露天采矿区到森林公园的景观生态规划探讨——以湖北黄梅马尾山森林公园为例

黄 哲，熊嘉武，刘扬晶，秦迪岚，刘金山

(1.国家林业局中南林业调查规划设计院，长沙 410014；2.湖南省环境监测中心站，长沙410014)

露天采矿区到森林公园的景观生态规划探讨——以湖北黄梅马尾山森林公园为例

黄 哲1，熊嘉武1，刘扬晶1，秦迪岚2，刘金山1

(1.国家林业局中南林业调查规划设计院，长沙 410014；2.湖南省环境监测中心站，长沙410014)

以黄梅马尾山露天采矿区为例，在对景观生态问题进行系统分析的基础上，提出了适用于露天采矿区景观生态规划的技术线路，并以此为指导，对马尾山森林公园进行了实证研究。同时，结合矿区现状，及景观生态系统多效益角度考虑，对马尾山矿区景观生态修复的关键技术进行了系统研究。

景观生态学；景观生态规划；矿区废弃地；露天采矿区；森林公园；黄梅

矿山开采过程中, 露天采矿场、排土场、尾矿场、塌陷区以及受重金属污染而失去经济利用价值的土地称为矿山废弃地[1]。矿产资源的开发与利用，在对经济发展起到巨大推动作用的同时，也对生态环境产生了重大影响，尤其是露天采矿区，造成众多青山翠柏中处处可见“斑秃”的地块，严重破坏原有地表景观的生态美，引发一系列生态问题和环境问题。在我国提出“双增目标”应对全球气候变化，以及建设“美丽中国”对人居环境改善迫切需求的情况下，对废弃矿区特别是城市周边的裸露采矿区进行生态修复和景观重建已变得越来越迫切。本文以湖北黄梅马尾山露天采矿区景观生态规划为例，探讨以露天采矿区为基础，采取合理的景观生态规划与生态修复技术建设城市型森林公园的治理模式。

1 研究区概况

湖北黄梅马尾山矿区位于黄梅县县城南郊，在黄梅县城市发展总体规划中是未来的城郊型森林公园，规划的县城外环线将从森林公园中部穿过。公园总面积约674.4hm2，属丘陵地貌。公园山体修长，呈东北—西南走向，整个山脊长约7.6km，地势起伏不大，海拔在50～224m之间，坡度平缓。公园植被以人工马尾松林为主，仅在公园东侧区域分布有少量针阔混交林，主要植被建群种有马尾松、杉木、枫香、南酸枣、枹栎等乔木树种，以及杜鹃、檵木、狗骨柴、山胡椒等灌木树种。森林植被景观较为单调，季相变化不明显。

据上世纪六十年代地质部门勘测，马尾山森林公园区域矿产资源储量丰富，储量达5800万t，为浅层褐铁矿矿区，平均品味为38%，属于难选矿石。自八十年代开始，马尾山矿产资源进入无序开发状态，采矿工艺以露天开采为主，未采取任何有效的景观生态保护与修复措施，直至2010年黄梅县县委县政府采取强制措施，全面停止公园范围内矿山开采活动为止，公园范围内已形成裸露矿山山体面积达114.3hm2，占公园总面积的16.9%。废弃矿区按成因可分为露天采矿场、排土场、塌陷区三种主要类型，分别占露天采矿区总面积的64%，32%和4%。常年无序地开采在造成大面积废弃矿区的同时，也给公园范围内的生态环境、水土保持、文物保存等功能等造成极大影响，原有满山翠绿的森林景观被满目疮痍的废弃矿区所代替，对马尾山城郊型森林公园进行景观重建与生态修复已迫在眉睫。

2 露天采矿区景观生态问题分析

王仰麟等认为矿区景观生态规划设计的理想目标是构建一个协调、稳定、效益好的景观生态系统，使其成为结构协调(城乡、产业、空间单元之间)、功能完善(环境、文化、生产)、具有维持自调节特征的景观生态系统[2]。但对于以建设森林公园为目的的矿山废弃地景观生态规划而言，再造优美景观是矿区景观生态重建的重要目标之一，因此，景观效益应作为露天采矿区景观生态规划与重建的重要考虑因素。景观生态系统虽然多数表现为多功能特征，同时具备生物生产、环境服务、文化支持和景观美化四种功能，对组织水平较高的系统尤其如此，但由于其内部结构、环境条件、发展水平等的互不相同，各类系统各种功能往往不是同质等量的，而是表现出一种或两种功能突出，其它功能为辅的情况。具体到马尾山森林公园露天采矿区景观生态修复而言，景观美化和环境服务将成为公园功能重建的重点。

图1 矿区景观生态修复功能结构图

2.1 生物生产的影响

马尾山矿区人工采矿、废土堆砌、修筑运输道等采矿活动对森林生物生产影响主要体现在以下几方面：一是采矿造成114.3hm2林地变为露天采矿区，森林植被被毁；二是矿区在开采前，对周边乔木林进行采伐，致使停止开采后，未开采区域仍有很多采伐迹地；三是表土层被破坏，导致土壤养分降低，矿区废弃地新造林生长缓慢；四是采矿直接破坏原生生境，形成大量的残遗斑块，影响生物的迁徙活动。同时，原生植被群落受到干扰甚至破坏，植被快速发生向下的演替过程，使群落物种的数量和质量下降，野生物数量和种类减少，生物多样性降低；五是森林蓄积量的下降导致土壤涵养水源的能力下降，乔木林因干旱，枯萎现象开始在局部范围内显现。

2.2 对环境服务的影响

森林资源在生产生物资源的同时，能产生固碳释氧、涵养水源、保育土壤、保持土壤肥力、净化空气、调节气候等环境效益。马尾山矿区的开采，在导致公园范围内生物生产能力下降的同时，也在固碳释氧、涵养水源等方面使公园内森林生态系统的环境服务功能下降，最为明显的是公园及周边地区地表水泥沙含量明显增加，水质变坏；空气粉尘含量和汽车尾气含量增加；采矿机械及运输车辆的噪声污染时有发生。

2.3 对景观美化的影响

森林景观是森林风景资源的最重要的外在表现形式，能直接给人以美感，是生态旅游的直接吸引物。矿山开采使马尾山原本弥足珍贵的落叶阔叶混交林受到破坏，森林季相景观几乎消失，更为严重的是，大面积的露天采矿区使得原本均质的森林景观变得破碎化，整个公园的景观形成了由斑块、廊道和基质组成的镶嵌格局，面积巨大的露天采矿废弃区与周边苍翠的森林景观形成鲜明的对比，严重破坏森林美感。经GIS统计分析，公园内现已形成负地形采矿区(包括露天采矿场、取土场、塌陷区等低洼沉陷地)32.2hm2，特别是取土工程最大的2号矿区形成坡度几乎为90°、边坡高度近60m、面积约5.0hm2、裸露面积达3.1hm2的塌陷区，与周边森林景观形成巨大的视觉反差。

2.4 对文化支持的影响

森林文化是以森林为背景，以人类与森林和谐共存为指导思想和研究对象的文化体系，是传统文化的有机组成部分[3]。马尾山森林公园属城郊型森林公园，将成为城市森林文化的重要组成部分，体现的是城市生态文化和审美文化。城市森林提供的不是一般物质化的东西，它产生的是绿荫、空气、空间、景观等生态因素，能够改善城市居民的生存环境。受矿区开采影响，原本是周边市民休闲健身乐园的马尾山，如今森林景观不再优美、生态文化品味降低、公园内原本是周边居民朝拜胜地的宗教场所也变得人烟稀少，人们对于马尾山生态环境整治，再造秀美山川的愿望变得越来越迫切。

3 景观生态规划技术路线

景观生态规划设计的实质就是在空间上合理安排景观格局以实现整体景观的持续利用，是景观生态学的应用与实践[4]。露天采矿区隶属各种尺度的景观类型,其生态重建的实现依赖景观生态规划与设计。只有按照景观生态学原理,在宏观上设计出合理的景观格局,在微观上创造出合适的生态条件,才能完成生态重建任务。本研究从矿区景观用地现状、区位条件、资源结构、生态结构与功能、SWOT分析等多角度对马尾山露天采矿区现状进行系统分析；并在此基础上对区域用地适用性、景观功能分区进行区划，确定好景区发展方向及功能分区；最后通过规划方案成本效益分析确定合理的规划方案，通过景观生态治理技术来保障工程的实施。在现状分析及景观规划过程中，规划设计应始终围绕景观生态系统四效益展开，以实现景观生态重建的最佳效果。马尾山露天采矿区景观生态规划技术线路图见图2：

图2 露天采矿区景观生态规划技术线路图

4 景观生态恢复措施

4.1 景观生态恢复关键因素分析

以矿区为基础建设森林公园是对矿区景观生态的一种颠覆性生态景观重建。马尾山景观生态规划首先应以矿区景观生态现状为基础，在露天采矿区景观生态规划技术路线指引下，结合城郊型森林公园休闲娱乐功能需要，合理定位公园规划目标和总体布局。具体到马尾山矿区景观生态规划过程中，应首先处理好如下三方面关系：

1) 矿区生态修复与城郊型森林公园定位之间的关系。马尾山森林公园是以矿区为基础建立的城郊型森林公园，对矿区采取土地平整、矿区植被修复、森林景观改造等措施消除过去人为对森林环境的干扰和破坏，改造出优美的森林公园景观是公园景观规划的最起码要求。而城郊型森林公园受区位条件影响，往往要求具备观光游览、休闲健身、文化体验、科普教育等综合服务功能，因此，马尾山森林公园建设应将矿区生态修复与城郊型森林公园的多功能建设需要融为一体，合理规划项目建设内容，充分发挥城郊型森林公园的生态、文化和景观效益。

2) 保护原有景观与塑造主题景观园区关系。矿区景观重建是建立在对现有景观进行系统分析基础上的，景观规划应首先遵循“反规划”方法[5]，将原本保存较好的绿色基质和斑块重点保护起来，确保森林公园森林景观和生态系统的自然属性。同时，伴随矿区生态修复而刻意人为塑造的主题植物景观园区，则丰富了森林公园游览主题和文化内涵。因此，公园景观生态重建应协调好原有森林景观保护与主题景观园区建设之间的关系，在合理保护和利用现有森林植被基质基础上，结合主题植物园区建设重点改造矿区斑块景观，提升道路等绿色廊道的景观效果和廊道效应，从宏观上形成基质—廊道—斑块有机连接，原生植被景观和主题植物园区景观交相辉映，主题园区特色鲜明的城郊型森林公园景观。

3) 景观生态修复技术可行与经济可行之间的关系。目前，矿区景观生态修复的途径主要包括矿区毒性处理与污染治理、矿区基质改良、植被恢复、工程安全处理等方式[6]。就马尾山矿区生态修复而言，几种生态修复技术在理论上均可行，但由于公园内负地形采矿区面积较大，如全部采取取土回填后再改良土壤、种植植被，其景观修复成本将是十分惊人的；而如果主要以工程安全处理方式来修复，则很难达到美化景观，建设城郊型森林公园的目的，因此，景观规划过程中既要考虑方案的技术可行性，也要考虑方案的经济可行性。

4.2 生态景观空间重构格局

在对公园现状、发展定位进行系统分析基础上，综合考虑黄梅县城市发展需要，及矿区生态修复方案的可行性，将马尾山森林公园区划为两个资源保育区、一个森林游憩区和一个管理服务区，其中，森林游憩区根据森林资源改造和功能建设需要，分为一个广场和七个主题园区，总体上形成“一环、一区、一广场、两核、七园”的空间布局。

一环： 在利用现有公路或简易游步道基础上，采取构建绿色廊道方式新建和改建部分游道，形成环马尾山快速通行廊道，并与景区内游步道相连接，形成内部互相交错，外环联通顺畅的园区绿道系统。

一区： 在公园中部建设一集景区管理和旅游服务功能于一体的管理服务区，为便于游客集散需要，管理服务区设置中心集散广场。

一广场： 公园2号采矿区开挖程度较深，矿区断面几乎成九十度，矿体开挖体量大，如果采取取土回填后植被恢复措施，其生态修复成本过高。规划采取工程措施与生态修复相结合的手段对矿区周边山体进行护坡处理，并利用矿区开挖后形成的开敞空间，建设一城市型休闲广场。

两核： 在东西两端森林植被保存完好的地区，通过封山育林、风景林改造等工程，保护和提升公园保存较好的原生植被生态功能，使其成为公园的生态绿核。

七园： 结合矿区基质修复、植被恢复等技术手段，以营造景观优美、特色鲜明、富有文化内涵的主题性植物园区为目标，重点建设黄梅园、竹园、四季花园、植物科普园、特色果园、森林游憩园、湿地童话乐园等七个主题园区。

4.3 景观恢复主要技术措施

4.3.1 土地整理技术

土地整理是露天采矿区利用的第一步，根据马尾山森林公园废弃矿区现状，对于坡度小于60°的矿区，可采取随坡就势、小平大不平的自然整理的方法，和利用排土场废弃土对负地形进行回填的方式对高陡坡进行放坡处理，减缓地形起伏，并营造出适宜植物生长相对平缓的立地条件，便于植被恢复。而对于坡度几乎为90°，边坡高度近60m的2号矿区，鉴于矿区峭壁的坡度和高度，拟分三层对边坡进行生态修复和加固，即上层采用“挂双向格栅+植被恢复基材喷附+生态植被毯”的生态修复技术；中层采用“格梁植生法+钢筋混凝土框架内填土植草护坡”的技术；底层采用“浆砌石坡脚挡墙+攀缘植物垂直绿化”。塌陷区部分则采取土地平整方式将塌陷矿区改造成适合建设广场的平整区域。

4.3.2 土壤改良技术

在矿山废弃地生态恢复中，土壤改良是首先需要解决的核心问题。根据马尾山矿区现状，矿区不存在重金属等有毒有害物质污染，土地整理后只有部分矿区能采用熟土覆土，大部分矿区则只能采用生土覆土，因此，需要采取添加粉煤灰增强土壤的透气、透水性能；压青培肥增加土壤有机质含量和改善土壤结构；增施有机肥增加土壤有机肥力；接种内生菌根改善微生物环境等方法对土壤进行改良，以达到改善土壤的物理结构、提高土壤肥力的目的。

4.3.3 风景林改造技术

马尾山森林植被林相单一、树种单调，加之受露天开采影响，形成了由斑块、廊道和基质组成的典型镶嵌格局。风景林改造应在遵循现有植被景观条件基础上，运用林学、景观生态学、风景学和美学等原理，按照“总体规划、分期实施、逐步调整”的原则，来改善森林风景林在结构、品种组成、配植手法、景观形态等方面存在的不足。使公园景观达到规整不失活泼，多彩而不媚俗，浓淡幽静且清新质朴，整体大气又精巧细致的效果。

1) 绿色基质建设。绿色基质建设是在原有森林景观基础上，采用改造与抚育手段，营造生态功能不断增加，蕴涵地方生态与传统文化特点，美学价值不断增强的森林景观。马尾山森林公园绿色基质改造提质工程主要范围包括北斗山生态保育区、硬鸡山生态保育区，以及各矿区间未被破坏而保留下来连接区域。基质改造以当地树种为主，注重乔灌结合，采用疏伐、间伐方式调整原有单一林相密度，补植补造杜英、枫香、银杏、复羽叶栾树、合欢等乡土色叶树种，使风景林因季节变化而呈现出“春山艳，夏山浓，秋山情，冬山淡”的不同季相景观。

2) 生态廊道建设。生态廊道是指具有保护生物多样性、过滤污染物、防止水土流失、防风固沙、调控洪水等生态服务功能的廊道类型。生态廊道是景观生态系统中物质、能量和信息渗透、扩散的通道，是促进景观融合和景观多样性的重要类型[7-9]。公园内廊道建设包括环山自行车游步道和景区游步道建设两部分。环山自行车游步道道路较宽，是公园内快捷的环山通道，规划以桂花和樟树等荫浓、吸尘、观赏价值好的树种为行道树，中间辅以夹竹桃、碧桃、石楠、珊瑚树、海桐、南天竹、含笑、红檵木等灌木树种，林下种植一些花草，组成一道物种丰富、浓荫蔽日、香气宜人的景观廊道。游步道线路两旁营造风景林带，营造过程中力求成荫、成景、成境、成趣；在高大的乔木下种植花灌木及四季草花，增强绿化层次；适当设置园林小品和服务设施；游览路线的下坡栽植大量的红叶树种点缀成红绿相间的风景林带，形成丰富多彩的路景。树种可选用香樟、深山含笑、白玉兰、杜英、湖北海棠、紫荆、蚊母、南天竹、木槿、栀子、杜鹃、日本晚樱、红花檵木、美女樱、矮牵牛、韭兰、吉祥草等。对于视野开阔地带的游览路线，路旁栽植高度不超过1m的常绿花灌木丛，留出视线。花灌木可选择木槿、小叶女贞、夹竹桃、大叶黄杨、西洋杜鹃等。通过景观视线的合理搭配，使游览者在沿途能远眺到黄梅县城及其它自然风光。

3) 特色斑块建设。特色斑块建设目的是在森林公园的景观面上，结合公园生态文化和主题景观园区建设需要，以土壤改良后的露天采矿区为基础，采用营造林技术，选择适宜树种，进行乔、灌、草合理配置，形成景观优美、主题鲜明、内涵丰富的游览观光型主题植物园区。结合黄梅县文化特征及植物区系特征，规划建设黄梅园、竹园、四季花园、植物科普园、特色果园、森林游憩园、湿地童话乐园等七个主题园区。

4.3.4 非生态工程治理技术

受土地条件、经济制约等因素影响，其他塑石、攀岩、服务设施建设等非生物途径也可用于露天采矿区的改造利用，虽然没有直接生态效益，但有时可以根据需要和岩坡的特征，因形就势加以利用，减少投资，改善景观，如上海的松江饭店即是一座以废弃石材矿山为基础建立的五星级度假酒店。马尾山2号矿区由于土方回填工程量过大，排土场土方量远不足于填方需要，而公园区域内正缺乏大型游乐广场，因此，结合投资及城区居民休闲游乐需要，规划采取对矿区峭壁坡面进行分层加固与绿化处理，塌陷区经平整后按照城市广场的模式建设，将采矿塌陷区改造集地方文化展示、娱乐、休闲等功能于一体的半开放型休闲文化广场。

5 结语

矿山废弃地类型多样，应根据实际情况采取不同的措施进行治理。本文以马尾山露天采矿区为例，从矿区景观用地现状、区位条件、资源结构、生态结构与功能、SWOT分析等多角度对马尾山露天采矿区现状进行系统分析；在此基础上对区域用地适用性、景观功能分区进行全面分析，明确景区发展方向及功能分区，并对马尾山矿区生态修复重点工程措施进行了系统研究，系统性的提出了矿山废弃地生态景观规划综合性技术路线及关键工程措施，为我国同类矿区生态修复提供了系统性的技术路线和案例分析。

[1] 宋书巧，周永章.矿业废弃地及其生态恢复与重建[J].矿产保护与利用，2001，10(5):43-49.

[2] 王仰麟，韩荡.矿区废弃地复垦的景观生态规划与设计[J].生态学报，1998，18(5):1992-1999.

[3] 郑小贤，刘东兰. 森林文化论[J].林业资源管理，1999(5):19-21.

[4] 常江，Theo Koetter. 从采矿迹地到景观公园[J].煤炭学报，2005，30(3):399-402.

[5] 俞孔坚，李迪华，韩西丽. 论“反规划”[J].城市规划，2005，29(9):64-69.

[6] 刘海龙. 采矿废弃地的生态修复与可持续景观设计[J].生态学报，2004，24(2):323-329.

[7] 朱强，俞孔坚，李迪华. 景观规划中的生态廊道宽度[J].生态学报，2005，25(9):2406-2412.

[8] 李立新，孙迪. 动态条件下的大地景观生态廊道构建——渝湛国道主干线高速公路(粤境段)景观规划研究[J].规划师，2004，20(10):41-44.

[9] 王薇，李传奇. 河流廊道与生态修复[J].水利水电技术，2003，34(9):56-58.

ReaseachfortheLandscapeEcologicalPlanningofForestParkintheAreasofSurfaceMining——Case of Mawei Mountain Forest Park in Huangmei County of Hubei Province

HUANG Zhe1,XIONG Jiawu1,LIU Yangjing1,QIN Dilan2,LIU Jinshan1

(1.Central South Forest Inventory and Planning Institute of State Forestry Administration,Changsha 410014,Hunan,China；2.Hunan Province Environmental Monitoring Center,Changsha 410014,Hunan,China)

This research put forward a method of ecological landscape planning applied to the open-pit mining areas,after the systematic analysis about the problems of landscape ecology system of the open-pit mining areas in the Mawei mountain forest park.Under the guidance of this method,this research made an overall planning of the Mawei mountain forest park.At the same time,according to the situation of the Mawei mountain open-pit mining areas, and the benefits of landscape ecological system,this research presented the key technologies about the landscape ecological restoration of the Mawei mountain open-pit mining areas.

landscape ecology；landscape ecological planning；depleted mined land；open-pit mining areas；forest park；Huangmei

2012-08-07

2013-01-07

黄哲(1978-)，男，长沙人，工程师，主要从事林业调查规划、森林资源监测等工作。

S731.6

B

1003-6075(2013)02-0026-06