采煤塌陷區園林生態景觀修復研究進展

李成 劉美博 吳佳懌 孔德義

摘要?煤炭資源在帶給人們巨大經濟效益的同時，因采煤而產生的塌陷區也帶來生態環境問題。通過對現有文獻資料的研讀，闡述塌陷區的基本概念，對塌陷區進行分類;以生態學相關理論等為指導，根據因地制宜的原則，結合城市文化特征及可持續發展理念，針對不同地區、不同類型塌陷區作出具體的生態修復方案。從塌陷區的景觀規劃、開發及利用具體案例分析出發，結合國內外研究進展，對塌陷區生態修復的深入研究提供借鑒與指導。

關鍵詞?塌陷區;生態修復;景觀規劃

中圖分類號?TU986文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2020）07-0035-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.07.010

Research?Progress?of?Ecological?Restoration?in?Subsidence?Area

LI?Cheng1，2，LIU?Meibo2，WU?Jiayi2?et?al

（1.Center?for?Landscape?Architecture，?Shandong?Jianzhu?University，Jinan，Shandong?250101;2.School?of?Art，?Shandong?Jianzhu?University，Jinan，Shandong?250101）

Abstract?While?coal?resources?bring?huge?economic?benefits?to?people，?the?subsidence?area?caused?by?coal?mining?also?brings?ecological?and?environmental?problems.?Through?the?study?of?the?existing?literature，?the?basic?concepts?of?the?subsidence?area?are?described，?and?the?subsidence?area?is?classified.?Guided?by?ecological?related?theories，?according?to?the?principle?of?adapting?to?local?conditions，?combining?urban?cultural?characteristics?and?sustainable?development?concepts，?specific?ecological?restoration?schemes?are?made?for?different?types?of?subsidence?areas.?Based?on?the?specific?case?analysis?of?landscape?planning，?development?and?utilization?in?the?subsidence?area，?combined?with?the?research?progress?at?home?and?abroad，?it?provides?reference?and?guidance?for?the?indepth?study?of?ecological?restoration?in?the?subsidence?area.

Key?words?Subsidence?area;Ecological?restoration;Landscape?planning

作者簡介?李成（1968—），男，山東沂水人，教授，碩士，從事園林植物應用、風景園林規劃設計與理論研究。

收稿日期?2019-09-26

塌陷區是指煤礦采煤之后留下的下陷地域。根據國家統計局數據顯示，2018年我國累計生產原煤36.83億t，同比增長4.5%[1]。煤炭開采產生的塌陷區直接或間接造成了大量水土流失、動植物死亡、農田被毀，對當地的生態、經濟、景觀等方面帶來較大的破壞[2]。塌陷區的生態修復問題日益受到國內外的重視，世界各地均對塌陷區的環境治理出臺了相關的政策。塌陷區的園林生態景觀修復研究對城市的可持續發展，提高城市居民生活質量，環境保護等具有重要的意義。

1?塌陷區園林生態景觀修復概述

1.1?起源

煤炭是使用最為廣泛的能源之一。18世紀英國進行第一次工業革命以來，煤炭即成為主要能源。煤炭開采方式以井工開采為主，開采區經過長時間開發，形成中空狀態，由此引發地表沉降、塌陷等變化，給當地生態環境帶來較大的破壞[3]。進入20世紀后，各國頒布相關的法律法規，運用園林景觀建設的方法，對采煤塌陷區進行改造及修復，使其恢復生態功能，并可根據當地所需，滿足休閑娛樂、文化教育等功能，讓廢棄地重新煥發活力。

1.2?發展

1856年，奧姆斯特德在主持設計紐約中央公園時將生態學理念帶入到設計之中，對后來城市綠地建設產生了巨大影響，生態性成為城市綠地設計時需要重點考慮的一個方面[4]。20世紀中后期，西方國家開始注重采煤塌陷區帶來的各種問題，并開始對其進行一定的改造。20世紀60年代，英國率先頒布相關法律，要求礦主在煤礦開采過后提交礦區的生態修復方案及管理計劃[5]。20世紀80年代，德國重要的工業區——魯爾區開始經濟轉型，而由此前產生的大量工業污染及煤礦開采嚴重影響該區域的生態及城市發展[6]。1989年，政府決定對德國魯爾區的奧格斯特蒂森鋼鐵廠進行改造，將其打造為一個公園。該工廠的廠房在產業沒落后荒廢，設計師彼得拉茨充分考察了當地的生態環境及文化歷史，打造出杜伊斯堡公園。杜伊斯堡公園充分保留原有工業遺存并將其改造為公園的一部分，使游覽者充分了解原有歷史;同時建設室外的自然景觀區域及生態環境，將其變為一個富有休閑娛樂功能的場地[7]。杜伊斯堡公園為后來工業場地改造提供了新的設計思路。

我國是煤炭資源大國，煤炭開采量居世界前列。相對于西方發達國家，我國對于采煤塌陷區的園林景觀修復研究起步較晚，受災塌陷區面積較大。我國煤礦開采為先開發、后治理模式，即采煤塌陷—補償損失—塌陷地閑置—治理。這種模式造成塌陷區長時間荒置，不能及時、有效地利用。20世紀中后期，我國開始了對采煤塌陷區的綜合修復，并出臺相關的法律法規。我國對采煤塌陷區的修復同樣經歷了從最初的單一修復塌陷土地到后來的引入生態學理論進行綜合修復的過程。1996年，唐山市政府開始對城市南部開采130年煤礦形成的塌陷區進行集中整治，將其建造為公園[8]。唐山南湖公園是我國首個采煤塌陷區園林景觀修復的案例。此后，國內學者開始針對不同地區、不同狀況的塌陷地進行研究，并作出相應的規劃方案，如建造濕地公園、礦山公園、田園綜合體等。

近年來，隨著科技的不斷發展，采煤塌陷區修復研究已可借助各類新型技術快速、有效地開展工作。借助生態學、環境科學、測量學、藝術學等多個學科的相關理論，完成對不同類型塌陷區的修復工作。塌陷區修復研究已成為保持城市可持續發展的一個重要方面。

2?塌陷區園林生態景觀修復理論研究

2.1?塌陷區園林生態景觀修復評價

對采煤塌陷區園林生態景觀進行評價可反映出塌陷區生態恢復及治理效果。當前，對塌陷區園林生態景觀評價的方法及目標并未統一。各學者均以實際項目建立不同的評價體系。蘇麗萍[9]通過對南湖濕地生態系統的研究，采用可持續發展指標體系，提出公式法、生產率法、市場價值法及旅行費用法4種評價方法。石秀偉等[10]使用GIS多因素綜合評價方法，對山東省平原礦區采煤塌陷區進行建設適宜性評價。程小梅等[11]從生態治理及因地制宜的角度出發，通過劃分不同塌陷地類型，對淮北東湖采煤塌陷區作出開發適宜性評價。

從不同角度出發，對塌陷區園林生態景觀修復評價具有多種方式。鄧治國[12]認為，采煤塌陷區園林生態景觀修復評價主要有社會效益評價、經濟效益評價、環境效益評價、可持續發展評價4個方面。其他學者多以這4項評價項目為基礎對塌陷區園林景觀修復進行評價。汪麗媛[13]以生物豐富度指數、植被覆蓋指數、水體密度指數、土地退化指數4項指數按其權重獲得生態環境狀況指數，從而對巨野礦區進行生態環境評價。楊宸等[14]從社會穩定測度、社會發展程度測度及社會公平與效率程度測度對沛縣采煤塌陷區人工濕地進行社會效益評價。原陽[15]通過選取生態環境、生物多樣性、景觀質量3個項目層評價指標，對潞安司馬礦景觀進行生態評價研究。趙一陽等[16]從適應性指標、配置與結構評價指標、經濟價值指標3方面對大楊樹煤礦采煤塌陷區的植被恢復效果進行評價。王雪湘等[17]通過調查及構建濕地生物多樣性評價指標體系，對唐山采煤塌陷區濕地生物多樣性進行評價。趙遷遷[18]選取生物多樣性、景觀美學價值及生態環境3個一級評價目標，對平頂山生態園進行景觀生態評價。

2.2?塌陷區園林生態景觀功能

采煤區在煤礦開采過后，當地生態環境遭到破壞。在經過園林景觀修復后，土地可恢復使用，作為城市綠地或農業景觀的一部分發揮其功能，因此塌陷區的園林景觀修復有著重要的意義。Akos?Hutter等[19]通過對美國高線公園等原城市受工業污染區域的改造研究，認為園林景觀修復對工業廢棄地在經濟效益、文化傳承、社會效益及土地價值方面有著重要的意義。陳立根等[20]認為采煤塌陷區生態修復項目在前、中、后期可分別獲得不同效益，主要有經濟效益、生態效益及社會效益3類。綜合其他學者的研究，塌陷區園林景觀主要有生態功能、經濟生產功能及文化休閑功能。

2.2.1?生態功能。

園林景觀本身具有良好的生態功能。對塌陷區進行園林景觀改造，其最大意義是可恢復場地被破壞的生態，并使其作為城市綠地的一部分發揮其生態功能。相較于早期對塌陷區單一的治理，隨著后來的深入研究，生態性成為塌陷區修復時需要考慮的重要方面。楊瑞東[21]通過徐州采煤塌陷整治的研究認為，塌陷區內水體、大氣、土壤等環境均遭到嚴重破壞，因此影響當地城市建設發展，而整改措施使塌陷地生態景觀恢復，改善城市環境狀況，同時具有長久的生態效益。王俊杰[22]認為，塌陷區園林景觀可結合“城市雙修”的研究，建設環城生態綠帶，為城市提供穩定的生態網絡基底。楊灝[23]認為，塌陷區園林景觀不僅可改善塌陷區內生態，還可與周邊環境的生態系統結合，形成延續的生態斑塊空間，構建完整的自然生態體系。曹夢竺等[24]通過對采煤塌陷區湖泥復墾土壤的營養元素含量研究認為，經過一定的治理，塌陷區內部土壤環境得到很大的改善，對礦區塌陷地的環境效益極為有利。

2.2.2?經濟生產功能。

塌陷區園林景觀修復改善原有的生態環境，使之恢復一定的土地生產力。國內外學者對塌陷區復墾的研究也較多，結合農業生產，形成具有良好經濟效益的農業景觀。毛旭閣[25]通過對銅川市塌陷區的綜合治理，恢復了被破壞的林地，有效促進保護耕地，使當地生產生活及資源開發進入良性循環。謝元貴等[26]充分挖掘百里杜鵑風景名勝區的文化及特色，對景區內采煤塌陷區進行治理，使之成為景區的延伸，促進當地旅游業的發展。栗明[27]對魯南采煤塌陷區進行水體環境調查，并進行水體凈化研究及水產養殖研究，將景觀與農業相結合，充分發揮其經濟生產功能。龐晶等[28]提出對采煤塌陷區進行農業治理模式、林業治理模式及漁業治理模式，大力發展休閑農業，帶動經濟建設。充分挖掘塌陷區的價值，有利于最大效益地提高當地經濟水平，促進資源型城市發展及轉型。

2.2.3?文化休閑功能。

塌陷區園林景觀具有一般城市綠地的作用，可為城市居民提供休閑娛樂的場地。塌陷區依其原有的工業建筑及工業遺存，可改造為具有特色文化的休閑娛樂場地，向游客展示特有的工業文化。德國杜伊斯堡公園充分利用場地特征，利用原有建筑，將“工業”與“自然”結合在一起，可讓游客充分感受原鋼鐵廠的工業文化特征，喚醒對場地的記憶[29]。王如桪[5]在西山采煤塌陷區園林規劃時設計礦業遺跡旅游區，以此展現礦山發展文化。朱育帆等[30-31]在設計上海辰山植物園礦坑花園時充分利用原場地地形及礦坑隧道，讓游客參與其中，感受采礦業的文化特征。充分挖掘原有場地文化，使規劃設計更富人文特征，這同時是采煤塌陷區園林景觀設計較之前不同的地方。

3?塌陷區園林生態景觀規劃與設計

塌陷區園林景觀依據場地狀況及城市發展需求，有著多種規劃設計模式。當前，國內外學者多以生態學相關理論，結合各類技術，對塌陷區進行綜合治理。綜合來說，對塌陷區園林景觀的規劃主要有生態旅游及農業景觀兩種方式，這兩種模式下又可分出多種規劃設計模式。

3.1?生態旅游規劃

景觀生態旅游區建設是塌陷區生態修復的主要修復模式。夏海山等[32]以景觀生態學為理論指導，融入大地景觀、農業景觀及工業景觀等策略，對山西司馬礦進行生態景觀規劃。劉秋月等[33]通過對徐州市潘安湖煤炭塌陷區的景觀改造研究認為，針對塌陷區的規劃和當地城市發展相結合，既有助于恢復塌陷區的生態環境，又可提高當地經濟水平，改善居民居住環境。利用大地景觀藝術、工業景觀的再造等理論體系，對塌陷區進行生態修復、景觀改造。當前，生態旅游模式主要規劃方式有濕地公園、工業景觀公園等。

3.1.1?濕地公園。

由于塌陷區的地表形態特征，濕地景觀建設模式是生態旅游模式的主要規劃方式。Bradshaw[34]認為，在積水較多的采礦地進行濕地的建設是最有效最廉價的恢復途徑。運用景觀生態學、恢復生態學及生態工程理論等，建設具有良好生態效益的濕地景觀，對提高生物多樣性、改善水質、調節小氣候等多方面有益，同時可為多種水生生物、鳥類提供棲息地。劉秋月等[33]在對徐州市潘安湖煤炭塌陷區濕地生態治理研究時總結出因地制宜的規劃理念，在塌陷區內充分利用自然形成的大面積水域，開辟出水路、陸路等多種交通方式，使游人充分參與其中，發揮濕地公園的最大生態效益及經濟效益。何瓊等[35]在對唐山南湖生態城的研究中提出實現由資源型發展模式到綠色發展模式的轉變，以城市濕地公園為主體建設，同時建設滿足文化娛樂、商務會議、體育休閑等活動，將廢棄地改建為具有多種功能的綜合體。張昊軒[36]以徐州九里湖濕地公園為例，提出采煤塌陷區濕地生態旅游的3種開發模式，最終實現區域內的經濟效益、生態效益及社會效益的可持續發展。

3.1.2?工業景觀公園。

工業景觀公園是塌陷區生態修復的另一種發展模式，常與其他類型的景觀建設結合在一起。原有工業遺跡改造景區可充分挖掘當地城市發展史，更好地融入當地文化，通過進一步的景觀提升及生態修復，使廢棄地集生態效益與文化功能于一體。國外對采煤塌陷區工業景觀公園的建設成果較多，如德國魯爾區的工業遺址景觀改造。袁辰梅[37]認為，德國魯爾區工業景觀公園是保留了工業文明印記的文化遺存，同時運用現代造園手法，創造出全新的生態系統。目前，我國出臺相關的政策，如建設礦山公園等，以保護工業遺產，挖掘其文化，并與生態建設相結合，為資源型城市可持續發展提供道路[38]。

3.2?農業景觀規劃

農業景觀規劃是采煤塌陷區園林生態景觀修復的另一種模式。蔣業林等[39]認為可將采煤塌陷區生態修復與建設高效生態農業區相結合，恢復塌陷區農業建設，并與景觀相結合，開發相關旅游產業，從而推動當地發展。塌陷區復墾有效解決人地矛盾，對快速恢復當地農業經濟及鄉村建設有著重要意義[40]。在此基礎上加強農業景觀規劃，可建設具有更高經濟效益的田園綜合體模式，開發旅游資源[41]。馬立強等[42]認為采煤塌陷區發展生態產業是具有綜合性、包容性的產業發展模式，將其應用于淮北采煤塌陷區生態修復中，可更好地同時發展生態休閑旅游業及農業。王艷等[43]在對淮南采煤塌陷區生態修復優化設計研究時系統分析塌陷區內不同環境進行不同的農業景觀設計，并提出與濕地保護相結合，提高區域環境質量。吳中能等[44]以淮南市泥河鎮采煤塌陷區后湖生態園為例，提出塌陷區園林生態修復以農林地模式、旅游業模式、生態農業復墾模式等相結合的生態園建設模式，獲得更好的經濟及生態效益。

4?展望

采煤塌陷區園林生態修復是當今城市可持續發展中重要的課題，我國雖然起步晚，但發展較快。同時我國采煤塌陷區面積仍以較快的速度擴大，生態修復形勢嚴峻。當前，雖對塌陷區實現多種開發利用模式，但并沒有較完整的理論體系，且多數塌陷區修復后的生態系統依舊脆弱。隨著科技進步及研究的深入，采煤塌陷區的生態修復研究也更加趨于合理化，對其景觀規劃也更具綜合性。國外在此方面研究較多，可借鑒國外案例，結合我國實際情況，提高塌陷區生態修復水平。采煤塌陷區園林生態景觀修復的發展應以多個學科的理論為指導，同時考慮人地關系、城市綠地建設及可持續發展等多方面，結合濕地景觀、農業景觀、工業景觀等，充分挖掘場地文化，設計具有高生態效益、經濟效益及社會效益的園林景觀。

參考文獻

[1]?趙歡歡，王軍，王敏.淺埋深煤層煤礦開采對地表植被影響研究[J].綠色科技，2016（16）：173-175.

[2]?李太啟，高榮久.采煤塌陷區綜合治理問題分析與建議[J].金屬礦山，2015（4）：169-172.

[3]?秦曉敏，王森，許霄霄，等.基于遙感和高程差異特征快速調查采煤塌陷地的方法研究：以山東省為例[J].山東國土資源，2018，34（1）：56-60.

[4]?MEI?K?L.Influence?of?ecological?ideology?on?the?design?of?urban?parks?in?the?United?States—Taking?New?York?Central?Park?as?an?example[J].Agricultural?science?&?technology，2017，18（10）：1975-1978.

[5]?王如桪.煤礦廢棄地景觀生態環境修復與可持續利用研究[D].大連：大連工業大學，2014.

[6]?劉玲玲.魯爾區從煤炭中心轉型為文化之都[J].能源研究與利用，2018（3）：22-23.

[7]?劉沛.場所精神在工業遺產景觀改造設計中的運用初探：以杜伊斯堡景觀公園為例[J].大眾文藝，2018（21）：46-47.

[8]?王勁韜.城市與水——濱水城市空間規劃設計[M].南京：江蘇科學技術出版社，2017.

[9]?蘇麗萍.采煤塌陷區生態治理評價體系及方法構想[J].煤炭技術，2012，31（2）：75-76.

[10]?石秀偉，程琳琳，張瑞婭，等.GIS在采煤塌陷區建設適宜性評價中的應用[J].煤炭工程，2013（4）：94-96.

[11]?程小梅，孫世界.煤礦塌陷區規劃與再開發模式研究一一以淮北東湖煤礦塌陷區規劃為例[C]//中國城市規劃學會.城鄉治理與規劃改革——2014中國城市規劃年會論文集（01城市安全與防災規劃）.北京：中國建筑工業出版社，2014.

[12]?鄧治國.采煤塌陷區綜合治理有效性評價研究[J].能源與節能，2015（4）：69-70.

[13]?汪麗媛.基于多源遙感影像的巨野礦區生態環境評價研究[D].徐州：中國礦業大學，2014.

[14]?楊宸，童堯.采煤塌陷區人工濕地改造社會影響評價：以江蘇省沛縣為例[J].安徽農業科學，2016，44（35）：228-231.

[15]?原陽.潞安司馬礦采煤塌陷區景觀生態評價及規劃策略研究[D].泰安：山東農業大學，2018.

[16]?趙一陽，藍登明，德永軍，等.大楊樹煤礦采煤塌陷區植被恢復效果調查與評價[J].安徽農業科學，2015，43（34）：99-100.

[17]?王雪湘，陳秀梅.唐山市采煤塌陷區濕地生物多樣性調查及評價研究[J].園林科技，2010（2）：41-43.

[18]?趙遷遷.平頂山采煤塌陷區景觀生態評價與規劃研究[D].鄭州：河南農業大學，2013.

[19]?AKOS?HUTTER，楊檸吏.淺談景觀設計對城市工業侵染區域的改造：以美國高線公園和悉尼貨物線公園為例[J].建材與裝飾，2019（26）：75-76.

[20]?陳立根，童堯，龍開勝.采煤塌陷區生態改造利益構成及分配研究[J].中國土地科學，2016，30（10）：81-89.

[21]?楊瑞東.城市發展轉型下的徐州采煤塌陷區整治與生態修復[J].山西建筑，2019，45（9）：193-195.

[22]?王俊杰.城市雙修背景下采煤塌陷區生態系統重建：以濟寧市采煤塌陷區為例[J].中外建筑，2018（7）：113-116.

[23]?楊灝.“城市雙修”視角下礦業廢棄地再生規劃研究[D].北京：中國礦業大學（北京），2018.

[24]?曹夢竺，費波，李向東.采煤塌陷區湖泥充填復墾土壤的營養元素研究[J].能源環境保護，2018，32（6）：21-24.

[25]?毛旭閣.廢棄礦山采煤塌陷區土地復墾綜合治理模式研究[J].中國煤炭，2018（1）：132-136.

[26]?謝元貴，孫文博，龍秀琴，等.百里杜鵑風景名勝區采煤塌陷區土地復墾及生態重建思考[J].國土與自然資源研究，2013（3）：43-44.

[27]?栗明.魯南采礦塌陷地養殖水環境現狀評價及水體凈化效果研究[D].上海：上海海洋大學，2014.

[28]?龐晶，宋曉慧，周茂敬.采煤塌陷區綜合治理模式研究：以菏澤市采煤塌陷區為例[J].山東財經大學學報，2018，30（4）：109-119.

[29]?丁一巨，羅華.后工業景觀設計代表作——德國北杜伊斯堡景觀公園解析[J].園林，2003（7）：62-65.

[30]?朱育帆.辰山植物園礦坑花園，上海，中國[J].世界建筑，2017（9）：96-97，129.

[31]?朱育帆，姚玉君，孟凡玉，等.上海辰山植物園礦坑花園?貼近山石、水和自然、工業歷史[J].城市環境設計，2013（5）：168-171.

[32]?夏海山，王凌緒，夏正偉.采煤塌陷區規劃的景觀策略與方法：以山西司馬礦景觀生態規劃為例[J].城市規劃，2007（10）：57-62.

[33]?劉秋月，王嶸，劉濤，等.徐州市潘安湖煤炭塌陷區濕地生態治理[J].江蘇科技信息，2016（27）：52-54.

[34]?BRADSHAW?A.Restoration?of?mined?lands—Using?natural?processes[J].Ecological?engineering，1997，8：255-269.

[35]?何瓊，安帥，李琦.基于綠色發展理念的采煤塌陷區轉型機制研究：以唐山南湖生態城為例[J].價值工程，2018（27）：71-73.

[36]?張昊軒.采煤塌陷區濕地生態旅游發展模式與對策探討：以徐州九里湖濕地公園為例[J].旅游縱覽，2019（3）：178-179.

[37]?袁辰梅.關于德國魯爾區工業遺址景觀改造的思考[J].知識經濟，2014（16）：59.

[38]?邱實.工業遺產的主動式保護——基于礦山公園建設的思考[J].建筑與文化，2019（1）：179-181.

[39]?蔣業林，王玲.開發煤礦塌陷區資源?建設高效生態農業區[J].安徽科技，2003（9）：16-17.

[40]?王靜.徐莊礦區采煤塌陷區生態復墾綜述[J].科技創新與應用，2017（10）：115.

[41]?陳冠利.田園綜合體鄉村景觀規劃設計研究[J].住宅與房地產，2019（24）：224.

[42]?馬立強，安森東，王西兵.生態產業引導的采煤塌陷區生態重建模式研究：以淮北礦區為例[J].山東工商學院學報，2015，29（3）：39-44.

[43]?王艷，施六林，鮑先巡，等.淮南采煤塌陷區生態修復優化設計研究[J].安徽農學通報，2012，18（17）：117-118，126.

[44]?吳中能，于一蘇，劉俊龍，等.淮南市泥河鎮采煤塌陷區后湖生態園模式調查研究[J].安徽農業科學，2012，40（31）：15318-15320，15412.