研究结论与成果

矿产资源的开发，创造了巨大的经济效益和社会效益。对于矿业城市来说，矿山开采引起的土地破坏已经成为影响区域土地安全格局的制约因素。因此，探索丘陵矿区土地利用演变机理和驱动机制，构建土地利用安全综合评价指标体系，研究矿区土地利用安全格局模式，对指导今后矿区土地利用意义重大。本书综合运用系统论、生态学、景观分析、规划设计、管理科学的研究成果，对矿业用地土地生态安全格局理论与方法深入研究。主要结论如下:

(1)研究不同尺度的矿业城市土地利用格局特征与演变。与矿山的生命周期一样，矿区用地也经历了楔入、扩张、稳定、转用或恢复、荒芜等阶段，相应矿区周围土地也由辅助转为他用;传统矿区土地利用是松散型向外扩散，废弃地多，土地利用外部负效应严重。生态矿业节约用地，矿业用地走向内涵式发展，内部开放与对外共生相协调，紧凑度明显上升。

首先，对矿业城市河北省武安市用地情况分析，表明十年间耕地、未利用地、河流用地总体呈减少趋势，城市及农村居民点用地、独立工矿用地、林地呈增加趋势，土地利用变化率最大的是独立工矿用地。1996年、2006年各景观要素的百分比表明，耕地、林地、未利用地及居住用地景观要素优势度比较明显，独立工矿斑块优势度增加变化率最大，说明独立工矿景观要素在研究区中所起的作用在增加。

其次，从土地利用景观特征看，武安市景观的破碎程度与异质性提高，斑块边界总长度增加;从斑块规模上看，耕地、未利用地、林地占景观百分比大，是市域内优势景观;景观集聚程度低，受采矿等人为干扰，使景观斑块分解、离散，斑块形状规则化;景观多样性增加，斑块分散程度增加，斑块规模减少;原有的优势景观类型发生变化，最显著的是林地与居住用地增加、耕地减少;原有斑块被分割，斑块形状趋于规则;原有各类景观斑块仅被廊道及新的斑块分割，新楔入的景观斑块规模较小，总体景观格局离散程度与变化幅度有限。

再次，通过分析矿业用地变化趋势，十年间总量趋于减少。从2000年以后矿业发展高峰期已过，通过土地复垦恢复了大量被破坏的土地，矿山用地以小型为主。丘陵矿区的矿业用地斑块形状复杂，采矿边界不规则;矿业用地虽然近年来略有分离，但总体上集聚性较强，与矿产资源的集中分布相一致，小矿山逐渐被大矿山所替代。

通过典型矿区西石门矿区土地利用变化表明，经过20年的开采，矿区未利用地较多，主要是采矿产生废弃地，其次是居住用地和工矿用地，没有林业用地。土地复垦以增加耕地为主要目的。根据矿区内地貌形态、土壤条件和原生植被类型等，矿区土地利用格局调整后，工矿用地将减少52.2%，转为其他居住用地;工矿废弃地(未利用地)则转为耕地或林地，保留利用重要的矿业遗迹。

经分析认为，矿区土地利用受多种驱动力影响，矿业用地空间进化的过程是内部、外部各种驱动力相互作用在物质空间的反映。

(2)本书在对生态安全、土地利用安全内涵分析的基础上，分别对矿区生态安全、矿区土地利用安全的内涵进行了界定，对矿区土地利用安全思想演变进行分析，认为矿区土地利用安全应以人与自然相平等的可持续发展观为指导，以自然演进的需求为基线，以自然演进过程为发展依据，建立人与自然和谐的共生格局。矿区土地利用安全格局是建立在区域安全格局基础上，包含矿业用地内部安全和对外共生协调安全，表现为矿业用地土地利用与区域的协调。

根据矿区PSR指标体系，构建了矿区土地利用安全格局综合评价指标体系和安全分级标准，对武安市、西石门矿区土地利用安全格局进行了评价。结果表明，土地利用格局总体安全状态处于下降趋势，矿业用地整体处于临界安全状态。分析PSR指标说明，矿业用地总体“压力”下降，“状态”趋于向好的方向转变，通过矿山环境治理、矿区土地复垦使“响应”机制对土地安全格局贡献程度增加。但“响应”程度尚不足以使矿业用地达到安全状态，局部得到改进但总体趋势恶化的状态没有从根本上改变。必须从根本上采取措施构建矿业用地安全格局，加大投入，修复被破坏的环境，使矿区土地利用处于安全“状态”。

(3)将生态伦理思想、土地自然演进、“反规划”思想体系运用于土地利用中，构建武安市域“红绿黄蓝灰和谐，建田网矿集约”土地利用安全格局。根据土地利用安全格局理想状态的要求，对处于临界安全武安市矿业用地格局进行修复和整合。

按照景观生态学原理的要求，针对安全性能不佳的矿区，提出废弃地农田生态元修复、废弃地林牧生态元修复方法，村落、矿山生产区、矿山生活区等建设用地生态单元利用方式，以及矿山景观恢复与利用措施和矿山公园景观规划方案。

以恢复生态学为依据，在对武安市的山、水、路、林、城、镇、村、矿、园等调查的基础上，提出武安市生态网络修复建设方案:即河流蓝线、山脊灰线、道路棕线、生态绿线修复及整合形成一个多层次的、连续完整的网络，保持城乡的整体性。

按照土地利用安全格局标准，提出土地利用空间结构与耦合方案。将生态系统服务价值引入矿区土地利用安全格局，建立矿区生态系统服务价值评估标准，并对西石门矿区生态服务价值、矿山公园建设后的生态服务价值、居住用地生态服务价值进行评估。说明传统采矿用地对区域生态服务价值产生巨大的负面影响，而经过环境治理、土地复垦与生态重建后矿业用地对区域生态服务价值有正的影响。

以建立的生态系统服务价值对矿区土地利用格局进行结构与生态网络优化和用地整合，形成以林业、河流用地为核心区，耕地为缓冲区，向矿业用地、居住用地过渡的格局;生态网络优化包括外部生态网络连接和内部生态网络融通、内部绿地斑块镶嵌。

(4)矿区土地利用安全格局的实现，需要通过调控与管制手段，达到排除人类这一强烈干扰源影响。调控行为主体为政府、企业、社会公众，政府通过各相关部门组织协调，矿山企业通过自控与负责，公众通过参与和监督实现。

政府通过在土地利用总体规划中划出独立工矿区，在矿业用地区内通过“五线”(建设用地红线、林地绿线、河流蓝线、矿业用地灰线、耕地黄线)管控;运用产业结构调整与优化、环境治理、开采规划分区方式达到矿业用地集约化、规模化利用的目的。矿山企业基于生态重构规则约束，通过矿山勘探、矿山生态规划与设计、生态开发、闭矿、后续土地利用与监测、采矿废弃地可持续利用、矿业遗迹保护等矿山生命周期的全程自控为矿区土地利用安全格局的实现负责。当地居民、科技人员、专业公司的参与和监督矿区土地利用安全格局调控的实现。

综上所述，本书的主要创新点包括以下几个方面:

(1)通过1996年、2006年全市与典型矿区西石门矿的工矿用地利用格局分析，揭示了丘陵地区矿业用地的时空特征及演变机理。

(2)构建了矿区土地利用安全综合评价指标体系和安全分级标准，并对武安市、西石门矿区进行了实证分析，指出矿区土地利用安全存在的不足。

(3)按照土地利用安全框架，建立起丘陵矿区的“五色空间和谐，建田网矿集约”的土地安全格局模式;对矿区生态系统服务价值进行了显化，并以生态系统服务价值测度为依据，对矿区土地利用格局进行结构优化和生态网络优化。

(4)基于人地和谐的整体性修复整合方略，提出废弃地农林牧生态元修复、村落与矿山生产生活区生态单元再利用、矿业遗迹保护与再利用等修复工艺及土地利用安全格局整合技术。