“一带一路”沿线国家矿山生态修复能力评价研究

陈赞旭，周 来，张绍良2,，杨永均2,，侯湖平2,

(1.中国矿业大学公共管理学院，江苏 徐州 221116； 2.中国矿业大学矿山生态修复教育部工程研究中心，江苏 徐州 221116; 3.中国矿业大学环境与测绘学院，江苏 徐州 221116)

“一带一路”沿线国家矿产资源丰富，与我国具有较强的资源互补性，有利于我国与沿线国家在矿产资源方面的共享与共同发展。2015年3月，国务院发布的《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》，明确将“加大煤炭、油气、金属矿产等传统能源资源勘探开发合作”列为了合作重点。该倡议加强了我国与沿线国家在矿产领域的投资与合作，促使我国矿山企业“走出去”。在发展经济的同时，也要推动绿色发展。受自然条件、资金保障、国家政策、开采技术等多方面影响，各个国家的矿山开发程度不同，对生态保护与治理的重视程度也不同。沿线国家大部分处于生态环境脆弱区[1]，规模的矿产资源开发必然会对生态造成影响，如矿山土地损毁、生态完整性破坏、环境污染等问题，为生态带来了严峻的挑战。为此，亟需开展沿线国家的矿山生态修复研究。矿山生态修复能力评价有助于了解沿线国家的生态修复水平及各国间的差异性，有助于积极调整“一带一路”倡议实施过程中的矿产资源开发布局，同时对未来的生态修复工作提出针对性的对策建议。

目前，“一带一路”倡议是学者科学研究的热点[2]，由于涉及范围广泛，涵盖地理、政治、经济、历史等多领域，国内学者分析了地理条件、地缘政治、对外投资、资源环境等要素[1,3]。在矿产资源方面，中国地质调查局展开的《周边国家重要成矿区带对比研究及编图》《丝绸之路经济带境外矿产资源潜力评价》《海上丝绸之路经济带境外矿产资源潜力评价》研究，标志着我国对沿线国家的矿产资源研究全面进入实施阶段。纵观已有研究，更多从战略发展角度出发，对沿线国家矿产资源的分布格局[4-5]、资源潜力评价、投资风险[5-6]、能源合作等进行了初步的探讨。当前，资源与环境保护已成为矿产领域的难点、热点问题[7]，矿山生态修复的理论、技术、实践是多国的重点研究对象。然而，在沿线国家层面，将矿山生态修复嵌入矿产资源开发中的研究略显不足，缺乏矿山生态修复能力的整体评价。鉴于此，从生态建设的视角出发，系统收集矿产资源分布、社会经济、自然条件等数据，充分认识沿线国家的矿山生态环境、开采水平及修复现状，分析影响矿山生态修复的主要因素，构建矿山生态修复能力评价指标体系，探讨矿山生态修复能力的空间分布及原因，为矿山生态治理和中国矿山企业对境外矿业投资提供指导建议。

1 研究区概况

“一带一路”沿线贯穿欧亚非三大洲，共涉及65个国家(包括中国，截至2019年12月与中国签订“一带一路”相关合作协议的国家)，其中包括东北亚的俄罗斯和蒙古国、东南亚11国、南亚7国、西亚北非20国、中东欧19国和中亚5国(表1)。“一带一路”沿线空间范围广阔，总人口44亿，占全球的62.5%，而经济总量为21万亿美元，占全球的28.6%。国家收入水平分散且差距大，大部分国家经济欠发达，基础设施落后。“一带一路”沿线横跨劳亚、特提斯、环太平洋和冈瓦纳4大成矿带，有较丰富的铜、金、镍、钴、铝土矿、铁矿石、钾盐、磷等中国紧缺的战略性大宗矿产，与中国资源互补性较强[4]。但矿产资源分布不均衡，集中分布于少数国家， 中国、 俄罗斯、 东南亚是“一带一路”沿线国家中矿产资源较富集的国家。资源环境条件差异大，生态系统复杂多样，生态环境异动频繁，涵盖5个气候带[1]，其中，中亚和西亚北非是沿线国家中最为干燥的地区[8]，水资源严重短缺，土地荒漠化严重。生态脆弱与矿产资源开发的矛盾日益突出，矿山生态修复任务则格外艰巨。为此，开展沿线国家的矿山生态修复能力评价具有必要性。

表1 “一带一路”沿线国家Table 1 The countries along the Belt and Road

2 研究方法和数据来源

矿山生态修复能力是在一定的生态基础条件下实现矿业生态可持续发展的社会治理能力。参考美国、澳大利亚、中国等国家矿山生态修复能力评价的经验，矿山生态系统自然恢复力、国家经济能力、政治意愿、企业意识、技术研发与投资对矿山生态修复工作的推动具有重要影响[9-10]。经济建设是国家发展和矿山生态修复资本投入的根本，政治环境稳定是国家稳定和矿山生态修复法律体系建设的保证，科技建设是生态修复理论与技术体系的创新，生态条件是生态系统自调控能力的基础。

2.1 矿山生态修复能力的影响因素

1) 经济发展水平反映一国的经济规模。经济水平高，则发展潜力大，可为矿山生态修复提供一定的物质条件。人均GDP体现了一个国家的社会财富和发展水平，这是影响矿山生态修复能力的重要因素。人均GDP较低则严重制约国家的经济社会发展能力，较少考虑其生态环境影响，且很难利用社会闲散资本开展生态修复投资。

2) 环境治理能力反映国家对生态环境治理与保护的执行能力。环境治理能力强，则国家及人民对环境的保护与改善具有一定的主动性，有利于提高社会企业责任和环境保护能力。由于“一带一路”沿线国家政治及法律体系复杂，不能直接统计和计量环境规制强度，因此采用环境绩效指数(environmental performance index，EPI)。

3) 科技创新能力反映一国的系统性创新工作，包括基本研究、应用研究和实验开发。矿业属于技术密集型产业，科技贯穿于勘探、开采、加工到闭坑等采矿全生命周期中，加强先进技术和装备设施的应用推广，更利于推进绿色开采。当国家的科研能力低时，矿业开发的内在机理与机制构建的科学研究则不充分，环境监测与生态修复技术的研发也将受到严峻挑战。 本文利用科技研发投资占GDP的比例来反映“一带一路”沿线国家的科技创新能力。

4) 政治稳定程度反映国家的主权、政府、政策、法律法规及社会秩序的稳定程度。“一带一路”沿线国家大部分为发展中国家，对于发展中国家，政治稳定处于国家发展的首要位置。国家政权会影响到矿山生态修复的对外开放、技术研发与政策稳定性。当前，发展可持续与负责任的矿业已成为全球共识，国际上围绕采矿业的相关标准和规定更加严格与多样化，参与矿产资源开发所受的约束越来越多。若一个国家政权不稳定，会激化民族矛盾，导致难民和恐怖袭击出现，存在政权更替、政策改变、监管质量下降等问题，进而缺乏行之有效的矿山生态修复标准。

5) 矿山企业投入，矿产租金占国家GDP反映矿业开采在该国的地位以及矿业开发活动的频繁度。矿产租金是按照国际价格计算的矿产品存量的生产价值与其生产总成本之间的差别，此处纳入计算的矿产品包括锡、金、铅、锌、铁、铜、镍、铝土岩和磷块石。矿产租金高，表明矿山企业的年利润高，相应地，企业拥有齐全的矿产资源配套措施，有一定的生态修复保证金投入矿山生态修复中，同时也代表矿业活动频繁，生态修复迫切。

6) 生态系统恢复力。“一带一路”沿线的大部分国家和地区生态环境较为脆弱，60%以上的区域为干旱和半干旱的草原、荒漠和高海拔生态脆弱区，气候干燥、降水量少。植被作为陆地生态系统的生产者，是生态系统物质循环和能量流动的基础，可以表征生态系统自恢复能力。在国际矿山生态修复案例中，植被也是受关注程度最高的对象[11]。光照、温度、水分等要素是主要生态因子，是植物生长发育不可缺少的气候因子。为此，通过植被光温水生产潜力反映矿山生态系统修复的难易程度。

2.2 评价体系与评价方法

在上述影响能力因素分析的基础上，从经济、环境、生态、科技、政治和矿山企业等综合视角，构建矿山生态修复能力评价体系，见表2。 由于“一带一路”沿线国家分布范围广，为了可比性与一致性，选取在同一标准且度量方式相同的指标来衡量与分析。

表2 “一带一路”沿线国家矿山生态修复能力评价指标体系Table 2 Evaluation index system of mines ecological restoration capacity of the countries along the Belt and Road

涉及到的相关数据主要来源于世界银行数据库(Data Bank)，评价时间以国际公开发布的最完整与最新数据为依据，确定评价时间为2018年，部分缺失数据用2017年数据代替或从该国政府部门等补充获得，但不影响整体规律。需要说明的是，巴勒斯坦和东帝汶数据缺失，考虑到研究的科学性，将其剔除。另外，在将样本数据用于评价测算前，本文采用极差标准化方法进行无量纲化处理，使样本数据值处于[0,100]区间，且极性一致。

对指标采用熵值法的权重赋值方法。熵值法属于客观赋权法，其出发点是根据各评价指标值之间的差异程度来确定权重系数[12]。 熵值法在确定权重系数的过程中避免了人为因素的干扰，能够较为客观地反映各评价指标在综合评价指标体系中的重要性，在一定程度上避免了主观因素带来的偏差。具体步骤如下所述。

1) 构建m个方案，n个指标的判断矩阵，见式(1)。

X={xij}m×n(0≤i≤m,0≤j≤n)

(1)

式中，Xij为第i个对象中第j项指标的数据。

2) 数据进行无量纲化处理，由于各指标类型、量纲不一致，采用极值化对数据进行标准化处理，见式(2)和式(3)。

(2)

(3)

3) 计算指标信息熵值，见式(4)和式(5)。

(4)

(5)

4) 计算权重值见式(6)。

(6)

5) 计算“一带一路”沿线国家矿山生态修复能力得分，记为UCi，计算见式(7)。

(7)

式中，UCi为矿山生态修复能力得分，UCi高说明i国家矿山生态修复水平高。

3 结果分析

3.1 矿山生态修复能力指标的权重

根据熵值法计算式(1)～式(6)，获取各指标权重，权重由高到低分别为经济发展、环境治理、生态系统恢复力、科技创新、矿山企业投入、政治环境，见表3。对矿山生态修复能力影响较大的因素，主要是经济发展(0.263)、环境治理(0.183)、生态系统恢复力(0.179)。这表明沿线国家的人均发展水平极不平衡，经济模式和经济结构不同，环境治理能力差异大，资源环境条件复杂。

表3 “一带一路”沿线国家矿山生态修复评价指标权重Table 3 Index weight of mines ecological restoration capacityevaluation of the countries along the Belt and Road

3.2 不同国家的矿山生态修复能力

根据式(7)计算获得各国家的矿山生态修复能力得分，分数由高到低进行排序，见表4。同时，为便于整体上把握“一带一路”沿线国家矿山生态修复能力的分布特征，利用Arcgis10.4软件对各个国家的分数进行空间可视化。采用自然断点法将其分为5级，分别为高等水平(第一级：71.33～83.26，排名：1～4位)、中高等水平(第二级：65.85～71.32，排名：5～22位)、中等水平(第三级：62.34～65.84，排名：23～40名)、中低等水平(第四段：58.27～62.33，排名：41～57位)、低等水平(第五级：55.43～58.26，排名：58～63位)。

表4 “一带一路”沿线国家矿山生态修复能力得分及排序Table 4 The scores and ranking of mines ecological restoration capacity of the countries along the Belt and Road

修复能力水平高的国家有以色列、新加坡、卡塔尔和阿联酋，3个国家来自西亚北非，1个国家来自东南亚，以上4个国家的经济发展水平发达，人均GDP在沿线国家中排前四位，对生态质量保护的目标设定较高。卡塔尔和阿联酋为发展中国家，固体矿产资源少，石油化工是传统的支柱产业。以色列和新加坡均为发达国家，R&D占GDP居沿线国家第1位和第2位(分别为4.25、2.16)，注重科技创新发展且拥有技术先进的市场经济。然而两国的矿产资源种类及储量不丰富，尤其是新加坡极度缺乏矿产资源，有关矿山生态修复的经验相对较少。

修复能力水平低的国家有吉尔吉斯坦、乌兹别克斯坦、阿富汗、尼泊尔、孟加拉和塔吉克斯坦，均来自南亚地区和中亚地区。其中，3个国家来自中亚，3个国家来自南亚。以上6个国家的共有特征为：矿山生态修复能力评价体系中的6项评价指标得分均较低，但这些国家的矿产资源丰富。对矿业资源依赖性大的国家有位于中亚区域的乌兹别克斯坦和塔吉克斯坦，基础设施不完善、开采粗放、环境治理能力差、科技创新能力低等限制了其生态环境保护。就矿产租金在GDP的占比而言，蒙古国、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦、老挝、亚美尼亚和塔吉克斯坦等6个国家的矿产租金与GDP之比超过了5%，分别为28.77%、8.18%、7.14%、6.59%、5.59%、5.24%。 以上国家的矿产资源富集，矿业主要支撑着国家经济发展。然而受其他条件约束，这些国家的矿山生态修复能力处于中等或中下等或下等水平。

中国矿产资源丰富，对外依存度高。随着中国的快速发展，中国的经济、政治与文化在国际上较有影响力。本次研究排名第9位，处于中上等水平。在六大指标中，政治稳定性和科技创新能力在沿线国家中分别位于第1位和第3位。然而2018年环境绩效指数较落后，在65个沿线国家中位于第47位，表明中国的环境治理仍面临巨大挑战，生态系统局部退化趋势仍然存在，生态恢复压力依然突出，矿区生态系统问题也不可忽视。为解决矿区生态问题，中国自然资源部设立国土生态修复司，统一监管矿山生态修复，改变土地复垦、环境污染防治与地质环境治理等传统方式，推进基于系统的矿区土地复垦与生态修复，但当前还需完善相关政策和标准[13]。

3.3 不同区域的矿山生态修复能力

总体来看，“一带一路”沿线国家的矿产资源分布不均，矿山生态修复能力的区域性特征明显，同时区域内部存在差异，整体呈现“东西高，中间低”的空间分布格局。

获取同区域国家的矿山生态修复能力的平均得分，西亚北非67.14、东北亚66.80、东南亚65.12、中东欧64.73、南亚60.20与中亚58.89，见图1。其中西亚北非和东北亚区域的分数相对较高，中东欧和东南亚区域中等，中亚和南亚区域的分数相对较低。

图1 各区域国家矿山生态修复能力的平均分数Fig.1 Average score of mines ecological restoration capacity

1) 西亚北非和东北亚区域的矿山生态修复能力较强，处于中上游水平。西亚北非20国矿山生态修复能力总体较高，内部存在显著性差异，得分最高的国家为以色列(83.26)，得分最低的为叙利亚(59.70)。西亚北非经济发展强，气候干旱，矿产资源种类少，以钾盐、磷矿和石油为主。自然条件弱并不是制约矿山生态修复的主要因素，而是社会稳定性。该区域矿山生态修复能力分数较为落后的国家，主要是边缘政治问题严重化，如伊拉克、叙利亚、阿富汗，因局势动荡、战争战乱等加剧了修复难度，为矿山生态修复带来巨大的挑战。

东北亚3国，中国、俄罗斯、蒙古国的矿山生态修复能力依次降低，分别排第10位、第11位、第32位，中国与俄罗斯的整体实力明显高于蒙古国。中俄蒙三国属于矿产资源大国，三个国家的未来矿产资源开发热点分别位于中国西部、俄罗斯东部、蒙古国东部及南部，降水量少、水资源严重缺乏、植被稀疏是这些区域的典型特点，生态脆弱使生态系统在受到矿山开采扰动后的修复难度加大[14]。中国与俄罗斯，政治稳定，基础设施齐全，发展战略明确。中国倡导绿色勘探，推进绿色矿山建设，积极开展矿山地质环境和生态修复；俄罗斯是生态资源大国，生态政策完善，确保生态优先原则；蒙古国矿业政策时常调整，对矿区生态环境保护和修复的管理还不到位。随着“中蒙俄经济走廊”建设的推进，三国进一步加强了在能源矿产资源领域和生态环保方面的合作。 建议重点开展“保水采煤”、矿井水净化、水体的生态修复与功能重建等方面的技术研发与工程实施。

2) 东南亚和中东欧区域的矿山生态修复能力处于中等水平。东南亚11国降水量丰富，自然植被以热带植被为主，生态条件优异。该地区处于世界两大成矿带(环太平洋成矿带与特提斯成矿带)的交接部位，除新加坡外，其余国家矿产资源丰富，但国家资金匮乏，基础设施发展滞后，矿产勘探和开发技术薄弱[15]，柬埔寨、老挝、缅甸地区尤为突出，地质勘察处于起步阶段。反映了该区域的矿山生态系统修复技术不成熟，矿产开发具有巨大潜力。

中东欧19国矿产资源较匮乏，分布不均，主要集中产在北部的波兰和南部的保加利亚、罗马尼亚等。相对其他区域来说，该区域内部的生态修复能力差异较小，主要分布于第二级～第四级，分数在59～71之间。该地区经济发达，矿产勘查程度较高，在低碳技术和实践方面占有优势。根据“一带一路”沿线区域各指标情况，中东欧国家的环境治理能力、科技创新能力、经济发展水平、生态条件整体高于其他区域的国家，在基础设施建设、修复技术、资本投入等方面具有优势。

3) 中亚和南亚区域的矿山生态修复能力较弱，处于下游水平。中亚5国位于亚欧大陆腹地，温带沙漠与草原大陆性气候，自然条件差，从基础上限制了矿区生态系统的自修复，且经济结构不合理，属于资源依赖性国家。矿产资源富集，拥有丰富的铜、金、铅、锌、铀等矿产[5]。矿产租金占GDP较高，均位于沿线国家的前十名。但经济发展落后，环境封闭，国家治理能力和科技研发投入是几大区域中最低的，政权基础脆弱，存在恐怖势力、宗教势力，严重限制了中亚区域的矿山生态修复能力。

南亚7国国土面积狭小，人口密集，经济相对落后，利用矿产资源振兴经济。在本次研究中，7国的各项指标均表现不佳。南亚地区地缘政治环境复杂，社会局势不稳定，安全问题突出。环境治理差，环境保护意识弱，生态恶化严重，如水资源污染以及人均水资源短缺，这些问题尚未得到很好的解决。尽管矿产资源丰富，但因政治、社会、环境治理等多因素作用，国家的矿业投资比较封闭，矿产资源开发严重滞后。今后应激励社会资本投入到生态修复工作中，避免走“先污染，后治理”的道路。

4 讨 论

矿业是国家社会经济发展的基础，属于资本密集型、技术密集型、高耗水行业[5]，现今矿产资源行业的重点由资源获取转移到环境保护和资源回收利用方面。“一带一路”沿线国家矿产资源开发潜力巨大，矿产资源分布不均，在经济、生态、政治和科技等多因素作用下，矿山生态修复能力存在差异。一般来说，矿产资源丰富的国家，矿山生态修复能力不一定高，但经济发展高且政治稳定的国家修复能力普遍高。其次，尽管矿产资源富集，但政治动荡、经济模式单一的国家修复能力较低。如中亚、南亚地区有许多能源依赖性国家，矿产勘查技术不成熟，粗放式开采资源，对生态修复的重视程度不够。因此，对于资源丰富但生态修复能力差的国家，应积极开展生态敏感性的研究，进一步完善矿产资源开发的政策法规，合理和高效地开发利用矿山，同时积极研发或引进水环境治理、土壤污染治理和植被修复等关键技术，注重矿山生态系统的修复工作。

此外，沿线国家的绿色发展能力可以看作矿山生态修复能力的基础，李师源[16]从经济发展能力、社会进步能力、资源利用能力、环境治理能力和可持续发展能力探索沿线国家的绿色发展能力，高区域和低区域的国家地理分布趋近，中东欧和东北亚较强，南亚和中亚较弱，与本文结果较为一致。“一带一路”沿线国家大多是新兴经济体和发展中国家，总体上仍处于工业化进程中。工业发展会对环境和生态系统造成严重破坏，在多数情况下，发展初期以“经济发展在前，环境保护滞后”为主，发展中后期重视经济与环境之间的关系。中亚和南亚大部分国家处于工业化初期，工业化水平低，而中东欧和西亚的国家大部分处于工业化后期阶段[4]，各国的矿山生态修复能力与其工业布局特征相似。

本文刻画了“一带一路”沿线国家矿山生态修复能力的整体格局，但未来仍有关键问题需要进一步研究。首先，学术界关于“一带一路”沿线国家矿山生态修复能力的研究不多，学者对矿山生态修复能力内涵理解有一定的分歧，指标体系未形成统一的观点，进而指标的选取存在差异。关于研究方法，熵值法属于客观权重法，但也存在权重结果因缺乏主观判断，导致与实际分析有偏差的问题。其次，全球的采矿业正在走向科技化与智能化。中国积极探索理论与实践，拥有技术、装备、资金、人才及基础设施建设等优势。当前，中国的矿山生态修复已上升到国家战略高度，倡导实现整体修复、系统保护和综合治理目标，并在现阶段取得一定的成效。中国西部、东南部、东北部分别与中亚、东南亚、俄罗斯与蒙古国等接壤，自然条件类似，今后可为沿线国家提供矿山生态修复的策略和途径，力争成为“一带一路”沿线国家矿业生态修复的引领者。

5 结 语

国家矿山生态修复是多因素问题。“一带一路”沿线国家受经济发展水平、环境治理能力、科技创新能力、矿山企业投入、生态系统恢复力、政治环境稳定度等多种因素的影响，矿山生态修复能力存在空间差异性，整体呈现“东西高，中间低”的空间分布格局。从国家看，西亚北非地区的以色列居于沿线国家的首位，能力最低的国家为中亚地区的塔吉克斯坦。从区域看，具有一定的规律性，西亚北非和东北亚的得分相对较高，东南亚和中东欧位于中等，中亚和南亚的得分相对较低。大多矿产资源富集的国家，经济结构单一化，矿业开发程度不高，矿山生态修复能力水平总体较弱，但提升空间大。为此，矿产资源禀赋优势突出的国家，更需要加强矿山生态修复工作。