济南城市建设区外山体保护线划定探索及实践

冯泉霖，李洪涛，赵振华，韩琳

(山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队，山东 济南 250014)

0 引言

作为不可再生的自然资源，山体在城市的快速发展过程中的作用日益显著，特别体现在城市空间格局形成、景观风貌塑造、市民休闲娱乐等方面[1]。“山-城”一体成为山水城市空间发展的硬性指标和迫切需要，山体的保护控制成为“生态文明”建设的重要内容[2]。

泉城济南集“山-泉-湖-河-城”为一体，山体是泉水的直接或间接补给区，对泉水保护、水源涵养、空气净化、生态环境改善方面具有重要意义(图1)[3]。济南市山体主要分布于城区及南部山区，总体为南高北低。地貌从南向北主要分为侵蚀低山区、剥蚀丘陵区。南部多为碳酸盐岩山体与变质岩山体，与泰山山脉相接，连片分布形成山区。城区内的山体较为独立，形成山头，如千佛山、英雄山、燕翅山、茂岭山等，城区北部有零星侵入岩山体冒头构成齐烟九点，如华山、鹊山、药山、粟山等。济南市在山体保护线控制、山体修复工程等方面取得了一些经验[4-13]。结合野外调查与遥感技术，划定山体保护线，明确山体保护范围，有效防止破坏山体，保护济南泉水涵养能力，维护济南城市景观。

1 山体保护线划定方法与技术路线

1.1 划线原则

根据《济南市山体保护办法》，山体保护应当遵循生态优先、永续利用、科学规划、分类管理、损害担责、生态补偿的原则。符合下列条件之一的山体，应当列入重点保护名录：①位于泉水补给区和汇集出露区内或者对泉水涵养具有重要作用的山体；②位于风景名胜区、自然保护区、森林公园、湿地公园、国有林场内的山体；③自然形态和生态系统完整、景观原生独特的山体；④重要交通沿线两侧的山体；⑤具有文化、文物保护价值的山体；⑥对城市生态、景观或者居民生活具有重要影响的山体。

图1 济南泉水成因示意图

对重点保护名录中的山体，应当划定山体保护控制线。

(1)山体完整性原则：即必须保持山体和生态系统的完整性。

(2)生态景观保护原则：即具有重要生态价值的山体(如风景名胜区、自然保护区、地质公园、珍稀物种保护地、水源保护地、公益林地、毗邻基本农田和湿地分布区的山体等)必须保护。

(3)地质灾害防治原则：即开发活动可能引发地质灾害隐患的山体必须保护。

(4)建筑物退让原则：即影响山体保护、生态环境的建筑物应逐步退出山体保护范围，维护山体原有的自然形态。

1.2 研究思路

我国许多地方已经开展了山体保护线划定研究，例如烟台、武汉、镇江、重庆等，并编制了山体保护法规及规划[14-21]。总体而言，山体保护线划定方法的研究成果较为丰富，但是由于山体的地形地貌、区位、景观、自然环境等方面差异很大，每个城市对山体保护的要求也不尽相同，以上的山体保护线划定方法尚存在进一步优化的空间。

(1)采用定量的方法划定山体保护线适用性不强。一直以来，研究者试图采用山体坡度或高程等因素定量的分析山体边界，这就需要人为设置一定的数值或参数。例如，以高程25m或50m为限值区分山地和非山地，按照坡度15°，8°或其他数值来界定山体边界，划定山体本体线(核心线)后外延100m或200m作为限建区(保育区)等。由于我国地貌差异较大，山体地形地貌十分复杂，导致目前各地还没有一个普适性的划分山体坡度的阀值。事实上，如果采用固定的坡度界定山体范围，则需要大比例尺高精度的最新地形图，以及详尽的山体坡度数值分析，工作量大，划线过程难以实现。而且坡度分析结果未考虑山体周边地物和土地利用现状等情况，难免与实际不符。

(2)划定多条山体保护线，不利于管控。例如，武汉的山体保护线包括山体本底线和山体保护线两条线，存在生态底线区、生态发展区、禁/限建区与绿线等多个概念；有的研究者提出了划定山体核心线、保育线和协调线等多条保护线的观点。多条山体保护线和多个山体保护功能区划分，不利于山体保护线与相关规划或管控线的对接，不利于政府部门对山体实施保护和管控，影响了山体的保护力度。部分城市的山体保护线划定后，未与城市规划及土地管理信息进行对接，划线成果无法得到应用。

(3)山体保护线划定侧重于山体景观的利用，反而对维护山体自身生态环境完整性考虑不足。在划定山体保护线时，往往重点考虑的是山体周边的建筑如何不遮挡山体，建筑如何与山体景观协调。这样，一方面山体高程和边界影响城市规划中的建筑物布局，另一方面建筑物布局又影响山体保护范围，导致山体保护线划定的主次不明确。究其原因，还是对山体生态环境安全的重要性认识不足，没有充分站在维护山体整体性的角度考虑问题。

(4)以往的山体保护线划定工作主要依据地形图等资料，借助GIS等分析工具，在选取影响因子和指标后进行数值分析计算，得到山体保护范围。一方面其所用的地形图等基础资料的精度难以满足对山体界线进行精细刻画的需求，另一方面，室内分析划线完成后，未采用测量手段对山体保护线划定结果进行验证和核实，也未对山体周边现状情况进行实地调查，导致划线成果精度存在疑问。

1.3 技术方法与路线

济南市山体保护线的初步划定主要是确定山体的山脚线。山脚线是指山体坡面与四周地平面相交的线。山体的形成和演替是一个漫长的过程，从裸露岩石到形成生态系统，演替过程可能需要上百万年的时间。自然山脚线是地质、环境、生物等多种因素共同作用形成的，是山体与周边环境长期交互式协调和融合后，区域生态地质环境处于稳定状态的一种体现。

以自然山脚线圈定山体保护红线，可以确保山体的自然形态完整，保证山体的生态景观与周边环境的统一，维护山体的地质环境和生态系统的稳定性。山脚线的确定技术方法包括资料收集、野外调查、遥感解译、工程点测量、山体的保护线核定、埋设拐点界桩、喷漆拐点标志或标牌标记保护拐点、信息系统建设和综合研究等。

通过野外调查测量与遥感影像解译相结合的手段初步划定山体保护区范围，然后与相关规划、管理信息等进行对接，核定山体保护线，进行必要的调整，确定最终的山体保护红线(图2)。

图2 山体保护控制线划定技术路线图

(1)通过收集相关资料，考虑山体的高程、坡度、地形起伏度、植被覆盖率、景观效果、土地利用情况等要素，综合“坡度邻域搜索”和“地形反转填洼”等多种技术，建立了山脚线识别体系，利用GIS的聚合、筛选和线型优化等功能，融合关系较密切的地形斑块，筛除过小、过远的地形斑块，柔化斑块线型，识别出山体的自然界线和功能界线，考虑山体的功能类别等指标要素，进行叠加分析，在数据库中初步圈定山体范围。

(2)利用收集研究区内最新的高清遥感图像，开展野外山体调查，对山体范围进行现场测量，将测得的山体范围拐点坐标导入数据库中，与遥感解译成果相互验证。

(3)利用软件将各类规划和管理信息转化成GIS格式录入山体保护数据库中，转化成统一的坐标系，然后按照制定的原则和标准对山体保护线进行分析调整，与各种管理信息协调对接，征询县市区意见，确定最终的山体保护控制线。

2 济南城市建设区外山体保护线划定

2.1 山脚线遥感解译

2.1.1 自然状态下的山脚线遥感解译标志

自然状态下的山脚线较圆滑，在遥感影像图上表现为：

(1)植被发育山体的山脚线：植被发育良好的山体上的常绿植物一般都分布到山脚部位，因此常绿的松柏类植物与季节性的草本、灌木植物交接的部位即为山脚线的部位，遥感影像图上表现为细颗粒状深绿暗绿色调与浅亮绿色色调影像交接部位。

(2)植被不发育的山体的山脚线：石灰岩体与地面交接部位，遥感影像图上表现为暗灰色色调夹杂白色斑点与土灰色细颗粒状影像交接的部位。山体坡度较缓周围有农田的山脚线：此种山脚线为梯田与平地块田交接的部位，在遥感影像图上表现为浅明亮绿色色调的密集细条带与浅明亮绿色色调的矩形影像的交接部位。

2.1.2 人类活动形成的山脚线遥感解译标志

(1)破损山体：对部分停采时间长，采石坑范围已经难以辨认的山体，则根据山体的破损立面的位置和高度，适当外扩，预留出山体恢复治理所需要的腹地，便于今后回填土方续坡，栽植苗木绿化。

(2)切坡建房：由于城区内人类工程活动极其频繁，修路、建房等工程活动对原生态的山形改造较大，因此部分山体的山脚线也被周围的公路或房屋建筑重新的塑造，此类山体的山脚线是山体与房屋建筑和围绕山体修建的道路交接部位。

建筑房屋分为民房和市区楼房，遥感影像中民房的表现为按规律排列的暗灰色似正方形图像，市区楼房表现为暗黄或暗灰色等色调的长矩形图像。遥感影像图中的柏油公路表现为黑色或暗灰色长条带，条带边界清晰，两侧有亮绿色粗线条；水泥混凝土公路表现为亮白色长条带，条带边界清晰，两侧有亮绿色粗线条；乡间土路表现为亮白色或暗黄色细长条带，边界清晰度较差。

(3)紧邻道路：一般是修路过程中开山形成的，对山体的自然形态进行了改造，且无法恢复，根据尊重事实的原则，沿道路初步确定山体保护红线。

2.2 野外地质环境调查工作

依据收集到的相关资料，结合遥感解译成果，对研究区内的山体开展野外地质环境调查。山体地质环境调查的内容包括山体的基本信息、区位、地质环境问题、地貌、山体的破坏情况和生态景观情况、山体周边的道路、建筑物、土地占用等情况。调查采用现场勘查、拍照、工程点测量等手段，查明山体的地形地貌景观特征和地质环境现状，实地测量山体的范围。

2.2.1 自然状态山脚线

自然状态山脚线一般存在于山形保存完整，无开采破坏，且无紧靠构筑物的山体。该类山体的坡度较大，山前平地较开阔，山脚线较易判别(图3)。

图3 自然山脚线的划定

2.2.2 人类活动形成的山脚线

以往开山采石形成的采石坑，或者是开发建设活动，致使多处山体原有的自然山脚线遭到破坏。开采形成的破损山体，原则上是沿采石坑外边缘划定保护红线；对部分停采时间长，采石坑范围已经难以辨认的山体，则根据山体的破损立面的位置和高度，适当外扩，预留出山体恢复治理所需要的幅地，便于今后回填土方续坡，栽植苗木绿化(图4)。

图4 开采形成的山脚线的划定

对切坡建房的情况，由于建筑物边缘或围墙紧邻山体，山体的自然山脚线已经被破坏，若建筑物为明确的非法建筑，则不考虑建筑物的范围，根据山体的自然形态推测出山体的原有的山脚线位置，其余情况则根据尊重事实和物权的原则，以建筑物围墙的外边缘初步确定山体保护红线(图5)。紧邻道路的情况一般是修路过程中开山形成的，对山体的自然形态进行了改造，且无法恢复，根据尊重事实的原则，沿道路初步确定山体保护红线(图6)。

图5 建设活动形成山脚线的划定(建筑物权属合法)

图6 紧邻道路的山脚线的划定

2.3 山体保护线核定

2.3.1 核定的内容

初步划定的山体保护线核定的信息主要包括管理信息及规划信息，包括济南市土地利用总体规划、济南市城市发展总体规划、济南市矿产资源总体规划等；土地管理信息，包括土地发证信息、供地信息、土地收储信息、建设用地信息等；济南市园林规划信息、水利部门编制的河道生态保护线信息等。

2.3.2 核定的原则

(1)与现状建设信息衔接：现状已建、在建的合法建设项目及道路不纳入山体保护范围；现状违法建设项目纳入山体保护范围；现状成片村庄和墓地，有证的不纳入山体保护范围，山腰零星建筑物纳入山体保护线范围。合法、违法建设的界定，是以国土、规划手续是否齐全为标准一、与土地利用总体规划、城市规划等规划信息衔接(图7)。

图7 山体保护线与现状建设信息衔接

(2)与未建项目相关信息衔接：已供地或已发土地证，未建的项目，原则上不纳入山体保护范围，规划审批文件中明确注明为山体绿地的范围，纳入山体保护区。已收储，未供地项目：尚无意向用地，按照现状实际山脚线确定山体保护线范围。已征收、未出让的土地：原则上不再出让，不再新设置项目。

(3)与土地利用规划、城市规划等相衔接：查询济南市土地利用总体规划、济南市城市总体规划、控制性详细规划等规划信息，对山体保护线范围进行调整。邻近山体或山体范围内的非建设用地范围纳入山体保护范围，建设用地目前无建设项目且未供地的范围，纳入山体保护范围。城市规划中与山体相关联的公园、小型绿地、小型郊野绿地纳入山体保护范围。山体临路一侧的道路绿化带(含高速公路绿带)、高压线防护绿带，纳入山体保护范围。城市规划中位于山脚线内的零星市政用地，划入山体保护范围。

(4)与风景名胜区保护范围相衔接：针对中心城建设区内的山体，如涉及千佛山风景名胜区范围，取山体山脚线与风景名胜区保护规划范围线(含一级、二级、三级保护区)的合集，同时结合其他划定原则，划定山体保护线范围。

(5)与河流水系控制线相衔接：河流水系保护线与山体保护线相冲突的，对有冲突的区域，山体保护线退出河道保护线范围，实现无缝衔接。

根据划线原则和技术方法路线，先后划定了济南市260座山体的保护控制线，建立了济南市山体保护数据库，通过实地勘测定界，埋设了山体保护界桩，明确了山体保护范围，为济南市山体保护工作奠定了基础(图8)。

图8 济南中心城建设区外山体保护区图

3 结语

通过野外调查测量与遥感影像解译相结合的方法，初步划定山体保护区范围，然后与相关规划、管理信息等进行对接调整，确定最终的山体保护红线。通过构建山体保护控制线划定的技术路线法和技术要求，可用于指导城市山体保护和规划建设。山体保护线矢量数据已经纳入济南市“一张图”管理系统，用于指导城市规划和用地审批，相关研究成果经公示后推广，在政府部门、科研院所和企事业单位都得到了广泛应用，效果良好。形成了《济南市山体保护办法》，为济南市的山体保护提供了依据，是山体保护工作的有益尝试。