Selecting proper plant species for mine reclamation using fuzzy AHP approach (case study: Chadormaloo iron mine of Iran)

This paper describes an effective approach to select suitable plant species for reclamation of mined lands in Chadormaloo iron mine which is located in central part of Iran, near the city of Bafgh in Yazd province. After mine’s total reserves are excavated, the mine requires to be permanently closed and reclaimed. Mine reclamation and post-mining land-use are the main issues in the phase of mine closure. In general, among various scenarios for mine reclamation process, i.e. planting, agriculture, forestry, residency, tourist attraction, etc., planting is the oldest and commonly-used technology for the reclamation of lands damaged by mining activities. Planting and vegetation play a major role in restoring productivity, ecosystem stability and biological diversity to degraded areas, therefore the main goal of this research work is to choose proper and suitable plants compatible with the conditions of Chadormaloo mined area, providing consistent conditions for future use. To ensure the sustainability of the reclaimed landscape, the most suitable plant species adapted to the mine conditions are selected. Plant species selection is a Multi Criteria Decision Making (MCDM) problem. In this paper, a fuzzy MCDM technique, namely Fuzzy Analytic Hierarchy Process (FAHP) is developed to assist chadormaloo iron mine managers and designers in the process of plant type selection for reclamation of the mine under fuzzy environment where the vagueness and uncertainty are taken into account with linguistic variables parameterized by triangular fuzzy numbers. The results achieved from using FAHP approach demonstrate that the most proper plant species are ranked as Artemisia sieberi, Salsola yazdiana, Halophytes types, and Zygophyllum, respectively for reclamation of Chadormaloo iron mine.

W pracy przedstawiono skuteczną metodę wyboru odpowiednich gatunków roślin do wykorzystania przy rekultywacji terenów górniczych na terenie kopalni rud żelaza Chadormaloo w środkowej części Iranu, w pobliżu miasta Bafgh, w prowincji Yazd. Po wyczerpaniu zasobów kopalni planowane jest całkowite jej zamkniecie i rekultywacja jej terenów. Rekultywacja terenów górniczych i ich wykorzystanie po zakończeniu wydobycia są kluczowymi zagadnieniami na etapie zamykania kopalni. Spośród rozmaitych scenariuszy rekultywacji terenów (sadzenie roślin, uprawy rolne, sadzenie lasów, przekształcenie w teren mieszkalny lub w atrakcje turystyczne), sadzenie roślin jest najstarszą i najczęściej stosowaną metodą rekultywacji terenów zniszczonych przez działalność górniczą. Nasadzenia i roślinność odgrywają kluczowa role w odtworzeniu produktywności terenu, przyczyniają się do stabilizacji ekosystemów i wnoszą bio-różnorodność na zdegradowane tereny. Stąd też głównym celem obecnych badań jest dobór najbardziej odpowiednich roślin dostosowanych do warunków panujących na terenie obecnej kopalni rud żelaza Chadormaloo, tym samym umożliwiając ponowne tych terenów wykorzystywanie w przyszłości. W celu zapewnienia długotrwałego charakteru krajobrazu, konieczny jest dobór odpowiednich roślin, dostosowanych do warunków panujących na terenie kopalni. Dobór gatunków roślin jest zagadnieniem decyzyjnym, wielo-kryterialnym (MCDM – Multi Criteria Decision Making). W niniejszej pracy przedstawiono metodę wyboru opartą o elementy logiki rozmytej FAHP (Fuzzy Analytic Hierarchy Process) do wykorzystania przez projektantów oraz kierownictwo kopalni i Chadormaloo przy wyborze odpowiednich roślin do rekultywacji terenów w środowisku charakteryzowanym przez parametry rozmyte. Metoda pozwala na uwzględnienie niejasności i niepewności, zmienne językowe są sparametryzowane przy wykorzystaniu liczb trójkątnych. Wyniki uzyskane dzięki wykorzystaniu metody FAHP pokazują, że przy rekultywacji terenów kopalni w Chadormaloo najbardziej odpowiednimi gatunkami roślin będą kolejno: Artemisia sieberi, Salsola yazdiana, Halophytes oraz Zygophyllum.