基于犹豫模糊TOPSIS的绿色矿山生态高效修复技术优化

治愈受伤的地表

现代社会依赖矿产资源，但露天采矿常会留下光秃、不稳定的边坡，产生扬尘、土壤侵蚀，并难以恢复植被。本研究展示了如何将先进的三维测绘与智能决策系统结合，将这些岩壁更快、更可靠且更经济地转变为更绿、更安全的景观——相比传统的一刀切修复方法，效果更好、成本更低。

以高清视角审视矿区

作者没有把采出的边坡视作单一的均质面，而是首先对其进行精细化测绘。他们使用远距三维激光扫描建立了中国山东省B矿的数字高程模型（DTM）。该模型捕捉了采坑壁各部分的精确形态、高度和坡度。结合野外调查得到的岩性、节理、水文和气候状况，研究团队将边坡划分为七个具有各自地质和稳定性特征的独立区段。这一精确描绘为更有针对性的修复方案奠定了基础。

厘清不确定的地质信息

选择边坡修复方案具有难度，因为许多关键因素——例如岩体强度或植被成活性——难以用单一数值精确描述。专家在评级时可能会犹豫不决，而传统打分方法往往掩盖了这种不确定性。为了解决这一点，作者采用了一种称为犹豫模糊TOPSIS的决策方法。简言之，该方法允许专家为包括岩体强度、节理间距、地下水和爆破损伤在内的八项关键指标给出一组可能值。随后通过数学程序对这些指标加权，将每个边坡区段与理想的“最好”与“最差”情形比较，计算各区段与目标状态的接近度。得分高的区段被判断为岩体更坚固、更稳定；得分低的则更脆弱、易损。

因地制宜匹配修复措施

在对各边坡区段的岩体质量进行评级后，下一步是将其与最合适的修复方法匹配。两个区段中最坚固的岩体（I级）采用厚层基质喷涂——由土壤、肥料、粘结剂和种子组成的坚实覆盖层，能附着在坚硬、近乎裸露的岩面上，支持致密植被生长。四个中等质量岩体（II级）采用三维植被网——在坡面铺设的网状材料，能锚固根系并抵抗降雨侵蚀。最薄弱的区段（III级），岩体疏松破碎，则采用喷土技术，施加更轻、更柔性的土壤覆盖，更适合不稳定地基。该“分区—评估—决策”闭环用数据驱动的方法，将局部地质条件与处理措施明确关联，取代了经验性的一刀切选择。

更清洁的空气、更绿的边坡、更低的支出

研究团队对B矿现场验证了这一针对性策略的效果。在12个月期间，他们测量了植被覆盖、近地面粉尘和土壤侵蚀，并将结果与文献中报道的早期方法进行对比。优化后的方案将植被恢复率提升至约25%，而对比方法仍低于15%。近地面粉尘水平显著下降，改善了工人和周边社区的空气质量；试验地块的土壤流失比竞相比方法减少，尤其在较长期观察中更为明显。由于将成本最高的喷覆方法仅用于确实需要的区段，整体修复费用相比在全坡面统一使用该方法约降低了29%。

从单矿到多地的推广

对非专业读者而言，关键结论是矿区的各个部位并不相同，将它们视为同一类对象既浪费经费又削弱效果。通过精细地形测绘、在专家判断中诚实处理不确定性并将修复手段因地制宜地匹配到局部岩体条件，这一框架可在节约成本的同时，将受损的采坑壁转变为更稳定、更绿色的景观。尽管该研究目前仅基于单一矿区，但随着采矿业朝真正“绿色”运营转型，相同的逻辑有望指导其他许多场地的修复工作。

引用: Wang, B., Guo, D., Sun, J. et al. Optimization of ecological and efficient restoration technology for green mines based on hesitant fuzzy TOPSIS. Sci Rep 16, 6586 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37060-6

关键词: 矿山修复, 绿色采矿, 边坡稳定, 植被恢复, 粉尘与侵蚀控制