采煤塌陷區濕地修復技術與景觀設計研究
——以徐州潘安湖國家濕地公園為例

中國礦業大學建筑與設計學院 劉天龍

蘇州科技大學天平學院 程珊珊

江蘇建筑節能與建造技術協同創新中心 季翔（通信作者）

作為我國重要的戰略性能源，煤炭資源開發和利用為區域乃至全國的經濟和社會發展提供了重要保障[1]。20 世紀眾多煤炭資源持續大規模的開發，地層構造受人類活動干預發生了改變，加之部分地區地下水位較高引發外滲形成大小不一的濕地，自然生態景觀格局因此遭到破壞。與之相似的大面積采煤塌陷區在全國有180 余處，因此采煤塌陷區濕地修復與景觀設計是值得深入討論的課題。

1 我國采煤塌陷區濕地的主要問題

我國采煤塌陷區修復和景觀設計的實踐較晚，較國外已有的成功治理經驗偏少。長期以來，先破壞后治理的發展模式難以適應當前人們對生態、生產、生活空間的使用需求。伴隨著新時代生態文明建設的進程，直面我國采煤塌陷區生態環境保護問題，是建設宜居環境的必由之路。

1.1 礦地矛盾較為突出

由于長期以來粗獷的資源開采方式，我國各地在礦業用地征遷補償標準及地上地下用地權屬等方面存在較多問題。較多農用地因煤炭開采塌陷后形成宗地，眾多受采煤塌陷影響的農戶未辦理土地轉用審批手續，由此引發的礦地矛盾逐漸凸顯。

1.2 原有生境受到破壞

地質沉降致使原有生態環境造成不可逆的破壞，生物多樣性下降。大部分塌陷區仍處于耕地恢復、礦山地質環境治理等單一整治修復模式，未考慮土地等資源的修復及后續的綜合開發，修復規模效應不顯著。

1.3 地方財政壓力加大

我國東部平原位于高潛水區，地下水外滲形成大小不一的濕地在高潛水位礦區，大面積耕地成為塌陷區甚至是荒地，耕地面積嚴重受損。受能源開采限制的影響，絕大部分關閉煤炭礦山責任主體已經消失，并缺乏吸引社會資本投入的激勵措施，塌陷區的治理工作給地方財政帶來沉重的壓力[2]。

2 采煤塌陷區濕地修復技術與景觀設計的策略

2.1 規劃統籌且制定科學方案

應對礦業資源開采與土地資源的利用進行科學預判和合理規劃，充分尊重生態基地和自然地形，在減少對耕地破壞的同時實現“經濟+綠色+生態”可持續的發展路徑。制定合理的景觀生態分析模型，在方案中突出生態安全格局對規劃建設的控制和影響。根據塌陷區復合生態系統的特征，研究其生態敏感性、環境承載力等問題，從而進行全面科學地評估、分析、規劃。但要全面了解濕地公園的文化歷史、資源現狀等，確保所恢復濕地的長期穩定發展。做到經濟與生態保護相協調，建立健全濕地資源的挖掘與保護機制。

2.2 系統修復且倡導綠色發展

重視生態功能、生態結構系統的修復和綜合治理，走出“先破壞后治理”的發展現狀，根據塌陷區的地形地勢、土壤類型、塌陷深度、水域面積等不同情況，采用塌陷地整治與生態修復相結合的方法。秉承“山水林田湖草”生命共同體的理念，將受到礦坑塌陷區影響的耕地或荒地，整治成生態“宜居、宜游、宜農、宜業”的高效農業示范區[3]。尊重濕地的自然演替規律，延續地域歷史文脈，堅持最小干預原則，有助于形成濃郁的地方特色和良好的原生景觀效果。

2.3 以人為本且維護生態權益

采用多元投資的生態運營模式，完善生態保護補償機制。統籌推進“山水林田湖草”的一體化治理與保護，推進對煤炭資源開采和塌陷區防治技術的研究和應用。開展“治理修復+土地開發利用”相結合的新發展模式，將區域土地空間優化布局、礦區資源開發利用、生態環境整治相結合，探索“三位一體”融合發展的采煤塌陷區發展模式。

3 徐州潘安湖國家濕地公園修復技術與景觀設計分析

3.1 項目概況

3.1.1 地理區位

江蘇徐州潘安湖國家濕地公園位于徐州市賈汪區西南部（北緯34°21′33.45″～34°22′34.10″，東經117°21′5.52″～117°23′21.07″），總面積為466.7 公頃。規劃區內地勢平坦，河湖環抱，水草豐茂，濕地類型多樣。濕地公園西側緊鄰青大路和京福高速，東側為徐州至賈汪的快速通道，湖區水體與眾多河流交錯連接，且與206、310、104 國道相連，具有優越的水路交通條件和地理區位優勢（圖1）。

圖1 區位分析圖

3.1.2 濕地資源及建設現狀

潘安湖采煤塌陷地是徐州市因采煤塌陷面積最大的區域，同時也是徐州市“三重一大”的重點建設項目之一。徐州市著力將其打造成為全國最具影響力的采煤塌陷區生態修復先行示范區，助力賈汪區的經濟轉型升級。

潘安湖采煤塌陷區濕地修復建設由三個階段組成。前期是以土地整治為主要任務，遠期通過生態修復和景觀重塑來改善區域的生態和環境質量，最后植入產業要素、凸顯地域文化特色，充分發揮區域的生態效益、社會效益和經濟效益，為地域經濟社會發展注入新的活力[4]（圖2—圖7）。

圖3 2022 年潘安湖衛星圖

圖4 建設前土地利用分布圖

圖5 建設后土地利用分布圖

圖6 治理前潘安湖片區現狀

圖7 治理后潘安湖景觀

3.2 潘安湖濕地修復技術分析

3.2.1 潘安湖濕地植被恢復規劃

徐州潘安湖國家濕地公園屬于自然演化和人類活動相互作用下的自然景觀、農業景觀及人居景觀的組合。由此，濕地植被恢復規劃需充分考慮自然地理特征及特色風貌的影響，充分尊重植物生長繁衍的習性。濕地生境包含水陸交錯帶和水域兩部分，根據特殊的地理位置和不同的受損程度，應構建不同類型的濕地生態系統。

1）水陸交錯帶植被配置。水陸交錯帶是指常水位以上區域，是水陸要素銜接的紐帶，具有明顯的生態差異特征。過渡帶的地理區位和特殊的環境要素致使空氣濕度高、土壤松軟且含水量高。結合濱岸不同的地理位置，通過種植河柳（Salix matsudana）、玉蘭（Yulania denudata）、落羽杉（Taxodium distichum）、黑松（Pinus thunbergii）、池杉（Taxodium ascendens）等植被，豐富濕地濱岸景觀，改善濕地土壤生境，提升濕地空間的異質性。濕地公園內水面豐富多樣，湖泊、河流、塘池等構成獨特的水域生態景觀，形成多種濱岸植被恢復模式（表1）。

表1 水陸交錯帶植被配置模式

2）水生植物配置。水生植被帶是位于常水位以下的區域，通過種植蘆葦（Phragmites australis）、黑藻（Hydrilla verticillata）、香蒲（Typha orientalis）、槐葉萍（Salvinia natans）、菹草（Potamogeton crispus）等野生水生植物，豐富水景層次及趣味性，提高濕地的生態修復能力（圖8）。

圖8 潘安湖濕地植被主要分布圖

3.2.2 潘安湖水生態恢復規劃

影響潘安湖水生態健康的主要問題為：入湖河流存在水質污染的可能、潘安湖水循環動力較差、潘安湖生態系統脆弱及周邊環境人為活動強度大等。一方面，工業污染物是潘安湖水體污染的主要成分，賈汪區內屯頭河、不老河、運河（賈汪段）均屬于有機污染型，平均綜合污染指數為0.62，均達到IV 類水，而周邊發電廠排放的粉煤灰對水體污染相當嚴重；另一方面，潘安湖由人工調控水位，導致河湖水位變化，若不適應水生植物的自然生長節奏，容易導致河湖水生植物退化嚴重，不利于維持湖泊、河流水的生態平衡。濕地公園動植物的整體配置將遵循食物鏈的完整性，向有利于濕地凈化和鳥類資源增多的方向發展（圖9）。

圖9 水生態修復工程總體方案設計思路

1）水生植物多樣性修復。構建健康水生態系統，可通過增加垂直分層，自上而下的“沉水植物—漂浮植物—挺水植物”的修復路徑，形成多維度、多時空要素的生境系統。還可以通過配置耐水淹的喬木，包括池衫（Taxodium ascendens）、蘆葦（Phragmites australis）、河柳（Salix matsudana）等，大量吸收水體中的富營養物質，從而降低水體中的TOC、TN、TP 值[5]。

2）水生動物多樣性修復。人工干預修復建設新濕地公園，引進水生動物是生態回歸的重要組成部分，且水生植物多樣性修復能為其提供食物和庇護的場所，水生植物與動物多樣性修復相結合，為濕地水生態系統營造的健康平衡的環境。水生動物包括浮游動物、游泳動物和底棲動物。潘安湖水生動物多樣性修復設計，首先是按照3：1 的比例投放以浮游植物為食的鰱魚和鳙魚；其次，投放鱖魚、大口鯰魚等肉食性魚類，以控制其他野生雜魚的生態數量；再次，可使用堆填的方法，建設人工濕地為濕地鳥類的棲息、繁衍提供適宜的生境，最終恢復種類繁多、數量龐大的濕地動物資源。最后，為防止因動植物快速繁殖而造成的污染問題，園區工作人員應定期打撈失活的動植物遺骸。

3.3 潘安湖濕地景觀設計思路

潘安湖以建成全系列水上植被空間功能體系為核心，用水系串聯景觀、休閑、游憩、觀光空間。下面分別從水體景觀設計、生物景觀設計、陸地景觀設計三方面進行探討（圖10、圖11）。3.3.1 水體景觀設計

圖10 潘安湖景觀設計

圖11 潘安湖景觀節點設計

水體景觀規劃設計首先是內外循環的協調統一。潘安湖濕地公園濕地水體與不老河及運河（賈汪段）相連接，外部江河水體可對濕地進行補充。其次，濕地內部的低洼地勢、水渠、水蕩等微型集水單元，為濕地內水循環提供保障。

3.3.2 陸地景觀設計

陸地景觀設計的核心在于打造景觀中心和濱水駁岸。在面狀空間設計上，利用植物特性結合不同配置形式，形成圍合和開敞的異質空間。在線狀空間設計上，結合濕地自然駁岸形態的彎曲之勢，設計親疏有度的濱水駁岸景觀。在點狀空間設計上，選取高大蒼老的喬木、建筑物或構筑物，創造視覺中心和景觀節點。

3.3.3 生物景觀設計

濕地野生動物，尤其是鳥類物種的多樣性，是衡量濕地生態環境修復質量的關鍵，也是構成濕地景觀的重要環節。公園東北部濕地保育區分布有大面積的池杉林，是鳥類重要的棲息地，特別是夏季的鳴聲婉轉響亮。在西南部恢復區的西澤濕地，生物種類較為豐富，可以作為鳥類和兩棲類的棲息地，公園中部的恢復區上有三個面積較小的島嶼，并設置部分亂石堆及將地表改造成凹凸不平狀，作為爬行類動物的棲息地。同時，在生物景觀設計中要尊重野生動物的習性，為游客提供遠距離觀鳥器材和場地，減少人為活動對環境的干擾。

4 結語

目前我國已有較多采煤塌陷地生態修復的實踐案例，對塌陷區水生態系統及生態修復的關鍵技術研究仍存在不足，缺乏針對不同技術下修復效果評價的研究。在未來的采煤塌陷區規劃設計工作中，還需要進一步了解生態系統演變趨勢及驅動機制，明確采煤塌陷區生態修復和景觀治理的技術路徑和評價機制。