北京市浅山区地质资源环境现状及保护对策刍议

李方震　方同明　赵勇　何静　霍雨佳

关键词：浅山区;地质资源禀赋;地质资源环境问题;对策建议;北京市

“浅山区”并不是严格意义上地质学科名词，它是集自然地理、生态服务及社会经济等学科于一体的“综合性”概念，地区不同，其概念的严格界定也有所不同。《北京市浅山区保护规划（2017年—2035年）》统筹考虑地形地貌特点和城乡治理要求，以高程100～300m的浅山为基础，以乡镇（街道）为基本单元，主要包括第一道山脚线穿越的平原和浅山交界地区，以及300 m等高线穿越的浅山和深山交界地区（不含密云水库以北地区），并将中心城区及新城集中建设区范围予以调出，形成北京市浅山区保护规划范围，共涉及海淀、丰台、石景山、顺义、昌平、房山、门头沟、平谷、怀柔、密云等10个区、66个乡镇（街道），总面积约4833 km²，占市域面积的29.5%。考虑到“浅山区”的概念既有自然属性又有社会经济属性，本着地质工作为规划服务的目的，本文讨论的浅山区范围即该规划的范围。

北京市独特的地理位置，造就了绵长的山地平原交壤地带，浅山区承载着重要的生态服务功能，其保护和开发利用对北京市具有十分重要的战略地位。依据《北京市浅山区保护规划（2017年—2035年）》，践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的方针，走生态良好的文明发展道路，建设美丽中国，巩固首都重要的生态屏障成为当务之急，对北京市浅山区地质工作也提出了新的机遇和挑战，尊重自然规律，加强浅山区多层面生态地质环境系统研究已迫在眉睫。北京市地质资源环境工作程度较高，但浅山区范围以往地质工作主要为1：50000区域地质调查，并未开展多要素综合地质调查工作，本文在以往工作成果基础上，对浅山区地质资源环境现状进行系统分析，并提出保护对策建议，以期支撑浅山区开发利用。

1淺山区地质背景

1.1地貌特征

北京市浅山区位于山地和平原两大地貌单元过渡带（图1），处于我国地势格局的第二阶梯与第三阶梯的分界线处。北京的山系由北部燕山山脉（军都山）和西部太行山脉的余脉（西山）组成，两个山系的地质构造特征不同，其浅山区的地貌形态差别悬殊。按照所属山脉分为西部浅山区和北部浅山区。北部浅山区受断裂（如南口山前断裂、二十里长山断裂）控制明显，一般山地与平原分界线平直，如昌平南口山前、顺义东山，密云牛口峪至怀柔河防口一带。西山受褶皱构造（如九龙山一香峪大梁向斜、北岭向斜等）控制作用明显，浅山区一般呈现出低山—丘陵—平原的渐变过渡，石景山、门头沟、房山等地表现较明显。

浅山区跨越太清河、永定河、北运河、潮白河、蓟运河五大水系，是山区河流流向平原的必经之路，因此地貌受河流地质作用影响较大，既有剥蚀地貌（低山、丘陵、山前台地），又有侵蚀堆积地貌（洪积扇、沟谷及阶地、冲积锥、溶洞），还有其他构造地貌（如夷平面）、风蚀地貌（如房山花岗岩）等，类型复杂多变。

1.2地层及岩浆岩

西部浅山区出露的地层主要以中元古界长城系和蓟县系、下古生界寒武系—奥陶系碳酸盐岩为主，其中在海淀区域出露有上古生界—中生界石炭系、二叠系及三叠系碎屑岩;出露房山岩体和阳坊岩体，岩性以花岗闪长岩为主。北部浅山区主要出露中元古界蓟县系碳酸盐岩及中生代侵入岩，在密云、怀柔及昌平地区出露有新太古代片麻岩系（鲍亦冈等，2001）。

1.3地质构造

浅山区构造上位于中元古代—中三叠世燕山—辽西裂陷带和始新世—全新世华北盆地2个三级构造单元的交汇部位，跨越了4个四级和5个五级构造单元，夏垫断裂、黄庄—高丽营断裂、南口—孙河断裂、紫荆关断裂等区域重大断裂均穿越了该区域。房山变质核杂岩、云蒙山变质核杂岩的伸展构造形迹和十三陵推覆构造的挤压构造形迹，在该区域均有不同程度表现，形成了现今的复杂的构造格局（北京市地质矿产局，1996）。

2浅山区地质资源禀赋

2.1固体矿产

北京市浅山区蕴藏着丰富的矿产资源，已查明资源储量矿产地247处，涉及10种矿产（《北京市矿产资源储量表》（2018年））。西部浅山区以石灰岩、建筑石料（大理岩）及煤炭资源为主，其中汉白玉大理岩自古以来作为皇家建筑材料，是珍贵矿种;北部浅山区主要蕴藏丰富的铁矿（密云一带）和石灰石资源;浅山区冲洪积扇和主要河道内蕴藏着丰富的砂石资源。

2.2水资源

北京五大河流均穿越了浅山区，水资源较丰富，北京市主要水库如密云水库、怀柔水库、十三陵水库、响潭水库、德胜口水库、海子水库等均分布在该区。区内碳酸盐岩地层岩溶裂隙十分发育，形成了丰富的岩溶水。浅山区泉水丰富，北京市32个一类泉中有27个分布于该区。泉水出露的地方，往往是形成村镇的重要条件之一，也是当地居民生活和农牧林业等的重要水源。

2.3土地资源

浅山区土地资源类型多样，主要类型8种，详见表1。

调查结果显示，房山石楼一窦店一琉璃河、坨里地区以及昌平区流村、南口、十三陵等区域存在富硒土地资源（郭莉等，2012;黄淇等，2013）。其中：窦店一琉璃河一带富硒土壤面积约28 km²;十三陵镇和延寿镇分布有大面积高硒土壤区，高硒土壤主要分布在十三陵水库北、德胜口、老君堂，以及延寿镇下庄和连山石地区，可为昌平区富硒资源的开发与利用，打造富硒特色农业，建立富硒产业基地等提供地质依据。

2.4地质遗迹及自然景观

不同时期各种地质作用形成了丰富的地质遗迹资源，如绚丽多彩的岩溶、火山岩、花岗岩等奇特地质景观。发育于浅山区的房山世界地质公园，有丰富的喀斯特地貌，有闻名世界的古人类古文化类周口店遗址。区内也拥有丰富的人文景观，且绝大多数都是重要的历史文化遗产，如颐和园、商周遗址以及潭柘寺、戒台寺、碧云寺等宗教文化寺庙园林。北京市地质研究所（2014）的调查结果显示，浅山区范围内的地质遗迹共有28处（表2）。

2.5地下空间资源

地下空间是迄今尚未被充分利用的一种自然资源，具有很大开发潜力。地下空间资源是指在城市地表以下一定深度范围内，在现有经济条件、地质条件约束下，能开发利用的土层或岩层中天然形成或经人工开发而成的空间（郑桂森等，2017）。由于开发利用集中在地下，地质条件决定了资源的开发利用方式和布局。浅山区地貌多以台地、丘陵及洪积扇为主，地下空间资源开发利用可在地势平坦、第四纪沉积层较厚或是岩性较好、岩体完整的地层中进行。

2.6浅层地热能资源

北京市浅层地热能的应用最早在中心城区，现已逐步向远郊新城、重点镇和山区发展（柯柏林等，2019），但多数仍集中在平原区，山区、浅山区利用较少。大部分规划新城、新农村建设中的重点城镇以及一些功能区开展了区域浅层地热能资源潜力评价工作，结果显示，平原区具有丰富的浅层地热能资源，其资源潜力每年可为7.21亿m²的建筑进行供暖。结合浅山区建筑特点，应充分利用浅层地热能清洁能源为农村进行供暖，逐步开展浅山区重点区域浅层地热能精细化勘查评价工作，采用更适合于山区地质条件的开发利用技术方法，高质量推进浅层地热能在浅山区的广泛应用，为构建安全、绿色、低碳的供暖体系提供助力，有效服务浅山区的生态建设。

3浅山区地质资源环境问题

地质环境系统是影响人类生存与可持续发展的重要组成部分。浅山区作为生态涵养重要功能区，是保障首都可持续发展的关键区域，但目前仍面临着比较严峻的地质资源环境问题。

3.1地质灾害问题

北京市浅山区总体上处于地质灾害中—低易发区，而在房山张坊和周口店、怀柔怀北等地区则处于高易发区，其地质灾害类型以崩塌为主。以往房山、门头沟地区曾进行过长期的煤炭开采，形成了众多采空区，存在因采煤引起的潜在矿坑塌陷风险（黄来源等，2015）。据北京市地质灾害统计台账（2020）数据显示，涉及浅山区的地质灾害隐患点达2090個，近年来浅山区主要公路沿线和村庄崩塌灾害也时有发生，其危害程度不容忽视。

3.2水资源和水环境问题

20世纪80年代至南水北调水进京前，连续枯水年造成了地表水资源不足，加之地下水超采严重，致使地下水位持续下降，部分地区地下水漏斗显著。浅山区河流断流、水库干涸、溢出带泉水（如玉泉山泉、白浮泉）消失、土壤包气带变厚、湿地退化以及水质变差等问题日益凸显。

随着南水进京，落实压采措施，并相继实施潮白河、永定河和部分河湖生态补水工作，平原区地下水位有了回升态势（任永强，2021），2020年春季永定河生态补水期间，平原段地下水位上升区最大升幅超过了5m，山区段地下水位最大升幅近24 m（李海军等，2021）。持续的南水北调工程实施和相关政策措施，保障了浅山区水资源与水环境的不断改良，但浅山区作为永定河和潮白河流域水源补给和保护的地带，水资源保障风险依然存在。

3.3矿山环境问题

历史上浅山区曾进行过灰岩矿、煤矿、板岩矿、黏土矿（烧砖用）等规模开采和乡村、个人小规模的开采，诱发了不同程度的地质环境和景观环境问题。矿山地质环境问题主要是因开采改变原有的地形地貌，岩土体力学失衡，形成的采空区域，影响了山体、斜坡的稳定性，导致岩土体开裂、崩塌和滑坡等次生地质灾害频发（房山、门头沟）煤矿采集区，存在地面塌陷及裂缝。生态环境问题主要是矿山建设和生产过程中破坏植被以及占用耕地，矿山“三废”污染空气、水、土壤，极易引发矿区水土流失和土地荒漠化，造成生态系统破坏及生态平衡失调。景观环境问题主要是矿山开采损害地质遗迹和自然景观。

3.4工程地质问题

随着人口的增长和土地资源的日趋紧张，浅山区逐步成为城市建设重要的区域。由于其所处的特殊的地理及地质背景，工程地质条件多变。其岩土工程问题主要有斜坡稳定性、复杂地质条件下的不均匀地基以及特殊岩土等（周本刚等，1993;郝兵等，2013;吴言军等，2016）。在山前丘陵地带、冲洪积平原、斜坡地带以及河道间洼地，普遍会发育软弱土、膨胀土、风化岩、湿陷性黄土和残坡积土等一些不良特殊土，如昌平十三陵镇王庄村—西李庄村一带，平谷英城村至马坊一带、东鹿角村、岳各庄村及平谷城区南部等地分布的软弱土，厚度不等，最厚可达十余米。房山山前局部分布有膨胀土，具有显著的吸水膨胀和失水收缩性。

4浅山区开发利用地学保护对策

4.1以“生态+”的思维，及时开展浅山区高精度综合地质调查和资源环境承载能力评价

为更好地服务于浅山区规划建设、经济发展及保护规划实施，依据可持续发展理念和地球科学系统思想，从浅山区地质资源禀赋和所面临的主要地质资源环境问题，针对性开展高精度综合地质调查评价。选择崩塌、滑坡、泥石流、构造稳定性、地面塌陷、水土环境和地质遗迹作为评价因子，开展多要素地质环境承载能力评价;以地质灾害发育程度、水土环境背景及现状和地质遗迹资源禀赋为指标进行承载本底和承载状态评价;综合国土空间功能定位，选择集成评价因子，对区域地质条件适宜性进行评价。

4.2以矿山环境修复为契机，促进浅山区生态效应的可持续发展

牢固树立“绿水青山就是金山银山”的新发展理念，坚持遵循人与自然和谐共生，充分考虑矿山生态破坏地区的地质背景特征、生态破坏程度和土地属性，遵循自然规律，因地制宜，选择有效手段和技术方法，科学制定生态修复方案。

《北京市浅山区保护规划（2017年—2035年）》明确提出：“到2025年，地质环境整治率和矿山土地复垦率分别达到60%和40%;到2035年，地质环境整治率和矿山土地复垦率分别达到90%和80%。环境干扰较小的矿区采取自然封育或适度干预方式，充分利用自然再生能力恢复植物群落。到2025年，矿山绿化覆盖率达到70%，到2035年达到100%”。按照“宜林则林、宜草则草、宜岩则岩”原则，因地制宜，加强废弃矿山治理和生态景观修复。高陡边坡金属及非金属废弃矿山的修复，以自然恢复与人工修复相结合方式为主，既消除地质灾害隐患，又最大限度保留地质遗迹，如密云沙厂铁矿矿山;砂石采矿坑除人工修复和土地复垦外，还可以根据地质条件适当保留一部分作为深水坑，加大下游地下水的补给力度，如昌平流村的砂石矿坑;具有较高遗迹价值与风景游憩利用潜力的矿区，应加强崖壁坑潭、残垣器械等矿山遗迹及采矿工具的保护，建设矿山公园和郊野游憩地，发掘地质与矿业科普教育场地，打造特色旅游和宣传产业，如房山大石窝汉白玉矿山。

4.3以综合治理为主，消除地质灾害隐患，防范地质灾害风险

浅山区的治理工程主要有地质灾害治理、河道整治、防洪工程、矿山环境治理、林业生态建设、生态修复等，涉及的专业广、领域多，应加强统筹协调，做到一项工程能见到多个成效。在地质灾害易发区，应采用绿化、地质灾害治理及河道治理等相结合手段，提升地质灾害治理和风险防范力度。对地质灾害高易发区的重大地质灾害隐患应优先安排工程治理，并加强以生态保护为主的综合治理，治山与治水、治沟与治坡相结合。合理利用浅山區的土地资源，根据地形地貌条件，宜林则林、宜耕则耕，全面提升地质灾害风险防范能力水平。

4.4加强浅山区水源保护，提升生态涵养功能

浅山区水源的优劣直接影响着平原区的水资源及生态环境质量，加强水源地保护并提升其涵养功能至关重要。首先，考虑到各流域水源禀赋条件存异，应以流域为单元，有针对性地开展河湖湿地的水源保护和生态修复。如永定河山峡段流域，主要出露新元古代、早古生代及中生代地层，汇水面积大，支流河谷切割较深，应注重对该流域地表水的保护和涵养，以保障优质水源。其次，应加强对水源生态涵养区的保护力度，提升其生态涵养功能。水源生态涵养是水源系统和生态系统的有机结合，是从水一生态整体系统的思路开展水源生态保护和涵养工作。为此，可以根据地貌和地质条件，在河道汇合处、山间和山前洼地、人工洼地等，修复和建设生态湿地，以实现水源的生态涵养目的;也可以开展综合性的生态用水需求分析，适度增加重点河湖生态用水，既能提高区域的生态效益，又能增强河湖水体的流动性，从而提高水体的自净和纳污能力。第三，应加强对污染源和污染水体的治理。如加强治理村镇、旅游景区污水、垃圾、沟道和面源污染，同时强化水源涵养区的林地管护，并加强滨河滨湖地带的生态建设等。

4.5加强优质富硒土壤保护和开发力度

房山和昌平浅山区的富硒土壤为特色农业的发展提供了良好的基础，应加强科学布局和合理开发利用（俞孔坚等，2009），通过富硒产业链的开发，打造集富硒产品生产、加工、旅游为一体的生态富硒产业带，为特色乡镇建设做好服务。

一是开展大比例尺（1：2000—1：10000）的土壤地球化学调查评价工作，结合土地利用现状、功能及规划，进一步查明可供利用的富硒地详情，建立富硒耕地数字档案，为富硒土地的规划、开发和保护提供科学依据。

二是对富硒区农作物进行富硒效果的系统评价研究，并开展必要的作物种植试验。适宜的富硒产品种类需结合地质背景及当地产业规划，开展详细的样本采集以及作物种植试验，研究评价富硒效果。

三是进一步加强对土壤中富硒成因机理的研究。房山区富硒土壤受大石河流域的控制十分明显，具有成土母质被水系携带而迁移的特点，推断其成因与西山煤系地层有关（黄淇，2013），但详细的富硒土壤成因及其水土环境条件还需开展探索研究，对于科学开发富硒农产品十分重要。

四是为富硒土壤的保护和可持续利用，开展必要的水土环境监测工作。对土壤硒含量要做到长期动态监测，同时加强对水、土环境质量背景监测，提高土壤和作物中硒的聚集水平，提高土地的产出价值。

5结语

“浅山区”既有地质与地理的自然属性，又有行政及经济等社会属性，已成为国土空间规划方面的常用术语。北京市出台了《北京市浅山区保护规划（2017年—2035年）》，为加强首都生态涵养区建设和保护提供更加系统的措施，也为地质工作提供新机遇、新挑战。践行地质工作有效服务规划和城市管理工作的理念，提升地质调查工作的实效性，应以“生态+”模式，以解决需求问题为目标，开展自然资源与生态环境综合调查与评价工作，为浅山区资源保护和利用、地质灾害防治、生态修复、绿色低碳发展等提供地质支撑，更好地发挥好地质调查工作的基础性、先行性作用。