平顶山市北部山区生态修复分区研究

刘萌萌，夏 兵，王永喜

(深圳市北林苑景观及建筑规划设计院有限公司，广东 深圳 518055)

生态修复是以人为干扰促进生态系统的自我调节能力与自组织能力，使其加速向有序稳定的方向发展，最终趋于自然状态演化的过程[1]。我国生态修复工作起源于20世纪80年代，早期多以生态系统重建为途径，修复目标或对象相对单一。进入21世纪，尤其是党的十八大以来，生态修复工程转变为在更大的空间尺度上统筹山水林田湖草各类要素治理。生态修复分区是对生态系统和山水林田湖草自然资源合理管理及持续利用的基础[2]。通过水土保持生态修复分区，明确不同分区的主导生态服务功能和关键生态问题，采用自然和人工措施共同修复生态系统[3]，为配置水土保持生态修复实用技术和治理模式奠定基础。

平顶山市拥有我国中南地区最大的煤田，长期以来煤矿开采引发了一系列的生态环境问题。平顶山市北部山区作为平顶山市生态腹地，受地下煤矿开采影响，生态受损严重。平顶山市政府高度重视北部山区生态问题，希望通过生态修复策略提升区域生态、景观价值，走出生态美、产业兴、百姓富的可持续发展道路，带动平顶山市的经济从“煤炭经济”到“生态经济”的转型。本研究以平顶山市北部山区为研究区，探讨了生态修复功能分区，以期能为区域生态修复提供方向。

1 项目区概况

平顶山市地处北温带和亚热带的过渡地带，属大陆性季风气候区，四季分明；据中国气象数据网(http://data.cma.cn)1961—2005年气象数据统计，年均气温14.9 ℃，年均降水量745.8 mm，年均蒸发量1 490.5～2 825.0 mm；属暖温带落叶林区，植物区系组成以温带华北区系为主，兼有华中及西北高原区系植物；土壤主要为褐土。

平顶山市北部山区位于平顶山市北部，东西跨度约30 km，南北跨度1.5～6.0 km，涉及香山、龙山、擂鼓台、落凫山、平顶山、金牛山等13座山体，面积约106 km2。区域内因长期煤矿开采，地下已经被采空，地下水断层，地面塌陷，土壤质量下降，植被退化，生态服务功能严重受损。根据2017年平顶山市土地利用类型分布图及研究区2019年7月高分辨率卫星遥感影像、1∶5 000地形图，研究区土地利用类型主要有耕地、园地、林地、草地(其他草地)、工矿仓储用地、住宅用地、交通运输用地、水域及水利设施用地等，其中山脚区域以耕地和林地为主，山顶以草地和灌草地为主。耕地、林地、草地为研究区面积最大的3种土地利用类型，面积分别为39.90、14.34、10.93 km2。当地村落多以农业种植为主要经济来源。研究区内有外口水库、陈寨水库、土门水库、观上水库等4个较大水体；西部坐落着始建于东汉末期的香山寺，是区域内现存最重要的佛教文化景点；中部龙山、擂鼓台、落凫山、张寨山等山体分布着众多的采矿遗址和工矿生产地；中部山顶公园是目前区域内基础设施最完善的郊野风景区；东部金牛山生态果园声名远播。

2 存在的问题

(1)土壤贫瘠，塌陷严重。研究区土层薄且分布不均匀，山下土层较厚，山体中部以上逐渐变薄，山顶部分区域土层厚度不足10 cm[4]，同时土壤粗骨性比较突出，多有基岩裸露，土壤贫瘠且保水能力差。常年煤矿开采，多处大小塌陷已连为一体，并呈东西向分布[5]。根据平顶山市矿区统计资料，塌陷区主要位于研究区南部，面积3.39 km2。同时，研究区内遗留有多处煤矸石堆场，面积约0.66 km2。

(2)缺水。缺水是研究区最严重的生态问题之一，具体表现在：降水偏少，且蒸发量远大于降水量；山下大部分为煤矿采空区，山体与深层地下水之间出现断层，土壤保水能力差；陈寨水库和土门水库贮存粉煤灰导致蓄水库容减小。

(3)植被稀疏。受煤矿开采影响，植被生长状况差且种类不丰富，林分结构以中幼龄林为主，缺少优质用材林种，同时人工林造林方法粗放，苗木成活率较低。

(4)水土流失。研究区水土流失以水力侵蚀为主，主要表现为面蚀和沟蚀，强度总体为轻度，主要诱因是人为活动。基于2019年7月卫星遥感影像和现状调研，研究区水土流失主要诱因是农业耕作、采矿和风电开发活动。龙山、擂鼓台、横岭山、落凫山、金牛山、老寨脊山顶沿山脊建设有风力发电设施，风电开发造成了大量的线状水土流失分布。煤矿开采塌陷区产生的地表开裂也促进了水土流失的发生。

3 生态功能区划研究

3.1 分区方法

研究区生态修复的主要目标是修复破损生态系统，恢复北部山区生态环境，提升区域生态屏障功能，同时为市民提供休闲游憩场所。生态修复分区以生态问题和生态功能目标为导向，综合分析研究区的地形地貌、流域格局、土地利用情况、生态系统问题等，从“山水林田湖草是一个生命共同体”的理念出发，坚持保护优先、自然恢复为主的方针，统筹考虑自然生态各要素，按照生态系统的整体性、系统性及其变化规律对生态系统修复进行三级分区[6-8]。

(1)一级分区是基于生态系统按照一定地域有规律分布的理念，以自然汇水流域、山体山脉等相对完整的自然地理单元为分区基础，并辅以经济、文化等一级分区指标进行分区。研究区东西跨度的自然生态状况差异明显，依据自然流域特征进行区划，能尽量保证山体和流域自然生态系统的系统性、完整性，保护以山水林田湖草为载体的生态空间。同时，一级分区应充分考虑区域经济、文化因素的相似性与一致性，发扬区域经济、文化优势，促进生态与经济、文化协同发展。

(2)二级分区是在一级分区的基础上，细化生态与经济发展方向，突出规划功能进行分区。二级分区以生态系统功能为主导，结合平顶山市近期总体规划中文化、经济规划方向，保证各分区规划方向大致相似。二级分区是区域生态修复目标的具体体现，进一步协调生态与经济、文化共同发展。

(3)三级分区属于生态修复模式分区，根据二级分区各斑块立地条件，从生产空间、生活空间和生态空间“三生”空间面临的实际问题进行关键生态问题归纳，分析不同区域主导生态功能，明确生态修复重点区域，提出不同类型生态问题的生态修复和综合整治工程模式。

3.2 分区结果

3.2.1 一级分区

根据地形地貌及流域水文分析，研究区可划分为红石山-蜘蛛山-香山流域、外口水库流域(龙山-擂鼓台-横岭山)、陈寨水库流域(横岭山-落凫山-张寨山-铧角山)、土门水库流域(落凫山-平顶山-张寨山-铧角山)、马棚山-金牛山-老寨脊流域5个流域。根据流域自然、经济、文化的相似性与差异性共划分4个生态修复一级分区，即西部香山景观文化区、中部山体生态恢复区、山顶公园景观游憩区、东部山体农林经济区，见表1。

表1 一级分区结果及修复方向

3.2.2 二级及三级分区

3.2.2.1 西部香山景观文化区

西部香山风景文化区现状主要有风景名胜区(香山寺)、耕地、林地和湿地4种土地利用类型。基于生态修复规划方向不改变现状用地类型，划分为耕地区、香山风景游憩区、香山湿地涵养区、生态林营造区4个二级分区(表2)。

表2 西部香山风景文化区二级及三级功能区划分

其中，香山风景游憩区各斑块之间生态修复目标一致，但植被状况有差异，生态修复模式也不同，因此进一步划分三级生态修复分区，以细化修复方向及措施。将香山寺景观游览功能区域划分为景观游憩区，以维持现状为主；将以中幼龄林为主、需要人为抚育的林地划分为近自然改造区；将植被稀疏、需要植树种草的其他造林区划分为新造林区。在生态林营造区结合研究区发展国家储备林的规划，营造生态用材林，根据区域植被生长情况的差异，划分为近自然改造区、封禁保育区、新造林区3个三级分区。耕地区和香山湿地涵养区区内现状条件一致，不再细分三级分区。改造区64.18封禁保育区42.06新造林区304.02小计410.26合计1 667.12

3.2.2.2 中部山体生态恢复区

中部山体生态恢复区现状主要有耕地、林地、草地、水域及水利设施用地、住宅用地、工矿仓储用地6种土地利用类型，生态修复规划方向以治理水土流失、修复水库生态、营造生态林地为主，是北部山区营造国家储备林的重点区域。因此，将该区划分为耕地区、水源涵养区、生态林营造区及水土功能恢复区4个二级分区(表3)。

表3 中部山体生态恢复区二级及三级功能区划分

其中，在水源涵养区以现状水库为中心，将现状贮灰场划分为水库功能恢复区，水库汇水范围内林地根据植被生长情况划分近自然改造区和新造林区。在水土功能恢复区中，将水土流失斑块划分为水土流失治理区，以治理水土流失为主要目的，因地制宜营造草地或生态林地；大面积煤矸石堆积区划分为土地功能恢复区，通过削坡、整地、客土换填等方式恢复植被。生态林营造区根据植被情况划分为近自然改造区、封禁保育区、新造林区3个三级分区，用于发展生态用材林，大力营造国家储备林。

3.2.2.3 山顶公园景观游憩区

山顶公园景观游憩区现状主要有耕地、林地、水域及水利设施用地、公共管理及服务设施用地4种土地利用类型。该区生态修复规划方向是深度挖掘本土文化，将山顶公园打造成展示平顶山市文化风采的生态修复示范窗口，促进人与自然互动。因此，将该区划分为耕地区、新月湿地涵养区、山顶游憩区及生态林营造区4个二级分区(表4)。

表4 山顶公园景观游憩区二级及三级功能区划分

该区林地生长状况较好，森林覆盖率较高。其中，在生态林营造区，将南侧山体林龄较小的斑块划分为封禁保育区，将西侧森林覆盖率低的斑块划分为近自然改造区。

3.2.2.4 东部山体农林经济区

东部山体农林经济区现状主要有耕地、林地2种土地利用类型，规划方向是营造休闲农林景观，以发展休闲农业、营造经果生态林为主，结合休闲功能的发展需求，打造生态型农林经济区。该区马棚山有部分梯田区域，结合生态修复规划方向，将梯田划分为梯田生态景园区，结合地景艺术，展示丘陵区水土保持农业技术。因此，该区划分为耕地区、梯田生态景园区、水土功能恢复区及生态林营造区4个二级分区(表5)。

表5 东部山体农林经济区二级及三级功能区划分

东部山体农林经济区林地生长状况较好，森林覆盖率较高。其中，水土功能恢复区主要位于东部山脚区域，煤矸石堆积范围大、高度低，以煤矸石治理为主，通过种植穴换土、造林绿化等方式恢复区域植被，划分为土地功能恢复区；将水土流失斑块划分为水土流失治理区，营造草地或生态林地以治理水土流失。将生态林营造区中现状及规划发展农果业的区域划分为经果林区，将区内中部山顶土层较薄的林地斑块划分为封禁保育区，其他区域划分为近自然改造区。

4 结 语

受人为过度开发影响，平顶山市北部山区生态环境遭到严重破坏，急需进行生态修复，以合理管理和持续利用区域水、土、植被资源，促进生态与经济、文化的协同发展[9]。生态修复分区是生态修复措施的基础，生态修复分区的关键是弄清楚地域分异规律、主导生态功能和主要生态问题，明确生态修复重点区域和相应的工程措施，促进国土空间生态品质和功能提升[6]。

(1)从不同尺度划分研究区生态修复功能区，从宏观角度为生态修复提供规划方向，有利于合理安排投资规模和结构，节省人力物力。

(2)研究区生态修复分区结果综合了区域生态、经济、文化等多方面因素，从整体到局部，分区结果具有系统性、科学性和可行性，为区域生态修复提供了一定的依据和指导，为区域生态修复措施配置奠定了基础。

(3)生态修复的目的是修复生境，使区域生态系统能够良性循环，其中植被发挥着至关重要的作用。本研究计划在生态林营造区建设国储林41.75 km2，通过多物种配置，为微生物和动物的生存提供载体，加速促进生态重建。

(4)生态修复是一个持续性的系统性工程，在生态修复分区基础上，根据各分区的区位重要性及生态重要性等区分出优先修复区、重点修复区和一般修复区，并针对性地制定生态修复模式和近远期分期治理方案，优化生态安全格局、提高资源利用效率，以实现生态安全、流域管理、区域经济等可持续发展。