基于國土空間生態景觀修復的工礦廢棄地改造研究

李盛方，朱 怡，2，向東文，2，龔 斌，2，楊 建，2

（1.中國地質大學藝術與傳媒學院，武漢430070；2.中國地質大學（武漢）生態修復與景觀設計研究中心，武漢430070）

中國共產黨第十九屆中央委員會第五次全體會議確立了十四五時期經濟社會發展目標，其中一個目標就是：生態文明建設實現新進步，它包含國土空間開發保護格局得到優化、生產生活方式綠色轉型成效顯著、生態環境持續改善、生態安全屏障更加牢固、城鄉人居環境明顯改善等內容。

伴隨著經濟社會的飛速發展，中國生態環境保護與修復面臨巨大挑戰。土地利用作為生態環境的一項重要內容，其狀況日益復雜，如土地資源利用不合理、土地退化、生態環境被破壞。中國土地總面積雖居世界第三位，但人口基數大，人均土地面積和人均耕地面積均不及世界人均值的50%，各類廢棄地的出現使得中國土地資源利用問題更加棘手，同時也使區域產業布局與結構的優化遇到阻礙，其中工礦廢棄地再利用問題尤為突出，國土空間生態景觀修復在這樣的情形下顯得尤為重要，它關系著中國生態環境的保護以及人民福祉的增進。

中國工業發展過程中涌現了大量工礦廢棄地，侵占了土地資源，對自然生態、人居環境構成威脅，阻礙了國土空間格局優化。為緩解工礦廢棄地占用土地資源、土地利用不合理的問題，本研究基于國土空間生態景觀修復的內容，以武漢市江夏區靈山工礦廢棄地為例進行研究，從自然景觀、人文景觀、經濟景觀3個角度提出工礦廢棄地修復改造為礦山公園的策略，以工礦廢棄地自然景觀修復為先導，修復礦區生態環境，為工礦廢棄地的改造提供健康的生態環境基底，以人文景觀修復作為展現其轉變為礦區特色的關鍵，以經濟景觀修復與重建作為聯結人與自然的重要環節，以提高區域土地資源質量，促成礦區產業轉型，助力廢棄地再利用，以期為區域生態文明建設的發展提供參考。

1 相關概念

1.1 工礦廢棄地

工礦廢棄地是工業廢棄地的一種，指因一系列礦業活動而遭到破壞和占用、未經過修復與治理、無法繼續使用的廢棄土地［1］。工礦廢棄地侵占了大量土地資源，給自然生態環境、人居環境、社會經濟發展帶來了一系列問題，阻礙了國土空間格局優化。工礦廢棄地的再利用模式有多種，如生態復綠模式、農業復墾生產模式、新型產業開發模式、社會服務模式以及旅游文娛模式5種［2］，其中旅游文娛模式中的公園類型就是通過生態修復和工程措施再配合以景觀營造和產業轉型，將工礦廢棄地改造為供人活動、休憩、娛樂、度假的場所。

1.2 國土空間生態景觀修復

國土空間生態修復是為落實國土空間格局優化、生態系統健康穩固和生態功能提升的目標，是對國土空間生態系統受損退化、生態產品供給能力下降的區域進行恢復、整治、重建康復的過程和有意識的活動。其中，國土空間生態景觀修復是國土空間生態修復的內容之一，它是自然景觀、經濟景觀和人文景觀修復的多維生態網絡復合體［3］。

景觀具有經濟、生態和文化的多重價值［4］。工礦廢棄地擁有人為開采活動與自然共同作用下而形成的獨特景觀肌理，具有工業特色和景觀開發潛力，科學地改造修復能發揮場地的經濟、生態、文化景觀多重價值，作為審美客體，能最終凝練為工礦廢棄地的美學價值。基于國土空間生態景觀修復的內容來研究工礦廢棄地以改造為公園類型空間，有助于打造優化國土空間格局的樣本，能夠提升其作為國土空間的生態景觀功能，維護其健康和美學價值，在生態文明建設中，整體系統地提升廢棄地的土地資源價值，促進國土空間生態系統內部與外部環境之間的和諧，以及天地生人之間的融洽性，助力中國生態環境保護事業的同時，促進區域內產業結構優化、土地資源的可持續利用。

2 國內外研究現狀

國外對于廢棄地的研究開始較早，在20世紀初已進行了初步探索，并長期對其進行研究，從近20年來看，國外的研究工作已較為成熟。德國對于廢棄地轉型的研究更早，開始于200多年前，并在20世紀50年代開始出臺相關法律，如《廢棄地利用條例》《控制污染條例》等［5］，這些頒布的條例使礦區景觀重建有了法律依據，給其他國家起到了示范作用。各個國家在實踐中也均有成果，以日本為例，由采石采砂廠改造而來的日本國營明石海峽公園（圖1）（https：//www.vcg.com）通過生態修復提高土壤肥力、恢復景觀植被，使其為此地區提供了基礎設施，包括國際會議中心、星級酒店、大型溫室、戶外劇場等，成為廣受大眾歡迎的公園。

圖1 日本國營明石海峽公園

國內對于廢棄地轉型的研究始于20世紀80年代，人們開始意識到資源枯竭型城鎮面臨的轉型問題越來越突出，研究從2000年開始處于第三階段：研究產業轉型及可持續發展。在國內廢棄地轉型的實踐項目中以上海辰山植物園礦坑花園（圖2）（https：//www.sohu.com/a/216922139_99894134）成果最尤突出，其改造涉及了地形、植物種植等自然景觀的修復，古典山水園林、工礦文化的人文景觀的修復，研學游產品相關、旅游景區配套設施等經濟景觀的修復與重構，是集科研、科普和觀賞游覽于一體的綜合性植物園。

圖2 上海辰山植物園礦坑花園

國外對于廢棄地改造的研究以相關法律條文為依托，關注區域社會、人文、生態環境、經濟的協同發展。國內研究主要集中在土地復墾和生態重建工程等，對于廢棄地轉型、經濟結構的調整、土地的再利用和可持續利用等還需要更細致的探索研究。

本研究針對國土資源利用中工礦廢棄地改造轉型的問題，以武漢市江夏靈山工礦廢棄地為例，提供國土空間生態景觀修復方式的策略，探索靈山工礦廢棄地改造利用為公園模式的方法，促進工礦廢棄地再利用中自然、人文、經濟的協同發展，促進區域國土資源利用狀況改善與國土空間格局的優化。

3 靈山工礦廢棄地概況與問題

武漢市江夏靈山工礦廢棄地位于湖北省武漢市江夏區中部155°方向10 km處，為廢棄石灰巖采石礦。礦區東部距武廣高鐵和天子山大道分別約0.1 km和1 km，北部距滬渝高速約6 km，西部距武咸城鐵約0.5 km。區內交通優勢十分明顯。

礦區內有①號采坑、②號采坑、③號采坑（圖3），①、②、③號采坑均有危體，其中②號采坑高差最大（圖4），近53 m。①號采坑與②號采坑高差分別近21、16 m，附近零散分布灣村。雨水在采坑積累形成深潭，在陽光下呈黛青色（圖5），礦區內地表水系與礦坑充水水體聯系弱，崖壁裸露，植被較少且生長緩慢，多以荒草為主。靈山礦區屬于構造剝蝕丘陵地形地貌類型，自然山體總體走勢近東西向，坡角一般25°~50°。①、②、③號采坑剖面圖見圖6、圖7。

圖3 靈山工礦廢棄地概況

圖4 ②號采坑巖體

圖5 ②號采坑積水

圖6 修復前AA’剖立面

圖7 修復前BB’剖立面

2019年武漢市自然資源局出臺靈山工礦廢棄地土地利用規劃（圖8），治理總范圍面積為96.005 7 hm2，保留建設用地面積為10.242 7 hm2，復墾林地面積為19.282 8 hm2，復墾耕地面積為45.308 hm2，水利面積為9.17 hm2。

圖8 靈山工礦廢棄地土地利用規劃

靈山工礦廢棄地帶來的問題有：①多因素破壞性地質現象，這里包含崩塌、滑坡、泥石流、塌陷等；②環境污染，包括空氣污染、水體污染、土壤污染等；③生態系統的破壞，生物多樣性和生態平衡遭到損害；④空間結構的割裂，礦山廢棄地割裂并破壞了當地原本的空間結構秩序，破壞了地域空間的連續型；⑤造成社會關系的不和諧，地質災害、環境污染、生態系統破壞等嚴重影響附近居民生活質量；⑥土地資源的侵占與浪費嚴重阻礙區域經濟產業轉型。

4 工礦廢棄地改造策略

解決工礦廢棄地侵占大量土地資源、阻礙國土空間格局優化的問題，將其改造為公園空間需要多維度、多學科、系統的理論知識及技術支撐。國土空間生態景觀修復的內容為本研究提供了基本的工礦廢棄地改造思路，環境科學、景觀生態學以及設計學等為改造提供具體的方法與技術指導。

通過研究分析工礦廢棄地現狀，礦區所在區域生態環境、社會人文、民風民俗等方面，從自然景觀、人文景觀、經濟景觀系統闡述適合此工礦廢棄地的修復、改造、重建的系統技術與方法。工礦廢棄地的改造修復應承載著自然與社會人文、經濟的內容。自然景觀修復應為其改造為公園的首要基礎，修復內容應涉及地形地貌、土壤、植被、生物多樣性等，這些有助于生態系統的恢復并形成健康優良的自然景觀；工礦廢棄地的文化景觀是展現公園工業文化屬性特色的關鍵，它不僅包括因人為采石而形成的特殊礦山景觀，還包括工業活動中所遺留的工廠、礦具等；經濟景觀的修復是活化自然景觀、經濟景觀，將工礦廢棄地改造為公園的核心，是聯結人與自然關系的重要環節，而自然景觀、文化景觀的修復為其提供條件（圖9）。應合理充分利用當地自然資源，融合區域社會人文，將靈山工礦廢棄地打造成基于國土空間生態景觀修復的、山水相依、植被豐盈、傳播工礦文化、具有自然野趣、供居民休閑娛樂的礦山公園。

圖9 基于國土生態景觀修復的工礦廢棄地改造研究技術路線

4.1 自然景觀修復

自然景觀主要是地理格局、水文過程、氣候條件、生物活力等的復合，工礦廢棄地自然景觀修復應通過科學、系統、多種的生態環境修復手段對其破壞的當地生態系統進行修復和重建，對地質災害隱患、環境污染、空間結構割裂等問題進行治理，修復自然景觀，并使礦山環境生態功能逐漸恢復。

4.1.1 地形處理在靈山工礦廢棄地自然景觀修復中應以現有的地形為基礎進行仿自然地貌的處理，嘗試接近原有地貌與景觀。采用削高填低、土方拉運、土地平整、放坡平整等辦法，對過高有地質災害威脅的土體巖體進行削高處理填至低地平整。仿自然地貌還應注重微地形對靈山礦區生態修復的作用。在礦區內出現的淺溝、緩臺、陡坎等一些小尺度微地形利于植被的立地與生長，施工過程中也可構造出一些適宜的微地形，這樣的處理及復綠在很大程度上對礦區的土壤成分、降水滲入、植被群落的恢復、生態服務功能起重要作用。

4.1.2 土壤修復靈山工礦廢棄地土壤嚴重退化，主要表現為礦區內水土流失和土壤貧瘠化，并伴隨礦區植被少、生長緩慢的現象。在靈山礦區土壤中置入蚯蚓、螞蟻等土壤動物，它們通過生命活動給土壤創造更多孔隙空間，促進營養物質和水分下滲，改善土質［6］。以線蟲為主的微型土壤動物通過根際效應影響植株競爭，從而影響植物演替，減少水土流失［7］。根據靈山工礦廢棄地具體情況運用生物強化技術，從土著微生物中篩選，引入具有特定功能的微生物，此技術能改善礦區內土壤的滲透性，以此防止土壤侵蝕、促進土質的改良以及水文條件的改善。此外，復墾耕地與復墾林地均需保證80 cm以上可種植土壤，以保證礦區土壤質量的提升和農作物及植被的種植（圖10、圖11）。

圖10 修復后AA’剖立面

圖11 修復后BB’剖立面圖

4.1.3 植物種植靈山礦區屬亞熱帶季風氣候，雨量充沛，光照充足，年平均溫度16.7℃，4月至7月為雨季，本土植物資源豐富多樣。在礦區環境中，選擇具有抗逆性強、耐鹽堿性強的植物，以鄉土植物為主，草、灌木、喬木相結合，形成多層次植被種植，促進植被群落的生物多樣性恢復，如圖12所示。武漢市江夏區常用園林植物有些也具有明顯的生態功能，如木槿、梅花、萱草、湖北麥冬、紫藤適應性強，且耐貧瘠；紫薇、湖北海棠、玉蘭、柏樹、國槐、桂花、烏桕、銀杏等可以凈化空氣、抗污染；鳶尾、菖蒲、蘆葦等可以凈化水質，結合仿自然地貌與微地形處理手段，使各類植物在礦區適宜的空間環境中起到固土持水、提高土壤肥力、改善環境污染、恢復生物多樣性的作用（表1）。

表1 靈山工礦廢棄地復墾林地生態景觀修復方案

圖12 b段修復后剖立面

4.1.4 生物多樣性營造在靈山工礦廢棄地生態修復中，為本土動物恢復適宜其生存的自然環境是必然選擇。江夏區境動物資源繁多，狐貍、豹貓、松鼠、兔子、黑脊蛇、野豬等，鳥類物種豐富，數量龐大，有紅嘴鷗、沙錐、小云雀、鵲鴨、大白鷺等［8］。可利用靈山工礦廢棄地區域內地表水系及有利的緩和水岸營造適宜鳥類生存的濕地生態系統，如圖13所示。

首先應對礦區內水體進行修復，靈山礦區采坑積水為堿性廢水，pH高，水體自凈能力差，使土壤鹽堿化，水體中含有大量的有機物，不適宜生物生存，同時也不能再利用，應通過物理修復技術包括引水稀釋、化學修復技術以及水體生物修復技術。

化學修復包含：①酸堿中和法；②絮凝法；③化學沉淀法。水體生物修復技術包括：投加微生物技術、種植植物等對水體進行修復。②號采坑體量大，巖壁景觀壯麗，且②號采坑積水水面空間大，近9萬m3積水，積水西北面為緩和水岸，地形延伸入積水，多沙石，具有建立淺灘的條件，適宜建立濕地。該采坑西北面緩和水岸應保證有一定面積的泥和沙灘地，并保證蟹、蝦、甲殼類等生物的生存，在斑塊邊緣種植矮小植物。還應注重淺水小生境和深水小生境營造。①淺水小生境應注重在積水淺水區增加耐鹽堿高大的挺水植物，種植應疏密有致，如水蔥、蘆葦等；②深水小生境應注重在積水空間中為需要開闊水面飛行的鳥類提供適宜的飛行環境，還應保證水生動物與微生物的生存，為鳥類提供食物（圖13）［9］。另外，應根據②號采坑實際地形，設計盡可能多的自然駁岸，這也是影響濕地生物多樣性的重要因素［10］。

圖13 a段修復后剖立面

4.2 人文景觀修復

人文景觀主要是人口、體制、文化、歷史、風俗、風尚、倫理、信仰等的復合。靈山工礦廢棄地在過去的開采過程中形成了緩坡、陡坎、崖壁、深坑，還有陡峭裸露的巖壁、形態各異的棄石等，與雨水積累的深潭、雜亂叢生的植被等共同組成了具有工業特色的廢棄地荒野景觀［11］。而廢棄地遺留的礦具、礦道、工廠等這些承載著江夏工礦業歷史記憶的物證，也很珍貴。未經修復的工礦廢棄地在美學價值上有很大可提升的空間，其人文景觀的修復不僅應包括對具有工業特色的礦山景觀的修復與營造，也應包括對各采礦遺跡的保留與修復改造。

4.2.1礦山景觀的修復古人云：“山，骨于石，褥于林，靈于水”一說，強調了山與石、植被以及水有著密不可分的關系［12］，礦山景觀的山、水、植被景觀修復統一為整體，共同構成礦山景觀。

山體景觀營造應保留工礦廢棄地采礦后地形整體大的概貌，突出其特點，高聳的地方保留高聳的特點，低洼的地方保留低地的特點。②號采坑高差最大，①號和③號采坑高差較小，另外，③號采坑為耕地土地類型，所以應突出②號采坑地勢高差，保留①號采坑地勢，并作為靈山礦山山體景觀修復的核心。②號采坑邊坡高差大，積水面積大且顏色透亮，利用此條件營造采坑水景，突出其山水特質。沿陡崖還可筑造自上而下的步行棧道，化解高聳陡崖給人帶來的距離感和壓迫感，讓人接近與探索。

該礦區地處亞熱帶季風氣候區，雨季降水量大，可將礦區內的靈港渠引入與②號采坑積水以及①號采坑積水相連，豐富礦區地表水系，形成溪澗。②號采坑東南面高地為低洼地形，宜設蓄水池，為高位供水源，且此處邊坡有因開采行為而形成的凹槽，地勢險峻，高差大，可作為瀑布景觀的最佳選擇地。②號采坑積水水面空間大，通過“掩”與“隔”的手法［13］，在淺水區種植茂密的挺水植物，如蘆葦、菖蒲、蒲葦、水蔥等，虛掩水的邊界線，營造美感，種植濕水植物鳶尾以及沉水植物金魚藻和海菖蒲等（表1）。礦區內有許多棄石，形態各異，選取場地內棄石作為②號采坑積水濕地駁岸、石堤的建造材料，還可以用適量石料和泥土堆置于水中，配合種植造型優美的植物，創造具有欣賞價值的水中沙洲。不同類型的水面造景給積水空間帶來了交錯與重疊的變化，豐富礦坑水體的空間層次，使人能夠親近水環境。

靈山工礦廢棄地的植物景觀營造應結合礦區具體的地形地勢綜合考慮植物的色、香、姿、意4個方面進行配置。春天配置紫藤、杜鵑，夏天配置荷花、木槿，秋天配置桂、菊，冬天配置梅、蘭，用四季的花木突出時節更替，不僅有視覺審美上的享受，還有嗅覺審美上的享受。不同植物也會有不同姿態并帶來不同的觀感感受。群植常綠喬木黑松，可以營造蒼勁遠闊的植物景觀，體現著堅忍不拔的意志，而在水邊孤植濕柳，可以給人輕盈柔美、水波蕩漾的姿態印象，蘊含著古詩詞中不同意境的情愫。

4.2.2 采礦遺跡的保留與修復靈山工礦廢棄地留下了大量采礦遺跡。靈山礦區采石場自1958年開采到關閉歷經了56年的歷史，其留下的文史資料、礦工家屬口述歷史、礦具等都成為了礦區居民珍貴的歷史記憶和礦區不可忽視的人文景觀資源，其對挖掘與發展江夏靈山工業文化、傳承地域工業歷史記憶有重大的作用與影響，應將修復采礦遺跡作為生態景觀修復的重要內容之一。應整理靈山礦區文史資料、礦工家屬口述歷史，梳理礦區歷史發展年鑒，收集礦區用具，并對其修繕清理。

4.3 經濟景觀的改造修復

經濟景觀主要是基礎設施、土地利用、產業過程等的復合。靈山礦區所在的紙坊街道農業發展主要以蔬菜、果林為主，2001—2003年擴建了寧港萬畝橘園和千畝茶園，至2004年全街道已建成水產、蔬菜、瓜果三大生產基地，水產品總量達50萬t，蔬菜總量達1萬t，名優特產大紅袍桃和寧港橘享譽四方［14］。靈山礦區自20世紀50年代以來相繼有10個采石場來此開采，開采的產品方案大多為建筑用石料碎石料、水泥用石灰石，至今已全部處于停采狀態。靈山采礦業給周邊地區生態系統造成了損害，水污染以及土壤退化在一定程度上阻礙了礦區灌溉農業的發展，區域農業發展和工業發展面臨轉型。礦區周邊村落多分布于礦區北面，附近村民多于20世紀80年代搬于此地居住后定居，通過打漁、耕作或是到城鎮工作，留于村內的人大多為中老年人和婦女小孩，青壯年較少。

工礦廢棄地自然景觀與人文景觀的修復為經濟景觀修復奠定堅實的基礎。礦區及礦區周邊應努力融合第一產業和第二產業，并向服務業轉型，合理使用礦區內建設用地，調動當地民眾積極性，參與進工礦廢棄地改造進程中。組織當地農民在復墾耕地發展采摘農業體驗園，利用紙坊街道農林業優勢，種植柑橘、桃樹、梨樹等，也可種植茶葉等，發展當地農業經濟與農耕文化；開發親子營地項目，提供親子在自然環境中共同學習成長的環境氛圍；以6~18歲青少年兒童為受眾群體，發展研學游項目，利用礦區的自然景觀和文化景觀，加深學生群體對自然文化和采礦工業文化的體驗與學習，將復墾耕地作為研學游農學科普的部分，加深學生群體對農學的體驗；以湖北省眾多高校大學生為受眾群體，利用礦區特殊的地理地貌開發運動項目，如水上娛樂設施、皮劃艇、山地騎行、攀巖、滑板等運動，更親近自然，優化創新民眾參加體育鍛煉的方式方法；以50~75歲中老年為受眾群體，打造具有采石文化特色、康養療愈度假的靈山特色小鎮，復興江夏老字號如龍泉造紙作坊、江鮮酒樓、金口碼頭漁莊等，發展具有本土特色的產業及飲食文化。統籌好“吃、住、行、旅、購、娛”6個旅游要素。根據6個要素系統規劃礦區配套設施項目［15］。

將靈山礦區歷史文化及武漢市江夏區古鎮文化相融合，礦區景觀與地域自然景觀相融合，更新江夏區域經濟模式、優化產業結構，謀劃治理修復與生態產業交互共同發展，積極探尋與鄉村振興、生態產業開發等有機融合的新道路。表2為靈山工礦廢棄地各土地利用類型生態景觀修復方案，圖14為靈山工礦廢棄地的土地利用布局。

圖14 靈山工礦廢棄地的土地利用布局

表2 靈山工礦廢棄地各土地利用類型生態景觀修復方案

5 小結

基于國土空間生態景觀修復的工礦廢棄地修復策略，是促進國土空間格局優化的重要思路，是從自然、人文、經濟多角度積極實現人與自然和諧共生的途徑。工礦廢棄地產業的有效轉型離不開科學規劃與民眾的共同努力，需追蹤工礦廢棄再利用改造為公園空間后的演替進程，繼續研究新技術在土地復墾中的應用，探索試行替代傳統采礦業破壞生態環境的新模式，更要分析公園模式中新產業在工礦廢棄地再開發轉型過程中出現的問題，以及轉型后區域經濟結構的可持續發展，適時作出所需的具體調整，以系統工程的進步支撐工礦廢棄地改造的研究和實踐發展，貫穿于經濟建設、政治建設、文化建設與社會建設的各個方面，遵循和諧共生、良性循環、全面發展的生態文明建設宗旨，積極響應習總書記提出的“綠水青山就是金山銀山”的號召，真正實現生態好、生產優、生活美、生命強的愿景。