采煤塌陷地生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)研究：以鄒城太平國家濕地公園為例

史丹 張慧 劉靜 孔維健

（1 濟(jì)寧市南四湖自然保護(hù)區(qū)服務(wù)中心，山東 濟(jì)寧 272000；2 微山縣自然資源和規(guī)劃局，山東 微山 277600）

濟(jì)寧市是煤炭大市，是山東省重要的煤炭生產(chǎn)基地，煤炭產(chǎn)量占全省煤炭總產(chǎn)量的一半以上(倪杰, 2017)。鄒城太平國家濕地公園擁有典型的采煤塌陷地新生濕地(王惠等, 2014），2018年通過原國家林業(yè)局國家濕地公園的試點(diǎn)驗(yàn)收。公園利用水體修復(fù)、水岸保護(hù)、棲息地恢復(fù)等措施，優(yōu)化了塌陷區(qū)濕地的生態(tài)環(huán)境，使?jié)竦刭Y源得到有效保護(hù)，且濕地生態(tài)功能得到充分發(fā)揮。太平國家濕地公園的濕地保護(hù)與恢復(fù)模式，對其他采煤塌陷地保護(hù)恢復(fù)具有重要的參考價(jià)值。

1 太平國家濕地公園概況

鄒城太平國家濕地公園位于山東省鄒城市西部，太平鎮(zhèn)境內(nèi)，介于白馬河、泗河兩河之間，地理坐標(biāo)116°47′05″～116°50′13″ E，35°23′51″～ 35°26′12″ N 。濕 地 公 園 總 面 積1 002.15 hm2，其中濕地面積428.44 hm2，占總面積的42.75%，主要包括自然濕地和人工濕地兩大類，自然濕地又包括河流型濕地、湖泊型濕地和沼澤濕地(表1）。

1.1 水文地質(zhì)

太平國家濕地公園位于山東省泗河沖積平原區(qū)，四季分明，降水集中，雨熱同步，冷熱季和干濕季區(qū)別明顯。地勢北高南低，東、西高，中部低，原屬兗州煤田太平采礦區(qū)，從上世紀(jì)70年代初開始采礦，到上世紀(jì)90年代后，逐漸形成塌陷區(qū)濕地，是典型的采礦塌陷型新生濕地。根據(jù)塌陷深度的不同，塌陷區(qū)分深、中和淺三級(jí)(王惠等, 2014)。濕地公園屬淮河流域的白馬河水系，東面毗鄰白馬河，西側(cè)毗鄰泗河，以泗河水和地下水為主要水源。

表1 鄒城太平國家濕地公園濕地類型及面積Table 1 Wetland types and acreage of Tai Ping wetland park

1.2 動(dòng)植物資源

山東鄒城太平國家濕地公園規(guī)劃區(qū)分布較多的國家珍稀瀕危物種，具有很高的保護(hù)價(jià)值。據(jù)統(tǒng)計(jì)，公園內(nèi)列入國家Ⅱ級(jí)保護(hù)的植物有禾本科禾亞科結(jié)縷草屬中華結(jié)縷草(Zoysia sinica)1種，野生植物39科113種。天然植被類型分為濕地植被和陸地植被，濕地植被又分為濕生植物、沼生植物和水生植物，水生植物有楓楊、垂柳等耐濕植物，香蒲、蘆葦?shù)韧λ参铮苫ǖ雀∷参铮喜荨⒔痿~藻、黑藻和苦草等沉水植物，浮萍等漂浮植物；陸生植被主要有雜交楊、旱柳、刺槐等喬灌木。公園內(nèi)的野生動(dòng)物有5大類102余種，其中有魚類3目5科9種，兩棲類1目3科4種，爬行類3目3科5種，鳥類15目32科75種，獸類5目6科9種，其中國家Ⅱ級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物有9種，山東省重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物23種。

2 濕地保護(hù)與恢復(fù)措施

太平國家濕地公園根據(jù)功能區(qū)劃分，通過水體修復(fù)、棲息地恢復(fù)、水岸保護(hù)、文化保護(hù)4個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)太平濕地人與自然的和諧共生。

2.1 水體修復(fù)

公園內(nèi)濕地由于塌陷進(jìn)程和程度的不同，水體深度不同。公園西南角和東北角逐漸形成了自然態(tài)的湖泊濕地和沼澤濕地，公園東部塌陷地經(jīng)過人工治理建成了有生態(tài)湖心鳥島的庫塘濕地。在盡量保持原有塌陷地水系的基礎(chǔ)上，通過對部分區(qū)域清淤、整理和水系連通，促進(jìn)公園水體循環(huán)流動(dòng)，保證水源穩(wěn)定和水質(zhì)安全。在公園東北部，緊鄰煤廠區(qū)域，設(shè)立潛流濕地系統(tǒng)，配置填料、基質(zhì)，利用植物、微生物的協(xié)同作用強(qiáng)化污水處理，減少污水中懸浮物和部分有機(jī)污染以及NH3-N等。經(jīng)潛流濕地處理后的污水進(jìn)入表流濕地，利用圍堰，引導(dǎo)水流通過凈化能力較強(qiáng)的耐水植物密集區(qū)，如水芹、千屈菜、蘆竹等濕生植物，香蒲、蘆葦、茭白等挺水植物，睡蓮、野菱等浮葉植物，金魚藻、黑藻、菹草等深水植物，借助植物、微生物和土壤的聯(lián)合作用，削減氮磷等誘發(fā)水體富營養(yǎng)化的物質(zhì)，提高水體自凈能力（圖1）。河流濕地利用河流滯留塘技術(shù)，加強(qiáng)河水自然復(fù)氧，提高單位距離上的水體凈化能力。此外，利用生態(tài)工程學(xué)原理，借助木頭、泡沫等輕質(zhì)材料搭建生物浮島，在其上種植植物，降解水體氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的含量，增加生物棲息空間，同時(shí)改善景觀以及消波護(hù)岸。

圖1 水質(zhì)凈化Fig.1 Water Quality Purification

2.2 棲息地恢復(fù)

濕地鳥類是濕地保護(hù)的主要對象，它們直接參與了濕地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)，是濕地生境的重要指示類群(張喬勇等, 2017）。由于公園內(nèi)濕地主要因塌陷地形成，水面深淺不一，具有較高的空間異質(zhì)性。在保持塌陷區(qū)原始風(fēng)貌的基礎(chǔ)上，輔之人工恢復(fù)手段，構(gòu)建適合不同生態(tài)位和不同習(xí)性鳥類的棲息環(huán)境。東部水面較大區(qū)域利用“挖深墊淺”的治理模式(王萍等, 2017)，將部分較淺的塌陷區(qū)墊高墊平，人工治理成生態(tài)鳥島。生態(tài)島嶼為濕地鳥類提供了重要的棲息和庇護(hù)場所，不僅能增加景觀異質(zhì)性，還能提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(黃菁等, 2017)。適度放緩水岸坡度，合理配置生態(tài)島綠植，營造高低不等的喬木林、灌木叢和草叢等。選擇符合鳥類喜愛的當(dāng)?shù)貥浞N，如楊、柳、槐等，并懸掛人工巢箱、飲水設(shè)備，吸引鳥類安家落戶。在深水區(qū)、淺水區(qū)、沼澤區(qū)、陸地區(qū)等搭配浮水、挺水和沉水等植物，優(yōu)化植物群落，營造適合不同水禽棲息和覓食的生境。根據(jù)水位深淺，適當(dāng)增加魚類群落修復(fù)，投放鯽、鰱、泥鰍、當(dāng)?shù)氐男‰s魚以及螺、貝類等，改善生物群落結(jié)構(gòu)，為不同水鳥提供合適的覓食條件。據(jù)張喬勇等(2017)調(diào)查顯示，鄒城采煤塌陷地新生濕地具有極高的鳥類多樣性，已成為華北平原生物多樣性“洼地”中的熱點(diǎn)區(qū)域。

2.3 水岸保護(hù)

圖2 原生植被Fig.2 Primary vegetation

公園的水岸可以分為河流型、庫塘型、沼澤型3類。河流型水岸以泗河自然水岸為主，為強(qiáng)化護(hù)岸效果，采用濕生植物、碎石與土填充的石籠配合使用的復(fù)合型駁岸，防止水流侵蝕和沖刷。對塌陷自然形成的濕地水岸，在保持其濕地植物自然生長的基礎(chǔ)上，適當(dāng)豐富本地鄉(xiāng)土物種，如柳、楊，葦、蒲等水生植物，借植物根系穩(wěn)定堤岸，達(dá)到抗洪護(hù)堤的目的。庫塘型堤岸以公園東部和北部為主，部分水岸自然狀況良好，局部岸線較陡，使用蜂巢網(wǎng)墊配合網(wǎng)箱構(gòu)建生態(tài)駁岸，或臨水筑建木質(zhì)排樁，構(gòu)建植被床，維護(hù)水岸穩(wěn)定性。沼澤型水岸蜿蜒曲折、淺灘與深潭交替，自然水生植物生長良好(圖2)。

2.4 文化保護(hù)

保留煤矸石等礦區(qū)生產(chǎn)生活遺跡，以雕塑、工具實(shí)物、展示板等展現(xiàn)煤炭開采場景，復(fù)核采煤工人地下工作環(huán)境及流程，增加體驗(yàn)活動(dòng)，展示鄒城地質(zhì)和產(chǎn)業(yè)變遷及煤礦工人的生活及精神，構(gòu)建具有采煤塌陷新生濕地特色的國家級(jí)濕地公園樣本。鄒城是亞圣孟子故里，文化底蘊(yùn)深厚，公園以孟子故里為切入點(diǎn)，使公園成為宣傳地域文化的重要基地。同時(shí)，公園引入濕地生態(tài)產(chǎn)業(yè)，在濕地農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)方面凸顯濕地特色。

3 結(jié)語

鄒城太平國家濕地公園建設(shè)是煤礦塌陷區(qū)生態(tài)治理的有效途徑，有效改善了塌陷區(qū)水質(zhì)，優(yōu)化了生態(tài)環(huán)境，也為國內(nèi)同類煤炭礦山采空地面塌陷區(qū)生態(tài)治理探索出了一條新路，為人與自然和諧共生起到了較好的示范作用。