平頂山市北部山區生態修復分區研究

劉萌萌，夏 兵，王永喜

(深圳市北林苑景觀及建筑規劃設計院有限公司，廣東 深圳 518055)

生態修復是以人為干擾促進生態系統的自我調節能力與自組織能力，使其加速向有序穩定的方向發展，最終趨于自然狀態演化的過程[1]。我國生態修復工作起源于20世紀80年代，早期多以生態系統重建為途徑，修復目標或對象相對單一。進入21世紀，尤其是黨的十八大以來，生態修復工程轉變為在更大的空間尺度上統籌山水林田湖草各類要素治理。生態修復分區是對生態系統和山水林田湖草自然資源合理管理及持續利用的基礎[2]。通過水土保持生態修復分區，明確不同分區的主導生態服務功能和關鍵生態問題，采用自然和人工措施共同修復生態系統[3]，為配置水土保持生態修復實用技術和治理模式奠定基礎。

平頂山市擁有我國中南地區最大的煤田，長期以來煤礦開采引發了一系列的生態環境問題。平頂山市北部山區作為平頂山市生態腹地，受地下煤礦開采影響，生態受損嚴重。平頂山市政府高度重視北部山區生態問題，希望通過生態修復策略提升區域生態、景觀價值，走出生態美、產業興、百姓富的可持續發展道路，帶動平頂山市的經濟從“煤炭經濟”到“生態經濟”的轉型。本研究以平頂山市北部山區為研究區，探討了生態修復功能分區，以期能為區域生態修復提供方向。

1 項目區概況

平頂山市地處北溫帶和亞熱帶的過渡地帶，屬大陸性季風氣候區，四季分明；據中國氣象數據網(http://data.cma.cn)1961—2005年氣象數據統計，年均氣溫14.9 ℃，年均降水量745.8 mm，年均蒸發量1 490.5～2 825.0 mm；屬暖溫帶落葉林區，植物區系組成以溫帶華北區系為主，兼有華中及西北高原區系植物；土壤主要為褐土。

平頂山市北部山區位于平頂山市北部，東西跨度約30 km，南北跨度1.5～6.0 km，涉及香山、龍山、擂鼓臺、落鳧山、平頂山、金牛山等13座山體，面積約106 km2。區域內因長期煤礦開采，地下已經被采空，地下水斷層，地面塌陷，土壤質量下降，植被退化，生態服務功能嚴重受損。根據2017年平頂山市土地利用類型分布圖及研究區2019年7月高分辨率衛星遙感影像、1∶5 000地形圖，研究區土地利用類型主要有耕地、園地、林地、草地(其他草地)、工礦倉儲用地、住宅用地、交通運輸用地、水域及水利設施用地等，其中山腳區域以耕地和林地為主，山頂以草地和灌草地為主。耕地、林地、草地為研究區面積最大的3種土地利用類型，面積分別為39.90、14.34、10.93 km2。當地村落多以農業種植為主要經濟來源。研究區內有外口水庫、陳寨水庫、土門水庫、觀上水庫等4個較大水體；西部坐落著始建于東漢末期的香山寺，是區域內現存最重要的佛教文化景點；中部龍山、擂鼓臺、落鳧山、張寨山等山體分布著眾多的采礦遺址和工礦生產地；中部山頂公園是目前區域內基礎設施最完善的郊野風景區；東部金牛山生態果園聲名遠播。

2 存在的問題

(1)土壤貧瘠，塌陷嚴重。研究區土層薄且分布不均勻，山下土層較厚，山體中部以上逐漸變薄，山頂部分區域土層厚度不足10 cm[4]，同時土壤粗骨性比較突出，多有基巖裸露，土壤貧瘠且保水能力差。常年煤礦開采，多處大小塌陷已連為一體，并呈東西向分布[5]。根據平頂山市礦區統計資料，塌陷區主要位于研究區南部，面積3.39 km2。同時，研究區內遺留有多處煤矸石堆場，面積約0.66 km2。

(2)缺水。缺水是研究區最嚴重的生態問題之一，具體表現在：降水偏少，且蒸發量遠大于降水量；山下大部分為煤礦采空區，山體與深層地下水之間出現斷層，土壤保水能力差；陳寨水庫和土門水庫貯存粉煤灰導致蓄水庫容減小。

(3)植被稀疏。受煤礦開采影響，植被生長狀況差且種類不豐富，林分結構以中幼齡林為主，缺少優質用材林種，同時人工林造林方法粗放，苗木成活率較低。

(4)水土流失。研究區水土流失以水力侵蝕為主，主要表現為面蝕和溝蝕，強度總體為輕度，主要誘因是人為活動?；?019年7月衛星遙感影像和現狀調研，研究區水土流失主要誘因是農業耕作、采礦和風電開發活動。龍山、擂鼓臺、橫嶺山、落鳧山、金牛山、老寨脊山頂沿山脊建設有風力發電設施，風電開發造成了大量的線狀水土流失分布。煤礦開采塌陷區產生的地表開裂也促進了水土流失的發生。

3 生態功能區劃研究

3.1 分區方法

研究區生態修復的主要目標是修復破損生態系統，恢復北部山區生態環境，提升區域生態屏障功能，同時為市民提供休閑游憩場所。生態修復分區以生態問題和生態功能目標為導向，綜合分析研究區的地形地貌、流域格局、土地利用情況、生態系統問題等，從“山水林田湖草是一個生命共同體”的理念出發，堅持保護優先、自然恢復為主的方針，統籌考慮自然生態各要素，按照生態系統的整體性、系統性及其變化規律對生態系統修復進行三級分區[6-8]。

(1)一級分區是基于生態系統按照一定地域有規律分布的理念，以自然匯水流域、山體山脈等相對完整的自然地理單元為分區基礎，并輔以經濟、文化等一級分區指標進行分區。研究區東西跨度的自然生態狀況差異明顯，依據自然流域特征進行區劃，能盡量保證山體和流域自然生態系統的系統性、完整性，保護以山水林田湖草為載體的生態空間。同時，一級分區應充分考慮區域經濟、文化因素的相似性與一致性，發揚區域經濟、文化優勢，促進生態與經濟、文化協同發展。

(2)二級分區是在一級分區的基礎上，細化生態與經濟發展方向，突出規劃功能進行分區。二級分區以生態系統功能為主導，結合平頂山市近期總體規劃中文化、經濟規劃方向，保證各分區規劃方向大致相似。二級分區是區域生態修復目標的具體體現，進一步協調生態與經濟、文化共同發展。

(3)三級分區屬于生態修復模式分區，根據二級分區各斑塊立地條件，從生產空間、生活空間和生態空間“三生”空間面臨的實際問題進行關鍵生態問題歸納，分析不同區域主導生態功能，明確生態修復重點區域，提出不同類型生態問題的生態修復和綜合整治工程模式。

3.2 分區結果

3.2.1 一級分區

根據地形地貌及流域水文分析，研究區可劃分為紅石山-蜘蛛山-香山流域、外口水庫流域(龍山-擂鼓臺-橫嶺山)、陳寨水庫流域(橫嶺山-落鳧山-張寨山-鏵角山)、土門水庫流域(落鳧山-平頂山-張寨山-鏵角山)、馬棚山-金牛山-老寨脊流域5個流域。根據流域自然、經濟、文化的相似性與差異性共劃分4個生態修復一級分區，即西部香山景觀文化區、中部山體生態恢復區、山頂公園景觀游憩區、東部山體農林經濟區，見表1。

表1 一級分區結果及修復方向

3.2.2 二級及三級分區

3.2.2.1 西部香山景觀文化區

西部香山風景文化區現狀主要有風景名勝區(香山寺)、耕地、林地和濕地4種土地利用類型。基于生態修復規劃方向不改變現狀用地類型，劃分為耕地區、香山風景游憩區、香山濕地涵養區、生態林營造區4個二級分區(表2)。

表2 西部香山風景文化區二級及三級功能區劃分

其中，香山風景游憩區各斑塊之間生態修復目標一致，但植被狀況有差異，生態修復模式也不同，因此進一步劃分三級生態修復分區，以細化修復方向及措施。將香山寺景觀游覽功能區域劃分為景觀游憩區，以維持現狀為主；將以中幼齡林為主、需要人為撫育的林地劃分為近自然改造區；將植被稀疏、需要植樹種草的其他造林區劃分為新造林區。在生態林營造區結合研究區發展國家儲備林的規劃，營造生態用材林，根據區域植被生長情況的差異，劃分為近自然改造區、封禁保育區、新造林區3個三級分區。耕地區和香山濕地涵養區區內現狀條件一致，不再細分三級分區。改造區64.18封禁保育區42.06新造林區304.02小計410.26合計1 667.12

3.2.2.2 中部山體生態恢復區

中部山體生態恢復區現狀主要有耕地、林地、草地、水域及水利設施用地、住宅用地、工礦倉儲用地6種土地利用類型，生態修復規劃方向以治理水土流失、修復水庫生態、營造生態林地為主，是北部山區營造國家儲備林的重點區域。因此，將該區劃分為耕地區、水源涵養區、生態林營造區及水土功能恢復區4個二級分區(表3)。

表3 中部山體生態恢復區二級及三級功能區劃分

其中，在水源涵養區以現狀水庫為中心，將現狀貯灰場劃分為水庫功能恢復區，水庫匯水范圍內林地根據植被生長情況劃分近自然改造區和新造林區。在水土功能恢復區中，將水土流失斑塊劃分為水土流失治理區，以治理水土流失為主要目的，因地制宜營造草地或生態林地；大面積煤矸石堆積區劃分為土地功能恢復區，通過削坡、整地、客土換填等方式恢復植被。生態林營造區根據植被情況劃分為近自然改造區、封禁保育區、新造林區3個三級分區，用于發展生態用材林，大力營造國家儲備林。

3.2.2.3 山頂公園景觀游憩區

山頂公園景觀游憩區現狀主要有耕地、林地、水域及水利設施用地、公共管理及服務設施用地4種土地利用類型。該區生態修復規劃方向是深度挖掘本土文化，將山頂公園打造成展示平頂山市文化風采的生態修復示范窗口，促進人與自然互動。因此，將該區劃分為耕地區、新月濕地涵養區、山頂游憩區及生態林營造區4個二級分區(表4)。

表4 山頂公園景觀游憩區二級及三級功能區劃分

該區林地生長狀況較好，森林覆蓋率較高。其中，在生態林營造區，將南側山體林齡較小的斑塊劃分為封禁保育區，將西側森林覆蓋率低的斑塊劃分為近自然改造區。

3.2.2.4 東部山體農林經濟區

東部山體農林經濟區現狀主要有耕地、林地2種土地利用類型，規劃方向是營造休閑農林景觀，以發展休閑農業、營造經果生態林為主，結合休閑功能的發展需求，打造生態型農林經濟區。該區馬棚山有部分梯田區域，結合生態修復規劃方向，將梯田劃分為梯田生態景園區，結合地景藝術，展示丘陵區水土保持農業技術。因此，該區劃分為耕地區、梯田生態景園區、水土功能恢復區及生態林營造區4個二級分區(表5)。

表5 東部山體農林經濟區二級及三級功能區劃分

東部山體農林經濟區林地生長狀況較好，森林覆蓋率較高。其中，水土功能恢復區主要位于東部山腳區域，煤矸石堆積范圍大、高度低，以煤矸石治理為主，通過種植穴換土、造林綠化等方式恢復區域植被，劃分為土地功能恢復區；將水土流失斑塊劃分為水土流失治理區，營造草地或生態林地以治理水土流失。將生態林營造區中現狀及規劃發展農果業的區域劃分為經果林區，將區內中部山頂土層較薄的林地斑塊劃分為封禁保育區，其他區域劃分為近自然改造區。

4 結 語

受人為過度開發影響，平頂山市北部山區生態環境遭到嚴重破壞，急需進行生態修復，以合理管理和持續利用區域水、土、植被資源，促進生態與經濟、文化的協同發展[9]。生態修復分區是生態修復措施的基礎，生態修復分區的關鍵是弄清楚地域分異規律、主導生態功能和主要生態問題，明確生態修復重點區域和相應的工程措施，促進國土空間生態品質和功能提升[6]。

(1)從不同尺度劃分研究區生態修復功能區，從宏觀角度為生態修復提供規劃方向，有利于合理安排投資規模和結構，節省人力物力。

(2)研究區生態修復分區結果綜合了區域生態、經濟、文化等多方面因素，從整體到局部，分區結果具有系統性、科學性和可行性，為區域生態修復提供了一定的依據和指導，為區域生態修復措施配置奠定了基礎。

(3)生態修復的目的是修復生境，使區域生態系統能夠良性循環，其中植被發揮著至關重要的作用。本研究計劃在生態林營造區建設國儲林41.75 km2，通過多物種配置，為微生物和動物的生存提供載體，加速促進生態重建。

(4)生態修復是一個持續性的系統性工程，在生態修復分區基礎上，根據各分區的區位重要性及生態重要性等區分出優先修復區、重點修復區和一般修復區，并針對性地制定生態修復模式和近遠期分期治理方案，優化生態安全格局、提高資源利用效率，以實現生態安全、流域管理、區域經濟等可持續發展。