候鸟归林——冬奥高山滑雪中心生态修复研究实践*

文/中国建筑设计研究院有限公司 朱燕辉

0 引言

2015年7月31日，国际奥委会正式宣布北京获得2022年第24届冬季奥林匹克运动会举办权，确定2022年冬奥会及冬残奥会由北京市和河北省张家口市联合举办。这是我国历史上首次举办冬季奥运会，中国也成为第一个实现奥运“全满贯”（先后举办奥运会、残奥会、青奥会、冬奥会、冬残奥会）的国家。践行“绿色奥运”理念，举办一届具有丰富科学内涵的“可持续的冬奥会”是中国对国际社会的庄严承诺，生态环境保护成为北京冬奥会重要的工作内容和工作亮点，是实现绿色奥运的重要举措。

1 项目背景

冬季奥运会雪上项目在野外进行，场馆和赛道建设与运营将在一定程度上干扰山林生态环境，面临不可避免的生态问题。延庆赛区承办高山滑雪、雪车、雪橇3个大项的比赛和20个小项的比赛。赛区位于延庆区张山营镇西大庄科村以北、小海坨山以南，总用地面积约16km2；共建设竞赛场馆和非竞赛场馆4个，其中2个竞赛场馆为国家高山滑雪中心和国家雪车雪橇中心，2个非竞赛场馆为延庆奥运村和延庆山地媒体中心（见图1）。赛区山高坡陡、峡谷深长、峰峦连绵起伏、岩石风化强烈，在各类奥运场馆设施建设过程中，雪道、雪车雪橇、奥运村及市政设施道路等干扰和占压了森林和草甸植被，建设中的临时占地也会形成裸露地，若遇强降雨易发生水土流失，甚至出现滑坡、泥石流等地质灾害，人为活动对下游水库的水质存在潜在不良影响。森林生态系统亟待恢复，候鸟渴盼归来。

图1 国家高山滑雪中心范围

2 生态研究基础

人为破坏的植被自然恢复缓慢，迫切需要得到及时修复，否则将引起更大的生态环境问题，生态修复是减少人为对自然干扰的主要措施。在高山滑雪中心生态修复实施前，《北京冬奥会延庆赛区核心区总体规划环境影响评价环境保护措施责任矩阵表》（简称“矩阵表”）的编制和《生态环境修复规划》作为重要的环境保护措施，指出《生态环境修复规划》至少包括“提出施工期森林生态修复与优化方案、临时占地生态修复技术、雪道植被维护及森林经营方案”具体工作指南，实施效果为“控制水土流失，控制雪道水土流失，优化森林生态系统，提升生态系统服务功能”。

针对延庆赛区工程建设对森林、草地等不同类型生态环境的影响，《生态环境修复规划》提出的生态修复措施，主要用于指导森林生态修复与优化方案、雪道植被恢复与维持技术方案、亚高山草甸保护与恢复技术方案、裸露边坡生态修复技术方案及表土剥离与利用技术方案等。

3 高山滑雪中心生态修复策略

3.1 伴随式设计工程

高山滑雪中心实施面积大、标段较多、布局分散，在冬奥高山滑雪中心生态修复中历经生态协同、科学规划、科研伴随、现场设计四大过程，多专业、多管理部门联合作业，面临持续时间久、设计条件随时变化、工作任务监督角度多样等现状，要求做到国际形象样板化、时序响应迅速。通过点线面全域关注，依据高山赛区场馆功能、各类雪道修复场地立地条件及建设设施过程需求，应对不同时空的差异化策略，打造了伴随式设计的工程示范。

深幽翠谷、层林起伏、绿草如茵，一如往昔，在这个冬季是冰雪与自然美的邂逅，体育精神与生态自然力量的完美融合。高山赛区面域大、海拔高，修复内容包括竞技雪道及边坡、技术雪道及边坡、市政道路及边坡、制雪附属服务设施、山顶出发平台、中间平台、竞技结束区、索道转换站等建设场地，涉及点线面不同类型的生态修复面积约105hm2。

3.2 生态修复规划理念

高山滑雪中心生态建设修复践行新时代生态文明思想，遵循自然生态规律，同步“近自然，巧因借”的生态修复总体规划理念，以加速高山山地森林生态系统恢复，对受损生态系统进行生态修复和保护为目的，遵循生态自然规律，辅助人工措施，加快自然植被恢复，成为北京高海拔地区生态修复建设的典范。

在赛区动“第一锹土”前，即开始现场的研究协同，景观、林业、水土、生态、地质灾害等设计师和专家踏勘赛区每寸土地，先期开展全区生态环境本底调查，对山体、土壤、水文、动植物情况等进行详细调研，用身体丈量大自然的绿色基底，为后续开展生态系统保护和制定修复规划提供科学决策依据；并以此调研成果为依据，严格划定赛区生态红线工程坐标，明确植被保护范围。在维护生态安全格局稳定的前提下，以低干扰的态度使奥运设施建设对生态环境的影响降至最低。

4 高山滑雪中心“六大生态修复措施”框架落实

为保障生态理念贯穿赛区建设全周期，设计团队“伴随式”深度服务赛区生态建设达6年之久，其中驻场设计2年，全面、科学、严谨、精细地逐步推动赛区生态建设工作。同时，以生态团队规划初期编制的“矩阵表”作为总体生态建设纲领，提出“六大生态修复措施”，即表土剥离与回用、亚高山草甸保护与恢复、裸露边坡生态修复、森林生态系统经营、水域生态修复、动植物资源保护，并逐一落实。

4.1 最美雪道的诞生，见证大自然自我修复的力量

国家高山滑雪中心总体规模大，雪道沿山脊、沟谷分布，海拔1254～2198m，垂直落差逾900m，坡度为0～69.4%，地形复杂。雪道建设过程中将地面原有林木、灌丛、草本地被及表土层清除。实施雪道土石方整平后，进行雪道及边坡草种地被修复。高海拔地区绿化机械施工困难，造成少土甚至无土栽植作业环境，同时存在特殊海拔段无种源的难题。为解决这一难题，设计结合立地条件，研究坡度与海拔特征，分区制定草种复绿方案，形成三大海拔区间五大分区坡向植被群落的设计方案（见图2）。随施工随修复的伴随式设计有效针对亚高山草甸区域雪道坡面草甸修复方案进行灵活调整。面对无水的困难，结合自然气候雨雪时空分布特点，抓住赛季人工造雪覆盖及融雪时机，解决了草种初期生长所需大量水资源的问题，从而避免高海拔人工养护的高成本投入。充分利用自然规律，并信任自然生长的力量，合理组织方案，以伴随设计施工一体化方式，减小甚至避免了非赛季裸露雪道遭受汇流雨水和雪水冲刷可能造成的面蚀和沟蚀风险。历经一年半的人工修复，D2雪道及周边修复区所在海拔的天然气候优势和坡度优势明显，草木长势旺，高山早熟禾尽显建坪草种的优势，植被恢复快，草灌生态修复进程发展健康。在结束区仰止高山雪道，葱葱绿草，深深林海，高耸平滑的坡面好似运走有力的笔锋，绿色之河穿梭于峻岭之间，浓淡相宜，让人感受到运动力量与生态修复的完美融合（见图3）。这一切都离不开伴随式生态修复建设，离不开生态建设系列技术。

图2 近自然演替植被恢复

图3 最美雪道——D2雪道

4.2 开启种子基因库——表土剥离、客土回用

表土被喻为种子基因库，是保持原生态资源的最佳介质。由先期调查与试验所得数据可知，赛区阔叶混交林区域土壤中含有23科40属49种灌木、草本植物种子。表土剥离工程依据赛区施工时序采取“随建设随剥离”的原则进行，先后分时序、分区域进行在地调查，形成《表土剥离方案》作为后续表土施工图及实施依据，建设初期需合理进行建设区内表土剥离，收集保护表土资源，随建设随修复，优先利用剥离的表土进行造地复垦，还原种子基因库的生态修复与重建。

明确剥离表土的利用位置特征，其主要集中在生境保护、边坡工程和景观营造3个方面。实施框架重点在于制定完整的表土剥离实施流程，包括表土资源调查、表土剥离施工图纸绘制、表土实施工程方案编制、现场表土剥离伴随实施四大步骤。

1）表土资源调查 提出估算表土量，初步提出剥离分区，明确土壤种子库分布，确定合理剥离厚度界域。

2）表土剥离施工图纸绘制 结合高程图精准绘制剥离分区范围坐标、剥离量及获得剥离种子库内容植物种类。

3）表土实施工程方案编制 结合高山施工程序划定表土存放及利用工作表，秉承优先利用、就近利用、适时利用原则，联合施工组织计划细化设施要求。

4）现场表土剥离伴随实施 在项目区内剥离表土无法满足各方面需求的情况下，从延庆区及周边区县调集客土，避免从立地条件差异显著区域调集，以防物种入侵及病虫害暴发。

4.3 小海坨修复——亚高山草甸恢复

1）抓住时机是根本 高山赛区出发平台、高山竞速比赛出发地所处的小海陀1800～2200m海拔区域分布大面积亚高山草甸。为保护这一珍稀草甸生态系统，生态修复设计针对施工的时机时序进行严格控制，施工前期及过程中对草甸采取随剥离随修复的态度。

2）试验总结打前战 结合国内外草甸修复经验及高山滑雪中心的建设时序，最终确定草甸恢复策略为剥离移植和重建。在草甸区域设施建设之初，开展了5组草甸剥离移植研究。研究结果提出保证3个月内剥离及回铺利用的最佳有效时间。通过自然季节辅助人工初期强养护的方式最大限度延长草垫活性。试验总结最适合的剥离规格及厚度以保证草皮根系的成活率，从而保证回铺后草皮的存活和生长效果，最终移植回铺利用2400m2草甸。巧用根系的蔓生优势，扩大回铺范围，有效提高原生亚高山草甸恢复面积。亚高山草甸区根据立地条件最终形成保护区、草甸非剥离区、草甸剥离区、草甸移植区及草甸回铺区。

3）生长环境最重要 亚高山草甸生态系统植被类型单一，没有乔木生长，偶有少量小灌木，主要包括苔草草甸、紫苞风毛菊草甸、银背风毛菊草甸及叉分蓼草甸4种类型群系。土层瘠薄，一旦剥离破坏则很难恢复。在修复过程中以部分客土与剥离区草甸土适度混合，寻找到原生群系基因完全留下的途径。由于施工时序问题，在市场可采购的种子中确定以草种及原生外购草种混播形成新的草甸表皮。经过一年半的人工修复，恶劣环境的亚高山草甸挺过严寒，像往常一样开出胭脂花。

4.4 候鸟归林——近自然森林经营

赛区受干扰区域生态修复区域及设施周边形成的裸露地易发生生物入侵，导致生物多样性丧失。设计团队通过对《延庆赛区生态系统本底资源调查报告》的研究，在冬奥高山滑雪中心森林生态修复及提升风貌区域提出“近自然”修复理念，按原有生态系统规律，尽量减少人工痕迹，以保证修复植被群落与周边原生植被群落的一致性及整体风貌的完整性。保留原山体植被品种群落特征，将蒙古栎、五角枫、暴马丁香作为基调树，恢复大叶白蜡、白桦、青杨等原生典型群落，建立近自然恢复的人工群落。设施周边及沿路视线所及区域适当增加冬季常绿植物，提高建筑与周边景观的融合度。

赛区物种资源是北京市山地植物多样性最高的地区之一，也是北京地区野生植物种类位列第二的分布中心。地形北高南低，最高海拔2233.2m，最低海拔627.6m，海拔高度变化大，呈中山峡谷地貌，温度及水分条件垂直变化较大，形成较明显的植被垂直带和丰富的植物种类。赛区植被垂直分布，包括海拔2000m以上的亚高山草甸、海拔1800～2000m的中山落叶松林、海拔1600～1800m的中山黑桦林、海拔1000～1700m的中山蒙古栎林及海拔700～1000m的低山落叶灌丛。

植被风貌森林结构层次明显，黑桦林、胡桃楸林、蒙古栎林等集中连片，植物多样性丰富，具有较高的自然属性，在北京西北部乃至燕山山脉具有典型性。赛区缺少常绿植物，冬季景观性差。

赛区植被群落分为针叶林、阔叶林、灌丛、草甸4个植被型组，寒温性针叶林、温性针叶林、暖温带落叶阔叶林、温带灌丛、温带草甸5个植被型，29个群系。全区域分布6类落叶阔叶灌丛。海拔2100～2200m典型草甸群落主要有叉分蓼草甸、大头风毛菊草甸、柳兰草甸、苔草草甸等草甸类型。广泛分布的乔木树种青杨、山杨、白桦、黑桦、蒙古栎、糠椴、蒙椴、大果榆是赛区森林群落的主要建群种。

近自然风貌树种修复根据《森林生态系统经营方案》推荐，选择油松、侧柏、云杉、樟子松作为增绿树种，主要用于生态修复近身区域50m视线所及范围。主要优化树种配置方式按照海拔及阴坡、阳坡多因子进行综合考量，形成三大海拔分区六大类型树种配置。

1）低海拔区域 阳坡近自然修复树种，多涉及冬奥村场馆附近，暴马丁香春季开白花，五角枫和核桃楸秋季叶色转为不同程度的黄色，沿路四季常绿高大油松及白皮松特色树皮具有较高观赏价值；阴坡近自然修复树种利用核桃楸、稠李、暴马丁香配置，新增常绿针叶树种油松，丰富多季节风貌，如图4所示。

图4 低海拔区域生态修复

2）中海拔区域 阳坡近自然修复树种利用白桦、紫椴、大果榆、蒙古栎配植，新增常绿针叶树种白皮松；阴坡近自然修复树种配植包括大果榆、蒙古栎、五角枫、山杨，新增常绿针叶树种油松、云杉，突出山杨树干灰白色，蒙古栎等秋季叶色转黄，油松、云杉四季常绿，如图5所示。

图5 中海拔区域生态修复

3）高海拔区域 阳坡近自然修复树种有六道木、绣线菊、红丁香等灌丛，丰富常绿针叶乔木油松、樟子松，夏季粉色、白色花坡婆娑；阴坡突出红丁香的均好优势，弥补高海拔植被稀缺。

4.5 重披绿裳——生态边坡修复

边坡修复基于“近自然修复”进行植被恢复技术。施工材料就地取材，回用区域石材，选择本地物种，禁止外来物种进入。一方面要预防水土流失、涵养水源；另一方面要保证修复后的裸露边坡尽量与周边景观协调一致，秉承“生态优先、分类修复、资源节约、风貌优美、简单实用”的原则。

赛区海拔落差大，在赛区公路设施项目设计初期，根据不同海拔植物的生长习性，制作不同海拔边坡样板段，对植物生长状况进行动态监测试验，总结生态数据作为后期生态修复的科学依据，为后期伴随式设计提供充分的类型设计依据。针对面临的不确定性因素，进行快速“现场设计”，以达到边坡精准化修复的效果。

上边坡和下边坡坡面条件包括基层地质条件、坡度、坡面固土介质，差异显著。边坡坡体岩土工程实施后，实施边坡绿化生态修复工程。综合应用边坡修复试验材料，对坡度0～63%坡体进行绿化生态修复。结合赛区立地条件进行坡面分类，对典型坡体进行表层土壤水土保持工程设计，运用材料包括植物纤维毯、PP（改性）土工格室，采用生态袋叠置、喷播土壤、自然放坡剥离表土覆绿等绿化方法。

4.6 长虫沟再焕清澈——水域生态修复

充分利用现有水系、湖塘，结合地形条件和土地利用状况，充分考虑水生保护植物和两栖、爬行动物栖息地建设，恢复900m塘坝及河道2号桥洞修复区域动物栖息地。充分利用现有河流水体规划蓄水池，结合赛区地形条件和土地利用状况，重点保护规划塘坝所在胡桃楸林地的原始沟谷，充分考虑北京水毛茛的栖息环境。在900m塘坝库尾区域加强了净化水质生态湿地修复。生态工法以原生地卵石垒砌构筑生态丘泽，主要用于北京水毛茛的保护及雨水蓄水池。保护原生北京水毛茛的生长环境，结合邻近核桃楸林间溪流形成卵石丘泽地，补种沉水、挺水及中生植物（乔灌草），扩大水体进入坝体前的生态消能区，增强水生态安全。结合坝体坡岸栽植高草芦苇群落，净化流入坝体的坡面雨水，对坝体水质形成多层次生态防护，同时构建自然野趣的动物栖息地。

4.7 守住山林资源——动植物资源保护

赛区的珍稀植物资源及保护植物众多，列入《国家重点保护野生植物名录》（第一批）的有紫椴、野大豆和黄檗3种；列入待公布的《国家重点保护野生植物名录》（第二批）的有草麻黄、木贼麻黄、五味子、刺五加、软枣猕猴桃、狗枣猕猴桃、小丛红景天等17种；北京市一级保护野生植物有北京水毛莨、紫点杓兰、大花杓兰、杓兰；北京市二级保护野生植物有华北落叶松、杜松、胡桃楸、脱皮榆等53种。

对赛区内受扰动的植物进行“一对一”的保护移栽，同时为赛区内珍稀植物建构良好的保护地。通过建立植物保护小区、近地保护小区、迁地保护地等措施对赛区植物进行原地保护及移栽。对上述珍稀植被采取原地抢救性保护及场外人工繁育方式延续原有山林物种。对五味子、刺五加、胡桃楸、脱皮榆、紫椴等珍稀物种进行山林回植栽，恢复原生海拔区段不同生境区域，以近自然方式进行群落栽植。

5 结语

遵循绿色办奥、生态冬奥理念，在制定物种保护与栖息地恢复重建措施过程中，为野生动物营造扩散迁移通道，就地恢复自然栖息地，提升了野生动物保护成效，维护了生态系统结构与功能的完整性。

从建设伊始的生态调查到保护标准制定，从“边建设边保护”到生态修复工程的开展，“绿色办奥”始终是高山生态修复的理念。目前冬奥村原地保护树木313棵，赛区内迁地移植乔木24272棵，建成迁地保护基地近300亩，成活率约99%；近地移植灌草11027株。赛区“绿色全覆盖”，植被健康生长、候鸟归林，实现“山林场馆、生态冬奥”的美好图景。

图片来源：图3，图4，图5，张锦影像工作室