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A method of environment assessment of mineral resources planning for shanxi provinces base on GIS

基于GIS的山西省矿产资源规划环境影响评价



全 文 :
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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摇 摇 第 猿源卷 第 员园期摇 摇 圆园员源年 缘月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
景观可持续性与景观可持续性科学 赵文武袁房学宁 渊圆源缘猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
生态系统服务付费的诊断框架及案例剖析 朱文博袁王摇 阳袁李双成 渊圆源远园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
湿地植物根表铁膜研究进展 刘春英袁陈春丽袁弓晓峰袁等 渊圆源苑园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
水生生态环境中捕食信息素的生态学效应 覃光球袁卢豪良袁唐振柱袁等 渊圆源愿员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
脊椎动物传播植物肉质果中的次生物质及其生态作用 潘摇 扬袁罗摇 芳袁鲁长虎 渊圆源怨园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
个体与基础生态
中亚热带天然林土壤 悦匀源吸收速率对模拟 晕沉降的响应 陈朝琪袁杨智杰袁刘小飞袁等 渊圆源怨愿冤噎噎噎噎噎噎
塔里木盆地南缘旱生芦苇生态特征与水盐因子关系 贡摇 璐袁朱美玲袁塔西甫拉提窑特依拜袁等 渊圆缘园怨冤噎噎噎
黄刺玫叶片光合生理参数的土壤水分阈值响应及其生产力分级 张淑勇袁夏江宝袁张光灿袁等 渊圆缘员怨冤噎噎噎噎
亚热带杉木和米老排人工林土壤呼吸对凋落物去除和交换的响应 余再鹏袁万晓华袁胡振宏袁等 渊圆缘圆怨冤噎噎噎
施钾提高蚜害诱导的小麦茉莉酸含量和叶片相关防御酶活性 王摇 祎袁张月玲袁苏建伟袁等 渊圆缘猿怨冤噎噎噎噎噎
高浓度 韵猿及太阳辐射减弱对冬小麦 孕杂域光合活性及光能耗散的影响
孙摇 健袁郑有飞袁吴荣军袁等 渊圆缘源愿冤
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
蜡样芽孢杆菌 月猿鄄苑在大田小麦根部的定殖动态及其对小麦纹枯病的防治效果
黄秋斌袁张摇 颖袁刘凤英袁等 渊圆缘缘怨冤
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
有限供水下冬小麦全程耗水特征定量研究 张兴娟袁薛绪掌袁郭文忠袁等 渊圆缘远苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
抗真菌转基因水稻生态适合度评价 李摇 伟袁郭建夫袁袁红旭袁等 渊圆缘愿员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
花生叶片蛋白组对 哉灾鄄月辐射增强的响应 杜照奎袁李钧敏袁钟章成袁等 渊圆缘愿怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
南海南部悬浮颗粒物脂肪酸组成 刘华雪袁柯常亮袁李纯厚袁等 渊圆缘怨怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
年龄尧集群尧生境及天气对鄱阳湖白鹤越冬期日间行为模式的影响 袁芳凯袁李言阔袁李凤山袁等 渊圆远园愿冤噎噎噎
咱树暂麻雀羽再生的能量预算和水代谢散热调节 杨志宏袁吴庆明袁杨摇 渺袁等 渊圆远员苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
低剂量杀虫剂对星豹蛛捕食效应的影响及其机理 李摇 锐袁李摇 娜袁刘摇 佳袁等 渊圆远圆怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
空心莲子草叶甲对越冬保护的响应与控害效能 刘雨芳袁王秀秀袁李摇 菲袁等 渊圆远猿愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
种群尧群落和生态系统
气候变化对鄱阳湖白鹤越冬种群数量变化的影响 李言阔袁钱法文袁单继红袁等 渊圆远源缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同退耕年限下菜子湖湿地土壤磷素组分特征变化 刘文静袁张平究袁董国政袁等 渊圆远缘源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
查干湖湿地浮游植物与环境因子关系的多元分析 李然然袁章光新袁张摇 蕾 渊圆远远猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
闽江河口区淡水和半咸水潮汐沼泽湿地土壤产甲烷菌多样性 曾志华袁杨民和袁佘晨兴袁等 渊圆远苑源冤噎噎噎噎噎
环境及遗传背景对延河流域植物叶片和细根功能性状变异的影响 郑摇 颖袁温仲明袁宋摇 光袁等 渊圆远愿圆冤噎噎噎
衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复阶段土壤特性的演变 杨摇 宁袁邹冬生袁杨满元袁等 渊圆远怨猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
海平面上升影响下广西钦州湾红树林脆弱性评价 李莎莎袁孟宪伟袁葛振鸣袁等 渊圆苑园圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
中国南方 猿种主要人工林生物量和生产力的动态变化 杜摇 虎袁曾馥平袁王克林袁等 渊圆苑员圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎
杉木人工林土壤真菌遗传多样性 何苑皞袁周国英袁王圣洁袁等 渊圆苑圆缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
科尔沁固定沙地植被特征对降雨变化的响应 张腊梅袁刘新平袁赵学勇袁等 渊圆苑猿苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
黄土丘陵区退耕还林地刺槐人工林碳储量及分配规律 申家朋袁张文辉 渊圆苑源远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
南亚热带森林演替过程中小气候的改变及对气候变化的响应 刘效东袁周国逸袁陈修治袁等 渊圆苑缘缘冤噎噎噎噎噎
黄淮海平原典型站点冬小麦生育阶段的干旱特征及气候趋势的影响 徐建文袁居摇 辉袁刘摇 勤袁等 渊圆苑远缘冤噎噎
资源与产业生态
基于 郧陨杂的山西省矿产资源规划环境影响评价 刘摇 伟袁杜培军袁李永峰 渊圆苑苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于效益分摊的水电水足迹计算方法要要要以密云水库为例 赵丹丹袁刘俊国袁赵摇 旭 渊圆苑愿苑冤噎噎噎噎噎噎噎
学术信息与动态
全球土地计划第二次开放科学大会渊郧蕴孕 圆灶凿 韵责藻灶 杂糟蚤藻灶糟藻 酝藻藻贼蚤灶早冤会议述评 段宝玲袁卜玉山 渊圆苑怨远冤噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢猿源愿鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢猿远鄢圆园员源鄄园缘
室室室室室室室室室室室室室室
封面图说院 鄱阳湖越冬的白鹤群要要要白鹤为国家一级保护动物袁世界上白鹤东部种群的迁徙路线是从俄罗斯西伯利亚的雅库
特袁向南迁飞 缘员园园噪皂到中国长江下游的鄱阳湖越冬袁其中途经俄罗斯的雅纳河尧印迪吉尔卡河和科雷马河流域袁进
入中国后主要停歇地有扎龙尧林甸尧莫莫格以及双台河口尧滦河口尧黄河三角洲和升金湖等地遥 多年的监测表明袁世
界 怨园豫以上的白鹤种群都在鄱阳湖越冬遥 越冬初期和末期是白鹤补充能量的关键阶段袁因此袁研究鄱阳湖国家级自
然保护区越冬白鹤种群数量和当地气候变化的相关性具有重要意义遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援糟燥皂
第 34 卷第 10 期
2014年 5月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.10
May,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:中国地质调查局地质调查工作项目(12120113007500);江苏师范大学博士学位教师科研支撑项目(11XLR01).
收稿日期:2013鄄05鄄16; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄02鄄20
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: grid_gis@ 126.com
DOI: 10.5846 / stxb201305161092
刘伟, 杜培军, 李永峰.基于 GIS的山西省矿产资源规划环境影响评价.生态学报,2014,34(10):2775鄄2786.
Liu W, Du P J,Li Y F.A method of environment assessment of mineral resources planning for shanxi provinces base on GIS.Acta Ecologica Sinica,2014,34
(10):2775鄄2786.
基于 GIS的山西省矿产资源规划环境影响评价
刘摇 伟1,2,*, 杜培军2, 李永峰3
(1. 江苏师范大学测绘学院, 徐州摇 221116; 2. 南京大学地理信息科学系, 南京摇 210093;
3. 中国矿业大学环境与测绘学院, 徐州摇 221116)
摘要:基于目前我国矿产资源规划编制过程中的环境评价,提出了一种基于 GIS(Geographic Information System)技术,实现矿产
资源规划环境影响定量评价方法。 在对规划区环境现状进行大尺度综合评价的基础上,利用 GIS的空间分析功能,有针对性的
实现规划区敏感环境保护目标的筛选、环境影响范围的确定和矿产资源开发对环境保护目标影响程度的定量表达。 结合山西
省矿产资源规划方案,根据山西省各区域资源开发对敏感保护目标的影响特征,在定量计算各区域环境现状综合评价分级的基
础上,分别对其生态环境、水环境、地质环境等方面的影响进行评价和预测,结果显示:山西省矿产资源规划空间布局总体合理,
不会对敏感环境保护目标造成严重破坏,但部分矿产资源开采区距离保护目标较近,需要在矿产资源规划实施中加以保护。 提出
的评价方法较好地兼顾矿产资源开发与区域环境保护,可以有效地提高矿产资源规划环境评价结果的准确性和科学性;该方法可
以综合地、定量地评价矿产资源规划对不同环境保护目标的影响程度和范围,为矿产资源规划方案的修订提供有价值的参考。
关键词:GIS;矿产资源规划;规划环境评价;空间分析
A method of environment assessment of mineral resources planning for shanxi
provinces base on GIS
LIU Wei1,2,*, DU Peijun2,LI Yongfeng3
1 School of Geodesy and Geometrics, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China
2 Department of Geographical Information Science, Nanjing University, Nanjing 210093, China
3 School of Environment Science and Spatial Informatics, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China
Abstract: With the rapid development of economy in demand for mineral resources, it is becoming more and more important
to coordinate the relationship between mineral exploration and environmental protection. To abate the environmental impact
on the mineral exploitation, one of the most important means is to assess the environmental impact of mineral resources
planning. The ultimate objective of plan environmental impact assessment is to ensure that assessing conclusions and
environmental consequences are combined into strategic decision鄄making process. Planning environmental impact assessment
is the only type of strategic environmental assessment that is required to be conducted in plans by Chinese Environmental
Impact Assessment Act. Mineral resources planning have just issued in China, and are still on the exploratory stage. Those
studies are mainly focused on improving the evaluation system, exploring the evaluation methods and so on. Quantitative
analysis of environmental effects and processing of spatial information are the most difficult procedures which have no
generalized evaluation approaches at present. The commonly applicable methods falls into several catalogues in previous
studies of environmental impact assessment on mineral resources planning. Analytic hierarchy process ( AHP ), multi鄄
objective analysis and expert judgment method are often used to select assessment indicators. Those methods can be applied
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to identify, forecast, and analyze potential environment impact when mineral resource planning is brought into effect.
However, it is difficult to evaluate the impact of the changes of mineral development structure for their deficiencies in
processing of the regional spatial information and synthetic analysis of multiple attribute information. The deficient
methodologies have become a restriction to the actual impacts evaluation of mineral resources planning.
According to the current situation of environment impact assessment for mineral resources planning, this paper proposes
the quantitative assessment method for environmental impact of mineral resources planning based on GIS. The present
situation of environmental evaluation process in the study area is established firstly, mainly includes: the division of
evaluation unit, the establishment of evaluation index and evaluation classification, and the selection of evaluation model.
Using the above indicators and models, large scale of quantitative evaluation for the present situation of environment in the
study area is presented. Based on the results of the study area mineral resources planning large鄄scale comprehensive
quantitative assessment, the identification and selection of environmental impact factors are introduced, the model and
system for environmental assessment is set up in this research. In this paper, taking the environmental assessment of mineral
resources planning in Shanxi Province as example, the approach is introduced in detail. Through spatial analysis methods
provided by the GIS technology, the environmental impact of mineral resources planning to ecological environment, water
environment, geological environment and atmospheric environment are given quantitatively. Based on the results of the
environmental assessment of mineral resources planning in Shanxi Province, some valuable suggestions are proposed in this
research. The example shows that the GIS are a very efficient and practical method for environmental assessment of mineral
resources planning. It cans provide reasonable analysis processes, quantitative and visual results, which makes the
environmental assessment more accurate and scientific.
Key Words: Geographic Information System; mineral resources planning; plan environmental assessment; spatial analysis
摇 摇 矿产资源规划环境影响评价,是指对拟定的规
划实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评
价,提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施,
综合考虑所拟议的规划涉及的环境问题,预防规划
实施后对各种环境要素及其所构成的生态系统可能
造成的影响,协调经济增长、社会进步与环境保护的
关系,为科学决策提供依据[1]。 对于矿产资源规划
方案的制定,指导矿产资源开发利用的合理性与生
态环境适宜性有着重要的辅助作用,是实施矿产资
源综合决策和实现社会经济可持续发展的必要手
段[1鄄4]。 矿产资源规划环境影响评价能在宏观上对
因矿产资源开发而引起的环境影响与社会经济发展
进行综合评价与科学分析,从源头上控制与减缓增
长型环境压力、布局性环境风险和结构性环境隐患,
以环境优化资源配置,为矿产资源宏观调控和综合
决策提供科学依据,能实现以最小的环境代价和资
源消耗获得最大的社会经济效益的战略目标[5鄄6]。
目前,国内外的学术研究大多集中在开展规划
环境评价的一般性原则和框架[7鄄8],以及矩阵法[9]、
层次分析法[10]、情景分析[11鄄12]、公众参与[13]等常规
性评价方法的研究和应用方面。 如姚静[14]结合我
国矿产资源规划的情况,通过环境成本鄄效益分析法
对自然地理环境、地貌环境、大气环境、水环境、生态
环境和社会经济环境等 6 类环境影响因子综合分
析,对矿产资源规划环境影响进行评价,其构建的指
标体系较为全面,但考虑到数据的可获取性,其评价
指标过于复杂,且评价结果无法可视化。 李东亚[15]
等通过构建矿区环境、矿区生态、矿区地质等评价指
标,以四川省第二轮矿产资源规划环境影响评价为
例,利用多层次多目标模糊综合测度模型,对矿产资
源规划环境影响进行了综合评价,但其评价结果可
视化效果不好,无法筛选出敏感环境保护目标受矿
产资源规划实施后的影响程度。
另外,基于传统的图形叠加法,有一些利用 GIS
进行环境评价的方法[16鄄18],如宋震[17]、华建伟[18]等
通过构建土地资源、地质环境、大气环境、社会环境
等评价指标,对矿产资源规划进行了环境影响评价,
但这些方法只是简单利用 GIS 的缓冲区分析和叠加
分析功能,不同规划区被赋予相同的缓冲距离进行
简单叠加,没有考虑不同规划区环境破坏的轻重缓
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急关系,导致评价结果准确性较差。 总体来讲,矿产
资源规划环境评价规范化和可操作的评价方法和评
价体系尚未系统的建立起来,评价方法多以定性或
半定量评价为主,这些制约因素造成了在实际应用
中评价技术方法的选取具有一定的盲目性和随意
性,从而对矿产资源规划环境评价结论的准确性、科
学性产生不利影响。
本文结合模糊层次综合环境影响评价方法,提
出基于 GIS的矿产资源规划环境影响评价方法,并
对其中的关键技术进行详细论述。 同时,以山西省
矿产资源规划环境影响评价为例,验证了基于 GIS
的环境影响评价技术的可行性,为矿产资源规划环
境影响评价工作的数字化和信息化提供解决方案。
1摇 规划区环境现状评价过程
1.1摇 评价单元的划分
评价单元的确定直接关系到后续评价指标的设
计和评价方法的选择。 根据矿产资源显著的空间特
性,针对特定的评价区域,可以按照网格划分评价对
象,并作适当的网格旋转,使评价对象尽可能地落入
网格内。 以每一个网格作为评价单元,结合评价单
元所在区域的可利用水资源量、固体废弃物排放量、
植被覆盖指数、空气污染程度以及环境承载力等对
矿产资源规划区环境现状进行综合评价,以其评价
值反映评价单元的整体情况。
山西省可分为三大矿带,本文以山西北部评价
单元的划分为例。 针对晋北地区的矿产资源规划情
况,结合可利用水资源量、固体废弃物排放量和植被
覆盖指数等条件,采用旋转网格的办法,对评价单元
进行划分(图 1—图 6)。
根据 GIS模型下计算分析,发现将这一区域网
格按逆时针旋转 30毅效果最好。 评价单元完整率如
表 1。
从表中可以得出,间距为 10 时,图元面积小于
半格图框的比例最小,但是图框总数较大,给分析带
来了较大不便;间距为 50 时,图元面积小于半格图
框的比例最大,不适于区划分析。 综合以上考虑,图
元旋转 30毅,间距为 20时,图元面积小于半格图框的
比例较小,且图框总数适宜,利于区划分析。
1.2摇 评价指标体系的建立
矿产资源规划环境评价指标体系是由对环评状
图 1摇 旋转 0毅 间距 10忆
Fig.1摇 Rotation 0毅 pitch 10忆
图 2摇 旋转 0毅 间距 20
Fig.2摇 Rotation 0毅 pitch 20忆
7772摇 10期 摇 摇 摇 刘伟摇 等:基于 GIS的山西省矿产资源规划环境影响评价 摇
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图 3摇 旋转 0毅 间距 50
Fig.3摇 Rotation 0毅 pitch 50忆
图 4摇 旋转 30毅 间距 10
Fig.4摇 Rotation 30毅 pitch 10忆
图 5摇 旋转 30毅 间距 20
Fig.5摇 Rotation 30毅 pitch 20忆
图 6摇 旋转 30毅 间距 50
Fig.6摇 Rotation 30毅 pitch 50忆
8772 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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表 1摇 晋北区域评价单元划分比较
Table 1摇 Northern Shanxi assessment unit classification comparison
角度鄄间距
Angle鄄
Separation
满格数
Number full grid
>半格数
Number half grid
<半格数
Number
half grid
总数
Total
满格比例
Proportion
full grid
>半格比例
Proportion
half grid
<半格比例
Proportion
half grid
0—10 200 50 66 316 0.63291139 0.1582278 0.20886076
0—20 36 26 37 99 0.36363636 0.2626263 0.37373737
0—50 0 11 13 24 0 0.4583333 0.54166667
30—10 209 44 67 320 0.653125 0.1375 0.209375
30—20 35 31 28 94 0.37234043 0.3297872 0.29787234
30—50 0 12 11 23 0 0.5217391 0.47826087
摇 摇 基础数据采用 1颐10万比例尺; 若基础数据比例尺不同,其评价单元需旋转的角度和间隔也会不同,只是提供一种评价单元的划分方法; 采
用同样的方法,可知晋中(图元旋转 30毅,间距为 20时)、晋南地区(图元旋转 50毅,间距为 20时) 图元面积小于半格图框的比例较小,且图框总数
适宜,利于区划分析
况予以全面、系统、客观反映的相互联系指标所组成
的整体。 根据既定的评价目标,分析其影响因素,从
每个影响因素中挑选评价指标,形成综合评价指标
体系,影响因素的分类十分关键,既要全面,又要高
度概括。 根据上述原则和要求,参考国内外关于对
资源规划指标体系的研究成果[6鄄8,11鄄13,15],结合山西
省矿产资源规划及整个环境影响系统的特点,从生
态环境、社会环境、大气环境、环境承载力 4 个方面
来设计矿产资源规划环境评价指标体系,考虑到数
据的可获取性,利用指标频度分析法,在系统梳理当
前研究成果的基础上确定具体的评价因子,建立了
山西省矿产资源规划环境影响评价指标体系如表 2
所示。 结合指标数据的可获取性,评价指标分为现
实性指标和指导性指标。
1.3摇 评价分级的确立
环境评价分级包括两部分:矿产资源规划环评
单因子评价分级(可利用水资源量、固体废弃物排放
表 2摇 矿产资源规划环境评价指标体系
Table 2 摇 Mineral resources planning environmental assessment
index system
矿产资源规划环境评价指标 Evaluation indicator
可利用水资源量(生态环境) 现实性指标
固体废弃物排放量(社会环境) 现实性指标
植被覆盖率(生态环境) 现实性指标
空气污染程度 (大气环境) 现实性指标
环境承载力* 指导性指标
摇 摇 *环境承载力:某一环境状态和结构在不发生对人类生存发展
危害的前提下,所能承受的人类社会作用在规模、强度和速度上的限
值; 目前没有权威的统计数据反映规划区域的环境承载力,因此将其
作为指导性指标
量、植被覆盖率、空气污染程度)和矿产资源规划环
评综合评价分级,这里仅以区域可利用水资源量评
价分级为例说明评价分级过程,其余评价分级过程
类似,因篇幅关系,不再累述。
山西省各市水资源状况如表 3。
表 3摇 山西省各市水资源状况 / 108m3
Table 3摇 The cities water resources situation in Shanxi Province
地区
Region 太原 大同 阳泉 长治 晋城 朔州 晋中 运城 忻州 临汾
2006 5.77 4.77 12.02 3.60 3.12 12.46 10.70 9.71 10.11 8.51
2007 5.86 5.61 16.26 4.00 2.99 11.41 11.12 10.56 13.96 10.85
2008 6.51 5.53 16.51 3.73 2.79 9.53 8.35 8.40 8.72 8.23
2009 5.51 4.60 14.13 4.33 3.20 11.16 8.14 8.08 7.31 9.30
2010 5.43 4.53 14.09 4.52 3.12 10.68 8.72 8.47 9.35 8.76
摇 摇 以时间为序,基于线性回归模型分析水资源的
变动趋势,在此基础上,分析山西省境内水资源变动
趋势,判断其发展趋势,并通过定量计算确定的拐点
来预测其发展方向和关注的重点,如表 4。
9772摇 10期 摇 摇 摇 刘伟摇 等:基于 GIS的山西省矿产资源规划环境影响评价 摇
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表 4摇 山西省各市水资源变动拐点
Table 4摇 The cities water resources changes inflection point in Shanxi Province
名称 Name T1 T2 Y1 Y2
大同 1.396744863 3.114124702 5.597797968 6.529800095
朔州 27.03163346 2.412810988 5.8384431 5.688360754
忻州 7.292101564 2.561055558 4.79020839 16.80918183
太原 3.087942051 1.775871178 3.734263009 4.024514868
阳泉 3.027714594 1.190574492 2.781763223 3.13209157
运城 3.215761093 1.168747897 9.425915359 12.52669018
临汾 3.581504778 1.529838298 7.533433423 11.67015034
晋城 3.61754529 1.62585405 7.661709267 10.85359551
长治 3.672039259 1.735918629 6.541523555 14.35440568
晋中 3.40521495 1.740416118 7.742670274 11.06942323
摇 摇 由此确定山西省水资源变化的分区标准如表 5。
表 5摇 山西省各市水资源分区标准
Table 5摇 The cities water resources partition standard in Shanxi
Province摇
地区 Region 缺少 Lack 中等 Medium 较丰富 Rich
大同 (0,5.5) [5.5,6.5] (6.5,20)
朔州 (0,3) [3,5.5] (5.5,20)
忻州 (0,5) [5,16] (16,20)
太原 (0,3.5) [3.5,4] (4,20)
阳泉 (0,2.5) (2.5,3.5) (3.5,20)
运城 (0,10) [10,12.5] (12.5,20)
临汾 (0,7.5) [7.5,12] (12,20)
晋城 (0,7.5) [7.5,11] (11,20)
长治 (0,6.5) [6.5,14.5] (14.5,20)
晋中 (0,7.5) [7.5,11] (11,20)
1.4摇 评价模型的确立
根据 1.2、1.3 节建立的评价指标体系和评价分
级标准,对矿产资源规划有针对性的进行环境评价。
由于矿产资源规划环境评价的复杂性,本文采用基
于 AHP 的模糊综合评价模型进行环境评价。 其中,
评价指标集 F和评价尺度集 E参照 1.2、1.3节完成,
各个评价指标的权重采用 AHP 法确定,整个矿产资
源规划环境评价的模型流程如图 7。
1.5摇 山西省环境现状综合评价
根据矿产资源规划的特点,结合前序单因素评
价,对区域内环境现状的综合评价采用基于 AHP 的
模糊综合评价法,评价模型如图 7。
根据设计的指标体系,环境类评价指标通过区
域可利用水资源量、固体废弃物排放量、植被覆盖率
以及空气污染程度来反映。 利用模糊综合评价法,
在 1.3节各指标标准化处理的基础上,按照 AHP 法
确定各指标的权重,计算环境现状的评价值如表 6。
表 6摇 山西省各市环境现状综合评价结果
Table 6摇 The cities comprehensive assessment results of environment present situation in Shanxi Province
类型
Type
时间
Time 太原 大同 阳泉 长治 晋城 朔州 晋中 运城 忻州 临汾
环境状况 2006 2.00 2.00 2.00 1.75 2.00 1.50 2.00 2.75 1.25 2.00
评价值 2007 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.25 2.00 2.75 1.25 2.00
Evaluation 2008 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.25 2.00 2.50 2.00 2.00
value 2009 1.75 2.00 1.75 2.00 2.00 2.25 1.75 2.50 2.00 2.50
2010 2.00 2.25 1.75 2.00 2.00 2.25 2.00 2.75 2.00 2.00
摇 摇 由于区域可利用水资源量、固体废弃物排放量是以行政区为单位的数据,考虑到数据的可获取性,最终的评价单元设为地级市
摇 摇 由评价结果可以计算,各评价值的标准差不大,
且目前关于环境综合评价尚无明确的评价标准,因
而确定评价标准的难度比较大。 经征询专家意见,
从山西省区域环境实际出发,兼顾各指标的变动趋
势,将评价结果分成 4个级别,如表 7。
由此,可以对山西省环境现状在综合评价的基
础上进行分区如图 8。
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表 7摇 综合评价分区标准
Table 7摇 Comprehensive assessment of the partition standard
级别 Rank 较差 Poor 一般 Ordinary 较好 Well 很好 Very well
标准值 Standard (0,1.0) [1.0,1.4) [1.4,2.0) [2.0,5.0]
图 7摇 矿产资源规划环境影响评价流程
Fig.7摇 The process of environment assessment
图 8摇 山西省环境综合评价分级专题图
Fig.8摇 Environment assessment classification thematic maps
摇 摇 通过以上步骤,完成了对山西省大尺度环境现
状的综合评价,可以直观的掌握评价区域的环境现
状。 在此基础上,利用 GIS提供的距离分析、缓冲区
分析以及叠加分析等空间分析功能,对山西省环境
敏感保护目标进行有针对性的筛选与评价。
2摇 环境影响保护目标的评价
2.1摇 基于 GIS的矿产资源环境评价方法
应用 GIS 进行矿产资源规划环境评价的步骤
是:淤规划区环境现状要素收集,包括规划区空间数
据、属性数据以及各种报表数据的收集;于制作各个
单要素专题图,包括规划区自然环境专题图、规划区
生态环境专题图、规划区地质环境专题图、规划区经
济环境专题图等;盂制作综合性的规划区环境评价
图,通过缓冲区分析、叠加分析、距离分析以及地学
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统计分析等,制作一张综合性的区域环境现状评价
专题图;榆根据规划目标以及规划实施后可能对周
围环境造成影响的各类因素,制作规划环境影响评
价专题图,通过与区域环境现状评价专题图进行对
比分析,从而得出因矿产资源规划而造成的环境影
响评价结论。
2.2摇 环境敏感制约因素分析
矿产资源规划过程中的环境敏感制约因素主要
体现在对一些重要的生态功能区、地质遗址、森林保
护区、文物保护区以及重要水源地等的保护,减缓或
防止因矿产资源开发对这些敏感保护区的不利影
响,主要的环境制约敏感因素有地貌景观、水体、土
壤污染、大气以及地质灾害等。
山西省 3个主要的矿业经济带及主要矿种重点
开采区分布在晋南、晋中以及晋北各地,涉及到的环
境敏感制约目标主要包括:45 个重要自然保护区、
207个重要水体及饮用水源地、19个岩溶大泉、18 个
国家级森林公园、 27个省级森林公园、274个国家级
重点文物保护单位、12 个重要地质公园及遗迹。 新
一轮矿产资源规划应尽可能地做好环境敏感重叠区
内的违规矿井关闭工作、新建矿井审批工作,做到合
理布局、合理整治,按照社会经济可持续发展要求,
将环境影响降到最低。
2.3摇 环境保护目标筛选(图 9)
矿产资源规划实施过程中所涉及的重要环境保
护敏感目标,主要包括国家、省划定的受法律保护的
地区以及其他生态敏感性较高的重要生态功能区。
根据山西省环境现状评价分级结果(图 8),通过将
山西省矿产资源规划分布图与自然保护区分布图、
饮用水源地分布图、森林公园分布图、文物保护分布
图 9摇 山西省主要生态环境保护目标
Fig.9摇 Main ecological environment protection targets in Shanxi
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图以及地质遗迹自然保护区等进行 GIS 缓冲区分析
和叠加分析,筛选出环境现状评价分级(图 8)为“较
差冶和“无数据冶区域 10 km、环境现状评价分级为
“一般冶区域 8 km、环境现状评价分级为“较好冶区域 5
km以及环境现状评价分级为“很好冶区域 2.5 km范围
内所涉及的主要生态环境保护目标(图 9),并对该范
围内的环境保护目标进行详细的环境影响评价。
3摇 山西省矿产资源规划环境影响评价
3.1摇 生态环境影响预测与评价
根据生态系列图与矿产资源规划区块叠合结果
分析,各规划区对生态功能区以及生态保护对象的
生态适宜性分析见表 8。
结果显示,矿产资源规划总体上与生态环境的
适宜性较好,对目前的自然环境保护没有严重冲突,
但某些开采规划区距离水体及饮用水源地较近,如
柳林、天桥等大型岩溶泉以及东古城、平番城、城西、
席店等饮用水源地,距离这些水体及水源地较近的
开采规划区以煤炭开采为主和少量高岭土矿、铝土
矿、硅石矿,应尽量避免在矿山开采过程中由于粉
尘、矿碴等的淋滤渗漏到地下水源影响水质,同时也
要避免由于过往车辆运输造成的尾气污染, 另外在
规划区内的生活垃圾也可能成为地下水的重要污染
源, 矿物盐份等对水质的影响也需要进行严密
监测。
表 8摇 规划区块与生态保护目标的适宜性分析
Table 8摇 Planning blocks and ecological conservation objectives suitability analysis
涉及的生态环境
类别
Category
生态环境保护对象
Protection objects
至规划区距离 / m
Distance / m
涉及的生态环境
类别
category
生态环境保护对象
Protection objects
至规划区距离 / m
Distance
桑干河保护区 0 霍泉岩溶泉 8765
芦芽山保护区 2213 太行峡谷森林公园 0
黑茶山保护区 0 方山森林公园 2547
汾河上游保护区 2915 交城山森林公园 2248
自然保护区 药林寺冠山保护区 1067 森林公园 诸龙山森林公园 2107
Natural 铁桥山保护区 2120 Forest Park 老爷山森林公园 786
preserve 韩信岭保护区 642 黄崖洞森林公园 2057
霍山保护区 1065 营海森林公园 2786
崦山保护区 1007 碛口古建筑群 752
东古城水源地 0 天王寺 968
平番城水源地 3212 崇庆寺 2341
城西水源地 1065 湘峪古堡 3278
水源地 席店水源地 965 文物 灵泽王庙 2027
WaterHead 城区水源地 1032 Antiques 马茂庄汉墓群 2237
石匣水库水源地 453 孟家沟龙泉寺 764
兴道水源地 1231 义居寺 2083
西庄水源地 2219 大峡谷地质公园 0
柳林岩溶泉 3880 地质公园 万年冰洞地质公园 1268
岩溶泉 天桥岩溶泉 2052 Geopark 碛口地质公园 0
Karsticspring 郭庄岩溶泉 6973
摇 摇 部分开采规划区距离森林公园较近,如太行峡
谷、方山、交城山国家森林公园以及诸龙山、老爷山、
黄崖洞省级森林公园等,会对这些森林景观造成直
接或间接地破坏,在矿产资源开发过程中的废弃物
和空气污染可能对森林中的动物造成影响,影响动
物的正常生长。
部分开采规划区距离敏感保护文物和地质公园
过近,如距离碛口古建筑群、天王寺、崇庆寺、湘峪古
堡、灵泽王庙、马茂庄汉墓群、孟家沟龙泉寺、义居寺
等国家级重点保护文物以及山西壶关太行山大峡谷
地质公园、宁武万年冰洞地质公园、临县碛口地质公
园较近,矿山开采引起地面裂缝、塌陷等地质灾害会
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极大地破坏这些珍贵文物和地质公园,在矿山开采
过程中,需要注意保留有效矿柱,以更好地保护这些
环境敏感目标。
除了对以上敏感目标的影响外,有些开采规划
区位于山区丘陵地带,对山地景观的破坏也是一个
需要密切关注的问题,尤其是在城市和名胜区周边
的露天开采矿,应当在开采过程中合理安排开采顺
序,需边开采边复绿。
图 10摇 地下开采矿疏干排水对地下水源地的影响
Fig.10摇 Underground water resources affected by drainage
3.2摇 水环境影响预测与评价
山西省共有 19处岩溶大泉,泉水资源量 30伊108
m3,主要存在于厚度达 400—500 m 碳酸盐岩构造
中,是山西省最主要的富水含水层。 在泉域范围内
开采矿山,如果开采矿层下伏及附近的岩溶水水位
以下,并有陷落柱、断裂破碎带或钻孔穿过采空区与
下面的岩溶水相通时,则可能出现下伏岩溶水的底
板突水或侧向突水,不但会疏干矿系地层中地下水
资源,并且会严重破坏下伏奥陶系岩溶水,这会极大
地影响岩溶大泉的水流量,郭庄泉水流量减少以及
晋祠泉断流就和距离矿山开采区过近有直接的关
系。 山西省地下开采矿疏干排水对地下水源地的影
响分析结果见图 10,根据山西省地下开采矿山与地
下水源地分布图的叠加分析,可能受影响的地下水
源地有 25个,主要分布在临汾、长治、朔州、阳泉、晋
中等地,其中临汾霍州、长治襄垣、朔州平鲁区、太远
古交以及吕梁孝义等地的矿山距离地下水源地的距
离较近(不足 5 km),临汾乡宁、长治长子以及晋中
马和等地的部分矿山距离地下水源地不足 10 km。
这些矿山在开发利用过程中需要采取一定的预防措
施,防止疏干排水对地下水源地的破坏。
3.3摇 地质灾害影响预测与评价
山西省处于黄土高原地区,地形变化强烈,因采
矿引发的地质灾害遍布全省各地,如山区丘陵地区
的滑坡、崩塌等地质灾害。 各种地质灾害主要分布
在长治、大同、阳泉、晋城、霍州、临汾等城市的矿山
开采区周边。 表 9给出了部分塌陷和滑坡灾害发生
地距离规划区块的距离。
从表 9中可以看出,矿山资源规划区块距离部
分已发生塌陷和滑坡灾害点的距离相对较近。 其中
大同地面塌陷区和大同地裂缝区与规划区块相邻,
而轩岗煤矿塌陷区、壶关地面塌陷区、襄源地面塌陷
区、中条山塌陷区、中条山滑坡区、灵石滑坡区、霍州
滑坡区以及长治滑坡区距离规划区块均在 5 km 范
围内。 因此叠置结果显示,因矿山开采诱发的地面
塌陷和滑坡的可能性极大,今后一定要注意煤矿开
采过程中的坡脚挖掘和爆破震动诱发塌陷和滑坡灾
害。 另外,山西省地形切割强烈,新地质构造运动强
烈,山西省中部的一系列盆地是著名的地震带,由于
大面积矿山开采和超采地下水等原因,太原、朔州、
表 9摇 可能受影响的地质灾害点
Table 9摇 Potentially affected geological disasters sites
标识码
ID
灾害类型
Disaster type
受影响灾害点
Affected disaster points
至规划区
距离 / m
Distance
ZL025 塌陷、地裂缝 大同地面塌陷区 0
ZL014 大同地裂缝区 0
ZL013 轩岗煤矿塌陷区 4700
ZL001 古交塌陷区 6350
ZL056 壶关塌陷区 4500
ZL044 襄源地面塌陷区 3850
ZL064 中条山塌陷区 2600
ZL065 中条山滑坡区 2450
ZL050 滑坡 灵石滑坡区 3200
ZL052 霍州滑坡区 2500
ZL042 长治滑坡区 4550
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大同等城市已出现大范围的地面沉降。 近些年,晋
中的太谷、祁县等地的构造地裂缝发展较快,毁坏大
量耕地,造成巨大损失,仍有部分矿山距离灾害点较
近(图 11)。 今后山西省的地质灾害仍将是人为因
素诱发的地质灾害为主,特别是因采矿诱发的地质
灾害,随着矿山开采强度的增大,大量采空区的存
在,地质灾害仍将呈漫延的趋势。 以后矿山开采应
避免地下开采对应力场的改变而引发滑坡和沉陷,
开采过程中应避免疏干排水、采空对应力场改变而
引发地震。
图 11摇 山西省重点地质灾害区
Fig.11摇 Key geological disaster areas in Shanxi
4摇 结论
对环境的评价与预测表明:山西省矿产资源规
划总体上避开了各类环境保护敏感目标,与现有的
环境保护目标没有严重冲突,不会对各类生态保护
区划造成较大地破坏,其对生态适宜性相对较好。
山西省矿产资源规划布局基本合理,与其它规划总
体相对协调,对生态环境保护目标没有造成严重冲
突,对于环境保护和减缓环境破坏措施得当,可有效
地改善山西省原有的生态功能环境。
同时,矿产资源规划实施也将对环境保护产生
一定影响。 某些开采规划区距离岩溶泉及饮用水源
地较近;部分规划区距离森林公园较近,对植被以及
山地景观造成破坏;部分开采规划区距离保护文物
过近,会对这些珍贵文物造成损害;一些开采规划区
距离地质灾害敏感区较近,可能会诱发新的地质灾
害;一些矿产资源的开采对地下水、地表水体以及水
生生态环境造成一定的影响。
根据山西省矿产资源规划环境影响评价结果,
建议从以下几方面配合矿产资源规划的实施:1)进
一步优化矿产资源结构和合理布局,对于环境破坏
已经严重的区域,要限制矿产资源开采的规模和强
度;2)依靠科技创新,减少环境破坏,进一步提高矿
产资源环境保护的综合治理能力;3)加强矿山环境
监测,对于环境脆弱地区要实施严格的环境监测机
制,依法关闭违规开采矿井。 在落实上述建议的前
提下,从矿区环境保护角度出发,山西省矿产资源规
划实施是可行的。
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责则燥凿怎糟贼蚤增蚤贼赠 糟造葬泽泽蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶 在匀粤晕郧 杂澡怎赠燥灶早袁 载陨粤晕郧 允蚤葬灶早遭葬燥袁 在匀粤晕郧 郧怎葬灶早糟葬灶袁 藻贼 葬造 渊圆缘员怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
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悦燥皂遭蚤灶藻凿 藻枣枣藻糟贼泽 燥枣 藻造藻增葬贼藻凿 韵猿 糟燥灶糟藻灶贼则葬贼蚤燥灶 葬灶凿 则藻凿怎糟藻凿 泽燥造葬则 蚤则则葬凿蚤葬灶糟藻 燥灶 责澡燥贼燥泽赠灶贼澡藻贼蚤糟 葬糟贼蚤增蚤贼赠 葬灶凿 藻灶藻则早赠 凿蚤泽泽蚤责葬贼蚤燥灶
燥枣 憎蚤灶贼藻则 憎澡藻葬贼 杂哉晕 允蚤葬灶袁 在匀耘晕郧 再燥怎枣藻蚤袁 藻贼 葬造 渊圆缘源愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
悦燥造燥灶蚤扎葬贼蚤燥灶 凿赠灶葬皂蚤糟泽 燥枣 月葬糟蚤造造怎泽 糟藻则藻怎泽 月猿鄄苑 燥灶 憎澡藻葬贼 则燥燥贼泽 葬灶凿 糟燥灶贼则燥造 藻枣枣蚤糟蚤藻灶糟赠 葬早葬蚤灶泽贼 泽澡葬则责 藻赠藻泽责燥贼 燥枣 憎澡藻葬贼
匀哉粤晕郧 匝蚤怎遭蚤灶袁 在匀粤晕郧 再蚤灶早袁 蕴陨哉 云藻灶早赠蚤灶早袁 藻贼 葬造 渊圆缘缘怨冤
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匝怎葬灶贼蚤贼葬贼蚤增藻 泽贼怎凿赠 燥枣 憎葬贼藻则 糟燥灶泽怎皂责贼蚤燥灶 糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟泽 燥枣 憎蚤灶贼藻则 憎澡藻葬贼 怎灶凿藻则 凿藻枣蚤糟蚤贼 蚤则则蚤早葬贼蚤燥灶
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阅哉 在澡葬燥噪怎蚤袁 蕴陨 允怎灶皂蚤灶袁 在匀韵晕郧 在澡葬灶早糟澡藻灶早袁 藻贼 葬造 渊圆缘愿怨冤
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悦燥皂责燥泽蚤贼蚤燥灶 燥枣 枣葬贼贼赠 葬糟蚤凿泽 枣则燥皂 泽怎泽责藻灶凿藻凿 责葬则贼蚤糟怎造葬贼藻 皂葬贼贼藻则 蚤灶 泽燥怎贼澡藻则灶 杂燥怎贼澡 悦澡蚤灶葬 杂藻葬
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蚤灶 孕燥赠葬灶早 蕴葬噪藻 再哉粤晕 云葬灶早噪葬蚤袁蕴陨 再葬灶噪怎燥袁蕴陨 云藻灶早泽澡葬灶袁藻贼 葬造 渊圆远园愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
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砸藻泽责燥灶泽藻 燥枣 贼澡藻 葬造造蚤早葬贼燥则 憎藻藻凿 枣造藻葬 遭藻藻贼造藻袁 粤早葬泽蚤糟造藻泽 澡赠早则燥责澡蚤造葬 渊悦燥造藻燥责贼藻则葬院 悦澡则赠泽燥皂藻造蚤凿葬藻冤 贼燥 燥增藻则憎蚤灶贼藻则蚤灶早 责则燥贼藻糟贼蚤燥灶 葬灶凿
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栽澡藻 藻枣枣藻糟贼 燥枣 糟造蚤皂葬贼藻 糟澡葬灶早藻 燥灶 贼澡藻 责燥责怎造葬贼蚤燥灶 枣造怎糟贼怎葬贼蚤燥灶 燥枣 贼澡藻 杂蚤遭藻则蚤葬灶 糟则葬灶藻 蚤灶 孕燥赠葬灶早 蕴葬噪藻
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蕴陨 砸葬灶则葬灶袁 在匀粤晕郧 郧怎葬灶早曾蚤灶袁 在匀粤晕郧 蕴藻蚤 渊圆远远猿冤
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蕴葬灶凿泽糟葬责藻袁 砸藻早蚤燥灶葬造 葬灶凿 郧造燥遭葬造 耘糟燥造燥早赠
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园园愿圆 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 猿源卷摇
叶生态学报曳圆园员源年征订启事
叶生态学报曳是由中国科学技术协会主管袁中国生态学学会尧中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊袁创刊于 员怨愿员年袁报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果遥 坚持野百花齐放袁百家
争鸣冶的方针袁依靠和团结广大生态学科研工作者袁探索生态学奥秘袁为生态学基础理论研究搭建交流平台袁
促进生态学研究深入发展袁为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务尧为国民经济建设和发展服务遥
叶生态学报曳主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果遥 特别欢
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叶生态学报曳为半月刊袁大 员远开本袁圆愿园页袁国内定价 怨园元 辕册袁全年定价 圆员远园元遥
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耘鄄皂葬蚤造院 泽澡藻灶早贼葬蚤曾怎藻遭葬燥岳 则糟藻藻泽援葬糟援糟灶摇 网摇 摇 址院 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
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生摇 态摇 学摇 报渊杂匀耘晕郧栽粤陨摇 载哉耘月粤韵冤渊半月刊摇 员怨愿员年 猿月创刊冤
第 猿源卷摇 第 员园期摇 渊圆园员源年 缘月冤
粤悦栽粤 耘悦韵蕴韵郧陨悦粤 杂陨晕陨悦粤摇渊杂藻皂蚤皂燥灶贼澡造赠袁杂贼葬则贼藻凿 蚤灶 员怨愿员冤摇灾燥造郾 猿源摇 晕燥郾 员园 渊酝葬赠袁 圆园员源冤
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