北京市淺山區地質資源環境現狀及保護對策芻議

李方震　方同明　趙勇　何靜　霍雨佳

關鍵詞：淺山區;地質資源稟賦;地質資源環境問題;對策建議;北京市

“淺山區”并不是嚴格意義上地質學科名詞，它是集自然地理、生態服務及社會經濟等學科于一體的“綜合性”概念，地區不同，其概念的嚴格界定也有所不同。《北京市淺山區保護規劃（2017年—2035年）》統籌考慮地形地貌特點和城鄉治理要求，以高程100～300m的淺山為基礎，以鄉鎮（街道）為基本單元，主要包括第一道山腳線穿越的平原和淺山交界地區，以及300 m等高線穿越的淺山和深山交界地區（不含密云水庫以北地區），并將中心城區及新城集中建設區范圍予以調出，形成北京市淺山區保護規劃范圍，共涉及海淀、豐臺、石景山、順義、昌平、房山、門頭溝、平谷、懷柔、密云等10個區、66個鄉鎮（街道），總面積約4833 km²，占市域面積的29.5%。考慮到“淺山區”的概念既有自然屬性又有社會經濟屬性，本著地質工作為規劃服務的目的，本文討論的淺山區范圍即該規劃的范圍。

北京市獨特的地理位置，造就了綿長的山地平原交壤地帶，淺山區承載著重要的生態服務功能，其保護和開發利用對北京市具有十分重要的戰略地位。依據《北京市淺山區保護規劃（2017年—2035年）》，踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節約資源和保護環境的方針，走生態良好的文明發展道路，建設美麗中國，鞏固首都重要的生態屏障成為當務之急，對北京市淺山區地質工作也提出了新的機遇和挑戰，尊重自然規律，加強淺山區多層面生態地質環境系統研究已迫在眉睫。北京市地質資源環境工作程度較高，但淺山區范圍以往地質工作主要為1：50000區域地質調查，并未開展多要素綜合地質調查工作，本文在以往工作成果基礎上，對淺山區地質資源環境現狀進行系統分析，并提出保護對策建議，以期支撐淺山區開發利用。

1淺山區地質背景

1.1地貌特征

北京市淺山區位于山地和平原兩大地貌單元過渡帶（圖1），處于我國地勢格局的第二階梯與第三階梯的分界線處。北京的山系由北部燕山山脈（軍都山）和西部太行山脈的余脈（西山）組成，兩個山系的地質構造特征不同，其淺山區的地貌形態差別懸殊。按照所屬山脈分為西部淺山區和北部淺山區。北部淺山區受斷裂（如南口山前斷裂、二十里長山斷裂）控制明顯，一般山地與平原分界線平直，如昌平南口山前、順義東山，密云牛口峪至懷柔河防口一帶。西山受褶皺構造（如九龍山一香峪大梁向斜、北嶺向斜等）控制作用明顯，淺山區一般呈現出低山—丘陵—平原的漸變過渡，石景山、門頭溝、房山等地表現較明顯。

淺山區跨越太清河、永定河、北運河、潮白河、薊運河五大水系，是山區河流流向平原的必經之路，因此地貌受河流地質作用影響較大，既有剝蝕地貌（低山、丘陵、山前臺地），又有侵蝕堆積地貌（洪積扇、溝谷及階地、沖積錐、溶洞），還有其他構造地貌（如夷平面）、風蝕地貌（如房山花崗巖）等，類型復雜多變。

1.2地層及巖漿巖

西部淺山區出露的地層主要以中元古界長城系和薊縣系、下古生界寒武系—奧陶系碳酸鹽巖為主，其中在海淀區域出露有上古生界—中生界石炭系、二疊系及三疊系碎屑巖;出露房山巖體和陽坊巖體，巖性以花崗閃長巖為主。北部淺山區主要出露中元古界薊縣系碳酸鹽巖及中生代侵入巖，在密云、懷柔及昌平地區出露有新太古代片麻巖系（鮑亦岡等，2001）。

1.3地質構造

淺山區構造上位于中元古代—中三疊世燕山—遼西裂陷帶和始新世—全新世華北盆地2個三級構造單元的交匯部位，跨越了4個四級和5個五級構造單元，夏墊斷裂、黃莊—高麗營斷裂、南口—孫河斷裂、紫荊關斷裂等區域重大斷裂均穿越了該區域。房山變質核雜巖、云蒙山變質核雜巖的伸展構造形跡和十三陵推覆構造的擠壓構造形跡，在該區域均有不同程度表現，形成了現今的復雜的構造格局（北京市地質礦產局，1996）。

2淺山區地質資源稟賦

2.1固體礦產

北京市淺山區蘊藏著豐富的礦產資源，已查明資源儲量礦產地247處，涉及10種礦產（《北京市礦產資源儲量表》（2018年））。西部淺山區以石灰巖、建筑石料（大理巖）及煤炭資源為主，其中漢白玉大理巖自古以來作為皇家建筑材料，是珍貴礦種;北部淺山區主要蘊藏豐富的鐵礦（密云一帶）和石灰石資源;淺山區沖洪積扇和主要河道內蘊藏著豐富的砂石資源。

2.2水資源

北京五大河流均穿越了淺山區，水資源較豐富，北京市主要水庫如密云水庫、懷柔水庫、十三陵水庫、響潭水庫、德勝口水庫、海子水庫等均分布在該區。區內碳酸鹽巖地層巖溶裂隙十分發育，形成了豐富的巖溶水。淺山區泉水豐富，北京市32個一類泉中有27個分布于該區。泉水出露的地方，往往是形成村鎮的重要條件之一，也是當地居民生活和農牧林業等的重要水源。

2.3土地資源

淺山區土地資源類型多樣，主要類型8種，詳見表1。

調查結果顯示，房山石樓一竇店一琉璃河、坨里地區以及昌平區流村、南口、十三陵等區域存在富硒土地資源（郭莉等，2012;黃淇等，2013）。其中：竇店一琉璃河一帶富硒土壤面積約28 km²;十三陵鎮和延壽鎮分布有大面積高硒土壤區，高硒土壤主要分布在十三陵水庫北、德勝口、老君堂，以及延壽鎮下莊和連山石地區，可為昌平區富硒資源的開發與利用，打造富硒特色農業，建立富硒產業基地等提供地質依據。

2.4地質遺跡及自然景觀

不同時期各種地質作用形成了豐富的地質遺跡資源，如絢麗多彩的巖溶、火山巖、花崗巖等奇特地質景觀。發育于淺山區的房山世界地質公園，有豐富的喀斯特地貌，有聞名世界的古人類古文化類周口店遺址。區內也擁有豐富的人文景觀，且絕大多數都是重要的歷史文化遺產，如頤和園、商周遺址以及潭柘寺、戒臺寺、碧云寺等宗教文化寺廟園林。北京市地質研究所（2014）的調查結果顯示，淺山區范圍內的地質遺跡共有28處（表2）。

2.5地下空間資源

地下空間是迄今尚未被充分利用的一種自然資源，具有很大開發潛力。地下空間資源是指在城市地表以下一定深度范圍內，在現有經濟條件、地質條件約束下，能開發利用的土層或巖層中天然形成或經人工開發而成的空間（鄭桂森等，2017）。由于開發利用集中在地下，地質條件決定了資源的開發利用方式和布局。淺山區地貌多以臺地、丘陵及洪積扇為主，地下空間資源開發利用可在地勢平坦、第四紀沉積層較厚或是巖性較好、巖體完整的地層中進行。

2.6淺層地熱能資源

北京市淺層地熱能的應用最早在中心城區，現已逐步向遠郊新城、重點鎮和山區發展（柯柏林等，2019），但多數仍集中在平原區，山區、淺山區利用較少。大部分規劃新城、新農村建設中的重點城鎮以及一些功能區開展了區域淺層地熱能資源潛力評價工作，結果顯示，平原區具有豐富的淺層地熱能資源，其資源潛力每年可為7.21億m²的建筑進行供暖。結合淺山區建筑特點，應充分利用淺層地熱能清潔能源為農村進行供暖，逐步開展淺山區重點區域淺層地熱能精細化勘查評價工作，采用更適合于山區地質條件的開發利用技術方法，高質量推進淺層地熱能在淺山區的廣泛應用，為構建安全、綠色、低碳的供暖體系提供助力，有效服務淺山區的生態建設。

3淺山區地質資源環境問題

地質環境系統是影響人類生存與可持續發展的重要組成部分。淺山區作為生態涵養重要功能區，是保障首都可持續發展的關鍵區域，但目前仍面臨著比較嚴峻的地質資源環境問題。

3.1地質災害問題

北京市淺山區總體上處于地質災害中—低易發區，而在房山張坊和周口店、懷柔懷北等地區則處于高易發區，其地質災害類型以崩塌為主。以往房山、門頭溝地區曾進行過長期的煤炭開采，形成了眾多采空區，存在因采煤引起的潛在礦坑塌陷風險（黃來源等，2015）。據北京市地質災害統計臺賬（2020）數據顯示，涉及淺山區的地質災害隱患點達2090個，近年來淺山區主要公路沿線和村莊崩塌災害也時有發生，其危害程度不容忽視。

3.2水資源和水環境問題

20世紀80年代至南水北調水進京前，連續枯水年造成了地表水資源不足，加之地下水超采嚴重，致使地下水位持續下降，部分地區地下水漏斗顯著。淺山區河流斷流、水庫干涸、溢出帶泉水（如玉泉山泉、白浮泉）消失、土壤包氣帶變厚、濕地退化以及水質變差等問題日益凸顯。

隨著南水進京，落實壓采措施，并相繼實施潮白河、永定河和部分河湖生態補水工作，平原區地下水位有了回升態勢（任永強，2021），2020年春季永定河生態補水期間，平原段地下水位上升區最大升幅超過了5m，山區段地下水位最大升幅近24 m（李海軍等，2021）。持續的南水北調工程實施和相關政策措施，保障了淺山區水資源與水環境的不斷改良，但淺山區作為永定河和潮白河流域水源補給和保護的地帶，水資源保障風險依然存在。

3.3礦山環境問題

歷史上淺山區曾進行過灰巖礦、煤礦、板巖礦、黏土礦（燒磚用）等規模開采和鄉村、個人小規模的開采，誘發了不同程度的地質環境和景觀環境問題。礦山地質環境問題主要是因開采改變原有的地形地貌，巖土體力學失衡，形成的采空區域，影響了山體、斜坡的穩定性，導致巖土體開裂、崩塌和滑坡等次生地質災害頻發（房山、門頭溝）煤礦采集區，存在地面塌陷及裂縫。生態環境問題主要是礦山建設和生產過程中破壞植被以及占用耕地，礦山“三廢”污染空氣、水、土壤，極易引發礦區水土流失和土地荒漠化，造成生態系統破壞及生態平衡失調。景觀環境問題主要是礦山開采損害地質遺跡和自然景觀。

3.4工程地質問題

隨著人口的增長和土地資源的日趨緊張，淺山區逐步成為城市建設重要的區域。由于其所處的特殊的地理及地質背景，工程地質條件多變。其巖土工程問題主要有斜坡穩定性、復雜地質條件下的不均勻地基以及特殊巖土等（周本剛等，1993;郝兵等，2013;吳言軍等，2016）。在山前丘陵地帶、沖洪積平原、斜坡地帶以及河道間洼地，普遍會發育軟弱土、膨脹土、風化巖、濕陷性黃土和殘坡積土等一些不良特殊土，如昌平十三陵鎮王莊村—西李莊村一帶，平谷英城村至馬坊一帶、東鹿角村、岳各莊村及平谷城區南部等地分布的軟弱土，厚度不等，最厚可達十余米。房山山前局部分布有膨脹土，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮性。

4淺山區開發利用地學保護對策

4.1以“生態+”的思維，及時開展淺山區高精度綜合地質調查和資源環境承載能力評價

為更好地服務于淺山區規劃建設、經濟發展及保護規劃實施，依據可持續發展理念和地球科學系統思想，從淺山區地質資源稟賦和所面臨的主要地質資源環境問題，針對性開展高精度綜合地質調查評價。選擇崩塌、滑坡、泥石流、構造穩定性、地面塌陷、水土環境和地質遺跡作為評價因子，開展多要素地質環境承載能力評價;以地質災害發育程度、水土環境背景及現狀和地質遺跡資源稟賦為指標進行承載本底和承載狀態評價;綜合國土空間功能定位，選擇集成評價因子，對區域地質條件適宜性進行評價。

4.2以礦山環境修復為契機，促進淺山區生態效應的可持續發展

牢固樹立“綠水青山就是金山銀山”的新發展理念，堅持遵循人與自然和諧共生，充分考慮礦山生態破壞地區的地質背景特征、生態破壞程度和土地屬性，遵循自然規律，因地制宜，選擇有效手段和技術方法，科學制定生態修復方案。

《北京市淺山區保護規劃（2017年—2035年）》明確提出：“到2025年，地質環境整治率和礦山土地復墾率分別達到60%和40%;到2035年，地質環境整治率和礦山土地復墾率分別達到90%和80%。環境干擾較小的礦區采取自然封育或適度干預方式，充分利用自然再生能力恢復植物群落。到2025年，礦山綠化覆蓋率達到70%，到2035年達到100%”。按照“宜林則林、宜草則草、宜巖則巖”原則，因地制宜，加強廢棄礦山治理和生態景觀修復。高陡邊坡金屬及非金屬廢棄礦山的修復，以自然恢復與人工修復相結合方式為主，既消除地質災害隱患，又最大限度保留地質遺跡，如密云沙廠鐵礦礦山;砂石采礦坑除人工修復和土地復墾外，還可以根據地質條件適當保留一部分作為深水坑，加大下游地下水的補給力度，如昌平流村的砂石礦坑;具有較高遺跡價值與風景游憩利用潛力的礦區，應加強崖壁坑潭、殘垣器械等礦山遺跡及采礦工具的保護，建設礦山公園和郊野游憩地，發掘地質與礦業科普教育場地，打造特色旅游和宣傳產業，如房山大石窩漢白玉礦山。

4.3以綜合治理為主，消除地質災害隱患，防范地質災害風險

淺山區的治理工程主要有地質災害治理、河道整治、防洪工程、礦山環境治理、林業生態建設、生態修復等，涉及的專業廣、領域多，應加強統籌協調，做到一項工程能見到多個成效。在地質災害易發區，應采用綠化、地質災害治理及河道治理等相結合手段，提升地質災害治理和風險防范力度。對地質災害高易發區的重大地質災害隱患應優先安排工程治理，并加強以生態保護為主的綜合治理，治山與治水、治溝與治坡相結合。合理利用淺山區的土地資源，根據地形地貌條件，宜林則林、宜耕則耕，全面提升地質災害風險防范能力水平。

4.4加強淺山區水源保護，提升生態涵養功能

淺山區水源的優劣直接影響著平原區的水資源及生態環境質量，加強水源地保護并提升其涵養功能至關重要。首先，考慮到各流域水源稟賦條件存異，應以流域為單元，有針對性地開展河湖濕地的水源保護和生態修復。如永定河山峽段流域，主要出露新元古代、早古生代及中生代地層，匯水面積大，支流河谷切割較深，應注重對該流域地表水的保護和涵養，以保障優質水源。其次，應加強對水源生態涵養區的保護力度，提升其生態涵養功能。水源生態涵養是水源系統和生態系統的有機結合，是從水一生態整體系統的思路開展水源生態保護和涵養工作。為此，可以根據地貌和地質條件，在河道匯合處、山間和山前洼地、人工洼地等，修復和建設生態濕地，以實現水源的生態涵養目的;也可以開展綜合性的生態用水需求分析，適度增加重點河湖生態用水，既能提高區域的生態效益，又能增強河湖水體的流動性，從而提高水體的自凈和納污能力。第三，應加強對污染源和污染水體的治理。如加強治理村鎮、旅游景區污水、垃圾、溝道和面源污染，同時強化水源涵養區的林地管護，并加強濱河濱湖地帶的生態建設等。

4.5加強優質富硒土壤保護和開發力度

房山和昌平淺山區的富硒土壤為特色農業的發展提供了良好的基礎，應加強科學布局和合理開發利用（俞孔堅等，2009），通過富硒產業鏈的開發，打造集富硒產品生產、加工、旅游為一體的生態富硒產業帶，為特色鄉鎮建設做好服務。

一是開展大比例尺（1：2000—1：10000）的土壤地球化學調查評價工作，結合土地利用現狀、功能及規劃，進一步查明可供利用的富硒地詳情，建立富硒耕地數字檔案，為富硒土地的規劃、開發和保護提供科學依據。

二是對富硒區農作物進行富硒效果的系統評價研究，并開展必要的作物種植試驗。適宜的富硒產品種類需結合地質背景及當地產業規劃，開展詳細的樣本采集以及作物種植試驗，研究評價富硒效果。

三是進一步加強對土壤中富硒成因機理的研究。房山區富硒土壤受大石河流域的控制十分明顯，具有成土母質被水系攜帶而遷移的特點，推斷其成因與西山煤系地層有關（黃淇，2013），但詳細的富硒土壤成因及其水土環境條件還需開展探索研究，對于科學開發富硒農產品十分重要。

四是為富硒土壤的保護和可持續利用，開展必要的水土環境監測工作。對土壤硒含量要做到長期動態監測，同時加強對水、土環境質量背景監測，提高土壤和作物中硒的聚集水平，提高土地的產出價值。

5結語

“淺山區”既有地質與地理的自然屬性，又有行政及經濟等社會屬性，已成為國土空間規劃方面的常用術語。北京市出臺了《北京市淺山區保護規劃（2017年—2035年）》，為加強首都生態涵養區建設和保護提供更加系統的措施，也為地質工作提供新機遇、新挑戰。踐行地質工作有效服務規劃和城市管理工作的理念，提升地質調查工作的實效性，應以“生態+”模式，以解決需求問題為目標，開展自然資源與生態環境綜合調查與評價工作，為淺山區資源保護和利用、地質災害防治、生態修復、綠色低碳發展等提供地質支撐，更好地發揮好地質調查工作的基礎性、先行性作用。