。这类矿山通常具有井场数量多、管线、道路等地面工程呈线状损毁，单一项目矿区面积大、涉及区县范围广，单宗土地面积较小等特点。同时满足以上特点的矿山为常规油气类矿山。该类矿山在油气类矿山中占比较高。部分油气类矿山无法同时满足以上几点，存在井场数量少，或者生产用地较为集中形成单宗土地用地面积较大采油、采气平台的情况。具有以上用地特点的矿山为特殊油气矿山。
3.1 常规油气类矿山分析
常规油气类矿山具有点多、线长、面广、单宗土地面积较小等特点。点多指的是一个矿权内的井场数量较多，比如内蒙鄂尔多斯盆地苏里格气田苏 75 区开采项目，井场数量共计 1154 座；吉林松辽盆地大安油田石油开采项目，井场数量共计 1677 座。如果对每个井场都进行单独的适宜性评价，工作量将非常巨大且容易出现重复工作的情况。线长指的是石油和天然气类项目通常存在线状损毁，管线敷设过程中施工宽度较窄，土地损毁涉及多种地类，同一种地类的土地地形坡度、土层厚度、灌排条件也存在巨大差异。同时，管线数量较多，不宜对每个管线进行土地复垦适宜性评估。面广指的是许多矿权申请面积较大，跨越多个区县，涉及多种地貌类型和土壤类型。比如陕西鄂尔多斯盆地米脂气田涉及陕西省内的米脂县、子洲县、榆阳区、绥德县、佳县、横山区等多个区县，矿区地面覆盖黄土地貌区和丘陵沟谷区等多个地貌区。因此，评价分析项目面临较多的变化，很难进行统一的定量评估。单宗土地面积较小指的是单个井场的永久用地和临时用地面积较小。根据《石油天然气工程项目用地控制指标》（国土资规〔2016〕14号）对井场用地面积的规定，井场面积根据井深级别的不同，单井用地面积为 1000～4900 m2（表2），同一井场每增加一口井，增加的永久用地面积不超过单井井场用地面积的 50%。通过对 2023 年自然资源部审批通过的49个油气类矿山井场面积进行统计，将井场永久用地面积与井场数量相除，得出各方案单个井场的平均用地面积，结果显示各方案单个井场的平均用地面积范围为 0. 01~0.93 hm2。由于井场单宗土地面积较小，井场的土地复垦适宜性评价过程中除了考虑本身土地的理化条件外，还应考虑与周边地类的一致性。常规油气类矿山由于以上所述特点较多，难以像其他类型矿山那样通过定量分析的方式开展土地复垦适宜性评价。
表2油气项目井场用地指标
注：同一井场每增加一口井，增加永久用地面积在单井井场用地面积基础上不超50%；同一井场每增加一口井，增加钻井临时用地面积在单井井场用地面积基础上不超20%。
因此，目前油气类矿山在土地复垦适宜性评价中主要采用综合定性分析法。通过统计损毁土地的原地类以及已经变更为采矿用地的情况，并通过分析损毁土地周边的地类类型进行定性分析。评价过程中考虑复垦为优先，复垦原地类或周边地类、国家政策及区划规划分析、区域自然条件因素分析、综合效益分析、公众意愿分析等因素。进而确定每种损毁地类的复垦方向。
3.2 特殊油气矿山分析
常规油气矿山由于因具有点多、线长、面广、单宗土地面积较小等特点，通常采用定量评价方法。然而，当油气矿山用地形式不满足以上特点时。可以考虑借助定量评价方法进行土地复垦适宜性评价。
在 2023 年自然资源部审批通过的油气类项目矿山地质环境保护与土地复垦方案中，共有 5 个项目采用极限条件法进行评估，其中井场数量分别为 6、13、19、36、28 个。这些方案中，井场数量较少且位于同一地貌区内。土地复垦适宜性评价过程中，可以通过逐一评价各井场或对井场的永久用地整体进行定量评价。通过分析已有方案，可以看出油气类矿山项目主要采用综合定性分析法，但在一些井场数量较少，不符合“点多”的项目中，可以引入定量分析方法。除了上述方案外，如四川盆地新场气田新蓬 221 井区天然气开采项目，矿区规划生产井场数量为 2 座。由于矿区范围较小，井场数量较少，可以针对每一个井场进行逐一定量评价。
另一方面，油气项目建设过程中，存在大量采油井集中建设在一个区域，称为采油平台。例如，渤海湾盆地南堡油田开采项目设有 2 个采油平台，分别为 NP118 平台和 NP2-3 平台，其中 NP118 平台面积为 70.26 hm2，NP2-3 平台面积为 81.33 hm2。相较于其他油气矿山，该井场的永久用地土地损毁区域更为集中，土地损毁面积更大。在进行复垦过程时，不需要考虑与周边地类的景观一致性问题，因此应优先考虑定量分析方法。
综上所述，油气类矿山的土地复垦适宜性评价主要采用综合定性分析法。然而，在井场数量较少或单宗土地面积较大的情况下，可以采用定量评价方法进行土地复垦适宜性评价。
4 结论
（1）目前土地复垦适宜性评价方法涵盖了综合定性分析法、极限条件法、指数和法、人工神经网络评价法、可拓法、模糊综合评价法、其他数学模型法等多种方法。根据 2023 年自然资源部公示的 113 个矿山地质环境保护与土地复垦方案的情况，主要使用的方法为综合定性分析法、极限条件法和指数和法。其中，油气矿山主要采用综合定性分析法，非油气矿山主要采用极限条件法。
（2）由于油气类矿山具有点多、线长、面广、单宗土地面积较小等特点，主要采用综合定性分析法进行土地复垦适宜性评价。然而，在部分油气矿山中，当井场数量较少、单宗土地面积较大时，可以采用极限条件法、指数和法等进行定量评价。