Spatial transference and formation mechanism of illegal mining sites in eastern Hubei
TANLi, ZHANGZhi, ZHANGGaohua School of Public Administration,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China 通讯作者:张志,E-mail:171560655@qq.com 收稿日期:2016-07-20 修回日期:2016-11-10 网络出版日期:2017-04-30 版权声明:2017《资源科学》编辑部《资源科学》编辑部 基金资助:中国地质调查“全国矿产资源开发环境遥感监测”项目(121201203000160009) 作者简介: -->作者简介:谭力,男,湖北武汉人,硕士生,主要研究方向为资源与环境遥感。E-mail:280368711@qq.com
关键词:矿产资源;违规开采点;空间转移;成因机制;湖北省东部 Abstract As the mining industry plays a vital role in the development of the national economy in China,it is of great importance to analyze spatial distribution characteristics of illegal mining sites of mineral resources and formation mechanisms in eastern Hubei to restrain illegal activities and realize effective protection and rational utilization. By using map delineation data spanning 2011 to 2014 on illegal mining sites obtained via integration of remote sensing image interpretation,field investigation and adopting methods like spatial interpolation,kernel density analysis,buffer area analysis and gravity center model,spatial transfer characteristics of illegal mining sites are revealed from two levels and three aspects,namely the density distribution of illegal mining sites of all mineral resources,main illegal minerals and the gravity movement of illegal mining sites. It was found that in the study area,illegal mining sites have been concentrated in Daye city and Yangxin county,following a trend of shifting to the fringe of Daye city and Tieshan district. But the illegal focus of metal minerals remains almost constant and limestone for building is being transferred to Yangxin county year by year. These patterns are influenced mainly by the inherent characteristics of mineral resources,traffic conditions,the fringe of different administrative units and rigid demands of economic development. The gravity centers of illegal mining sites present Z type transfer and the gravity movement is related to changes of illegal mining quantity in different regions and the distribution of important minerals caused by regulatory oversight.
3.1.1 违规开采点时空分布及转移总体特征 采用Kriging方法分别得到2011-2014年矿产资源违规开采点密度分布如图1所示(见682页),利用核密度分析方法分析其特征。其中,2011年在黄石市大冶市、黄石市阳新县和鄂州市华容区出现较高密度的分布(图1a);2012年,密度高值聚集在黄石市大冶市与黄石市阳新县结合部,空间结构上呈单核聚集,在孝感市孝昌县与武汉市黄陂区结合部、武汉市蔡甸区与孝感市汉川市结合部和黄冈市蕲春县、鄂州市梁子湖区有部分辐射(图1b);2013年,密度高值聚集在黄石市大冶市-黄石市阳新县-鄂州市鄂城区-鄂州市梁子湖区结合部和荆州市松滋市西端,在黄冈市麻城市和咸宁市通城县有部分辐射,空间结构形成三个最高值中心,并逐步向黄石市大冶市以北聚集(图1c);2014年违规开采点密度高值在黄石市大冶市与黄石市铁山区结合部聚集明显,其余地区逐步扩散,空间结构上形成了单核聚集的网状结构(图1d)。与2011年相比,原有的网状结构逐步聚集,空间结构呈现向黄石市大冶市与黄石市铁山区结合部转移的趋势。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图12011-2014年湖北省东部矿产资源违规开采点密度分布 -->Figure 1Density distribution of illegal mining sites in eastern Hubei Province from 2011 to 2014 -->
3.1.2 主要违规矿种空间转移特征 金属矿产和建筑石料用灰岩违规开采点数量均逐年增加。2011年金属矿产违规点主要分布在黄石市大冶市,其余分布在咸宁市嘉鱼县、黄冈市蕲春县和黄石市阳新县;2012年和2013年均集中在黄石市大冶市和黄石市阳新县,在鄂州市鄂城区、黄石市铁山区、黄石市下陆区、黄冈市蕲春县和咸宁市嘉鱼县地区有部分违规分布;2014年,黄石市阳新县有所减少,违规点主要聚集在黄石市大冶市,少量分布在鄂州市鄂城区、黄石市下陆区、黄冈市蕲春县、咸宁市嘉鱼县和黄冈市黄梅县。空间转移上,金属矿产的违规重心几乎不变,主要集中在黄石市的大冶市、阳新县、铁山区、下陆区和鄂州市的鄂城区(图1)。 2011年建筑石料用灰岩违规点在武汉市江夏区、黄石市大冶市、黄冈市蕲春县、孝感市孝昌县和荆州市松滋市有所分布,空间上较为分散;2012年,违规点除分布在武汉市江夏区、黄石市阳新县、孝感市孝昌县和孝感市大悟县外,少量分布在咸宁市赤壁市和黄冈市黄梅县;2013年与2014年,鄂东北已没有违规开采现象,均集中在鄂东南地区,与2012年相比,逐步向阳新县聚集,至2014年,集中在黄石市阳新县的比例高达46.7%。建筑石料用灰岩的空间分布总体呈现向阳新县转移的特征(图1)。 3.1.3 分布特征与成因分析 (1)与矿产资源禀赋间关系。“有此未必然,无此必不然”,没有矿产资源不可能产生违规开采。黄石市、鄂州市属长江中下游成矿带,分布有铜、铁、金、银、铅、锌、煤和建材非金属等矿产。区域矿产资源的赋存条件好,资源量丰富,设置的采矿权多,高于其他区域,开采方式多元化,地表、地下均涵盖,不同性质的企业集中在此开采,矿产资源开发强度大,丰富的资源带来了众多合法开采企业,同时也为违规开采创造了条件,存在的问题也较多。截止2014年,黄石市的金属采矿权占湖北省东部的63.9%,阳新县、大冶市、赤壁市和通城县的建筑石料用灰岩采矿权占31.5%,开采作业多集中在该区域的晚三叠世大冶组地层中。 (2)向交通便捷度高的区位转移。生产与消费的空间分离是现代经济活动的一个重要特征,交通设施类型及网络是人类改造并利用自然环境的重要产物,改变了各区位的空间属性并塑造了其各种优势,支撑着各种功能区域的形成与发展[32]。矿业经济活动追求利润最大化,从交通运输经济学角度看,交通运输过程中产生的运费成本以及交通便捷程度都成为影响区域选择的重要因素[33]。选取采矿权聚集较多的鄂东南地区,根据公式(3),计算出鄂东南地区交通网密度,如图2显示,英山县、浠水县、蕲春县和通城县网络密度处于较低水平,处于(0.011~0.030)km/km²;铁山区、下陆区、黄石港区和西塞山区密度较高,处于(0.201~0.500)km/km²;其余有5个县处于(0.101~0.200)km/km²,4个县处于(0.041~0.100)km/km²,4个县处于(0.031~0.040)km/km²。其中,铁山区交通网密度最高,为0.5km/km²。分析表明,交通网密度分布特征与违规开采点密度分布特征基本吻合,违规开采点呈现向交通便捷度高的区域转移,此区域包含国道316线和106线、铁路运输网的武九线和长江航道,矿产品外运条件好,运输方式的选择范围广。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图22014年湖北省东南地区交通网密度 -->Figure 2Traffic networks density in the southeast of Hubei Province in 2014 -->
黄石市的金属矿产资源丰富,省内自给率较高,开采加工和运输路径通常较短,贸易往来频繁,大部分金属矿产违规开采点都分布在铁路附近,与公路相比,铁路运输成本低、运行速度快、运输能力大且受气候和自然条件影像较小,使这些地方具有相应的交通区位优势。 阳新县属于灰岩资源富集型欠发达地区,本地需求量较小,矿产资源无序开采、环境破坏严重。因为阳新县靠近长江黄金水道,交通地理区位优势明显,拥有棋盘洲港区、富池港两大港口和其他数十个小港口,水运适合远途运输且运行成本较低,同时,周边地区生态环境保护意识强,多禁止开采石灰岩,大量的建筑石料用灰岩可直接外运至武汉和长三角发达地区。 (3)相邻行政单元结合部相对集中。行政单元结合部是一种特殊的地理区域,是国家统治力量的薄弱环节[34],各市县间存在一定的“边缘效应”,社会问题牵涉不同区域利益主体,责任不明确,管理难度较大,历史上也成为许多矛盾的“多发地”。在各行政单元过渡区矿业经济活动摩擦频繁,空间协调难度较大,各边界地区往来存在严重的地区封锁和行政壁垒,相关部门的应对政策存在严重的滞后性[35]。选取2014年违规开采点密度分布最高的梁子湖区、鄂城区、大冶市、铁山区和下陆区,设置县级行政界线1km的缓冲区,如图3。此区域共有违规开采点28处,包含在缓冲区内的违规开采数量为14处,距行政边界1km以内的违规开采比例高达50%,且其他区域在行政单元结合部出现违规开采行为的现象也较为明显。从社会学角度看两市县结合部,当地政府管理不易协调,导致存在“三不管”的情况,该区域一定程度上是监管盲区,表现为行政单元结合部开采秩序较为混乱、执法力度较弱的“边缘效应”。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图32014年湖北省东部矿产资源违规开采点与行政单元结合部空间关系 -->Figure 3Spatial relations between the illegal mining sites and the fringe of administrative units in eastern Hubei Province in 2014 -->
3.2.1 违规点重心迁移轨迹 利用ArcGIS的重心模型,根据公式(4),计算出2011-2014年湖北省东部违规开采点重心,如图4。根据计算所得,2011-2014年湖北省东部违规开采点重心主要分布在114°E以东,30°N以北的区域,位于梁子湖区和大冶市附近,4年来违规重心迁移轨迹和移动距离见图5和表1。2011-2012年,违规重心先是向东南方向移动了20.12km,2012-2013年改为向西南方向移动了25.55km,2013-2014年又呈现出向东南方向移动的趋势,移动了16.07km。4年来违规点重心总体向东南方向移动了24.41km。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图42011-2014年湖北省东部矿产资源违规开采点重心分布 -->Figure 4Distribution of Gravity centers of illegal mining sites in eastern Hubei Province from 2011 to 2014 -->
Table 1 表1 表12011-2014年间湖北省东部矿产资源违规开采点重心移动距离 Table 1The transfer distance of gravity centers of illegal mining sites in eastern Hubei Province from 2011 to 2014
2011-2012年
2012-2013年
2013-2014年
距离/km
20.12
25.55
16.07
新窗口打开 3.2.2 迁移轨迹特征分析 2011-2012年违规开采点重心移动的主要影响因素来自于荆州市、天门市和潜江市的违规数量明显减少,且湖北省东南地区的建筑石料用灰岩和国土资源部关注的煤、铁、铜等矿种违规数量较2011年有所增加,导致其重心点向东南方向偏移。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图52011-2014年湖北省东部矿产资源违规开采点重心迁移轨迹 -->Figure 5The gravity movement of illegal mining sites in eastern Hubei Province from 2011 to 2014 -->
(1)利用Kriging法预测未知违规点分布的优势,进行空间插值,采用核密度分析的方法对违规开采点的密度分布进行统计分析,同时,引入重心模型计算违规开采点的重心分布,在模型中考量不同违规矿种类型重要程度的权重,进行违规开采点GIS空间可视化,具有一定的先进性。 (2)2011-2014年湖北省东部矿产资源违规开采点集中在大冶市和阳新县,4年密度分布呈现出向大冶市与铁山区结合部转移的特征。与矿产资源禀赋特征、交通便捷程度、不同行政单元结合部和经济发展刚性需求等因素具有相关性。 (3)金属矿产和建筑石料用灰岩为主要违规矿种,违规开采现象均呈现逐年增加的趋势。金属矿产的违规重心几乎不变,主要集中在阳新县、大冶市、铁山区和下陆区,建筑石料用灰岩具有向阳新县转移的特征。迁移特征受交通区位优势以及企业追求经济利润最大化的影响 (4)2011-2014年间,违规开采点呈现此消彼长的态势,导致违规开采点重心空间上为 “Z”型转移,迁移轨迹与有关部门的监管力度存在一定关系。 将违规开采点空间分布与转移研究应用到矿产资源开发利用的管理中,使有关部门能直观地了解违规开采点形成的规律特征,从技术层面对维护中国矿产资源有序开采具有借鉴意义。但限于篇幅,各时期的政策调控因素未能引入影响因素之中,也没有提出相对应的管理对策,有待今后进一步从社会学、交通经济学以及生态文明建设与资源开发间关系等方面进行完善。 The authors have declared that no competing interests exist.
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