摘要:平頂山市北部山體是平頂山城市生命共同體的生態腹地,但區域生態破壞嚴重,亟待生態修復策略來提升生態、景觀價值。合理的生態修復分區是生態系統恢復重建、自然資源可持續利用的基礎。本研究將對研究區域生態、經濟、文化因子進行調查,制定平頂山市北部山體生態修復分區體系,指導后續區域生態修復措施的配置。
關鍵詞:平頂山;山體;生態修復;分區體系
生態修復以人工植物、工程措施促進生態系統的自我調節能力與自組織能力,使其加速向有序穩定的方向發展,最終趨于自然狀態演化。生態修復分區是科學實施生態修復的基礎,合理的功能分區對于生態修復措施的配置及生態修復效果的實現具有重要指導意義。平頂山市位于河南省中部,擁有中南地區最大的煤田,煤礦的開采導致了地面塌陷等嚴重的土地破壞,并引起了一系列的生態環境問題。本研究將結合“山水林田湖草”生命共同體理念,分析平頂山市北部山體生態修復功能分區,指導區域生態修復。
1 項目概況
平頂山市地處暖溫帶和亞熱帶氣候交錯的邊緣地區,具有明顯的過渡性特征,四季分明,年平均氣溫14.8℃,年平均降水量732.8mm。季風氣候,春季風速較大,秋季風速較小,年平均風速2.6m/s。
本次研究的北部山體位于平頂山市礦區,東西跨度約30公里,南北縱深腹地1.5-6km,面積約106km2。地下因煤礦開采已經被采空,地下水斷層、地面塌陷、土壤質量下降、植被退化,生態服務功能嚴重受損。隨著人們對生態、和諧社會的需求越來越高,北部山體作為平寶葉魯區域生態格局的重要的一環、作為平頂山城市生命共同體的生態腹地,北部山體的生態優勢和區域價值逐漸進入人們視野,但北部山體受塌陷、礦區、煤矸石山等因素的限制,土壤瘠薄、水分不足、植被條件差,嚴重限制了北部山體的發展,因此亟待生態修復策略來提升生態、景觀價值,建立“以人與山為核心的可持續山水城市新模式”。[1]
2 研究區現狀及分析
2.1 土壤
北部山體以丘陵地貌為主,南陡北緩。土壤為褐土,保水能力差,土壤貧瘠。土層厚度為0-60cm,土層薄分布不均勻,山下土層較厚,山體中部以上逐漸變薄,山頂部分區域土層厚度不足10cm。
平頂山市北部山體由于常年開采所形成的塌陷區呈東西向展布,大小塌陷已連為一體。區內局部地面下沉,部分建筑物、道路出現了開裂與沉陷的險情。研究范圍內塌陷區主要位于南側,面積3.39km2。因煤礦工業的粗放化經營,研究范圍內遺留有多處煤矸石堆場,面積約66hm2。[2]
2.2 水資源
多年平均降水量732.8mm,年蒸發量在1490.5mm-2825.0mm。蒸發量遠遠大于降水量,缺水是北部山體重大的生態問題。
由于研究范圍山下大部分為煤礦采空區,導致地下水位下降,山體與深層地下水之間出現斷層,地下水無法為山體所利用。煤礦塌陷,土石山區保水能力差,地表淺層水滲透,更是加劇山體缺水狀況。
研究范圍內有外口水庫、陳寨水庫、土門水庫、觀上水庫4個較大的水體,但陳寨水庫和土門水庫現狀貯存了大量的粉煤灰,庫容嚴重縮水。
2.3 植被
研究區域屬暖溫帶落葉林區,植物區系組成成份以溫帶華北區系為主,兼有華中及西北高原區系植物,并有一定數量的外來植物。研究區內喬木種主要有雪松、榆樹、楊樹、刺槐、大葉女貞、旱柳、皂莢等,灌木有扁擔桿、荊條、酸棗、構樹、桃等,草本主要有狗尾草、灰灰菜、蒲公英、小蓬草、蒿草、黑麥草等。
北部山區植物生長狀況差且種類不豐富,林業用地總體蓄積量低,林木長勢較差,成林比例低。山頂以草地和灌草地為主,山腳及溝道兩側喬木生長較其它區域好。區域人工林造林方法粗獷,苗木成活率低。
研究范圍內不同種類植被面積及比例如下表(表1)。
2.4 水土流失
平頂山市屬于北方土石山區,水土流失類型主要為水力侵蝕,部分山區存在滑坡、崩塌、泥石流等重力侵蝕。水力侵蝕的表現形式主要是面蝕和溝蝕。平頂山市的水土流失強度總體為輕度,水土流失治理以預防為主多種人為因素誘發北山水土流失。
基于2017年7月衛星圖,平頂山市北部山體水土流失主要是來自農業耕作、植被稀疏土壤裸露、房建和風電開發活動導致的,現狀裸露地水土流失嚴重,裸露面積0.88km2。其中風電開發導致上山道路及塔基占地山體植被破壞,造成的水土流失情況最嚴重。
煤礦開采塌陷區產生的地表開裂促進了區域水土流失。
3 生態功能區劃研究
3.1 分區依據
(1)流域范圍
研究區東西跨度約30km,涉及香山、龍山、擂鼓臺、落鳧山、平頂山、金牛山等13座山體,按照山水林田湖草是一個生命共同體的理念,研究區可劃分為紅石山-蜘蛛山-香山流域、外口水庫流域(龍山-擂鼓臺-橫嶺山)、陳寨水庫流域(橫嶺山-落鳧山-張寨山-鏵角山)、土門水庫流域(落鳧山-平頂山-張寨山-鏵角山)、馬棚山-金牛山-老寨脊流域。
(2)經濟文化差異
香山寺始建于東漢末期,是我國漢化觀音文化起源地,每年吸引了上十萬人的游人香客來此旅游朝拜,香山已成為北山區域現狀最為重要的佛教文化景點。
龍山、擂鼓臺、落鳧山、張寨山等山體分布著眾多的采礦遺址和工礦生產地,流域陳寨水庫和土門水庫現狀貯存了大量的粉煤灰,占用水庫庫容。
平頂山(山體)與平頂山市的名字淵源,以及山頂公園的規劃建設,平頂山已成為市民郊野休閑的重要場地。
2015年,金牛山南坡起動100多畝荒坡種植經濟林工作,目前金牛山因石榴生態果園已全市聞名。
龍山、擂鼓臺、橫嶺山、落鳧山、金牛山、老寨脊山頂沿山脊線建設有風力發電裝置。
(3)植被情況與土地利用現狀
研究區域分散有多個村落,村落周邊及山腳區域基本為耕地,山體植被多以草灌為主。就各個山體而言,落鳧山、平頂山、金牛山山前大片植被生長好,其它山體溝谷位置植被生長較好。
研究區域土地利用類型主要有耕地、園地、林地、草地(其它草地)、工礦倉儲用地、住宅用地、特殊用地、交通運輸用地、水域及水利設施用地等,其中耕地、林地、草地為面積最大的三類土地利用類型。
3.2 一級分區
一級功能分區以流域為單位,盡量保證山體和小流域的連續性,保護山、水、林、田、湖為載體的溝脊縱橫田連阡陌的生態空間,并發揚區域文化優勢。根據平頂山市北部山體流域劃分及經濟文化現狀,將北部山體劃分為四個一級功能分區:西部香山景觀文化區、中部山體景觀生態恢復區、山頂公園景觀游憩區、東部山體農林生態經濟區。在一級分區界限內生態與功能相輔相成、互相影響,休閑功能發展受生態群落生長限制,而生態氛圍營造將契合休閑功能的發展方向(圖1)。
(1)西部香山景觀文化區:以林分改造、原有植物景觀改造恢復為主,新造烘托宗教色彩兼具良好景觀價值的林相,打造出一個宗教文化濃郁、景色優美的文化生態休閑區。
(2)中部山體景觀生態恢復區:根據現狀生境問題及生態資源基礎,片區將以水土流失治理、修復水庫生態、營造生態林地為主,打造工礦文化休閑谷、花卉谷、山地運動谷、森林養生谷、牧業文化谷等原生態且色彩豐富的景觀生態恢復區。
(3)山頂公園景觀游憩區:擬打造城市會客廳,作為市民及游客的主要休憩場所,將山頂公園打造成展示鷹城文化風采的綠色陽臺及生態修復示范的窗口,設置各類文化及生態體驗性場所,營造能促進人與人互動、人與植物互動的游憩生態景觀氛圍。
(4)東部山體農林生態經濟區:以發展休閑農業、經果生態林營造為主,結合休閑功能的發展需求,營造休閑農林景觀,打造兼具生態功能與休閑功能的農林經濟區。以景村融合示范區為發展目標,以旅游休閑項目為帶動,發展集田園度假,農事體驗,田園運動為主題的旅游活動。
3.3 二級分區
在一級分區的基礎上,根據各分區用地的水、土、植被特征及規劃功能,劃分二級分區,并提出相關生態修復指引,進一步協調生態與功能發展之間的關系。
按照平頂山市國家儲備林建設總體規劃,將在北山區域建設國家儲備林基地。因此北部山體生態修復二級分區與國儲林建設相結合,構建特色植被、景觀、文化全面融合的健康穩定生態。
研究區共劃分8類二級分區,分別如下(圖2):
(1)耕地區。 保留現狀耕地,劃分為耕地區,推廣農業水土保持措施,防治農業水土流失。
(2)水土流失治理區。 根據項目區現狀水土流失情況,將水土流失區域劃分為水土流失治理區,根據區域水土流失原因,針對性地布置水土保持措施,保護水土資源。
(3)水源涵養區。 將項目區的外口水庫、陳寨水庫、土門水庫、觀上水庫及周邊匯水區域劃分為水源涵養區,恢復水庫功能;并與國儲林營造相結合,營造具有水源涵養功能的用材林。
(4)游憩區。 香山寺和山頂公園是項目區承載景觀、文化、休閑的重要區域,劃分為游憩區,規劃提升區域景觀,大力發展旅游經濟。
(5)經果林區。 將現狀果林和規劃種植經濟樹種和果樹的范圍劃分為經果林區,用于發展經果林助力鄉村振興、農民增收。
(6)濕地涵養區。 將現狀香山濕地和新月濕地劃分為濕地涵養區,保留現狀功能,并增加相關濕地景觀及植物配置。
(7)梯田景園區。 位于東部山體農林生態經濟區,坡度約10°,規劃改造現狀梯田,展示丘陵區水土保持農業形式,并結合地景藝術設計農業景觀。
(8)生態林營造區。 將上述區域以外的其它區域劃分為生態林營造區,主要用于發展速生豐產用材林(國儲林)。
3.4 三級分區
北部山體各山體及山體各區域土壤、水分、植被條件各不相同,土地利用現狀也有較大差異。在二級分區的基礎上,根據區域現狀植被條件、土地利用現狀及規劃方向,因地制宜,劃分三級分區,保證北山生態系統向良好穩定方向演替。
三級分區是各類生態修復措施封禁保育區(植被生長較好)、近自然改造區(以中幼齡林為主,需要人為撫育)、新造林區(除以上兩區的其它造林區)、景觀游憩區(景觀建筑及其它游覽功能區)、煤矸石治理區(大面積煤矸石堆積區)、粉煤灰治理區(貯灰場)(表2)。
4 結語
(1)本研究基于對現狀植被、土壤、水資源、經濟、文化的調查和分析,對平頂山市北部山體生態修復進行詳細的功能區劃,各功能分區規劃方向與現狀相結合,可通過生態修復,促進區域經濟、文化發展。
(2)生態修復的目的是修復生境,使區域生態系統能夠良性循環,其中植被發揮著至關重要的作用。本研究與國儲林建設相結合,預計可在北部山體建造國儲林5365.47km2,通過多物種配置,為微生物和動物的生存提供載體,加速促進生態重建。[3]
(3)生態修復分區是生態修復措施配置的指引,從宏觀角度為生態修復提供規劃方向,且有利于合理安排投資規模和結構,節省人力物力。
參考文獻:
[1]楊輝,王璐.礦區生態修復理論初探[J].資源國土,2015,(07):48-49.
[2]楚純潔,周金風.平頂山礦區丘陵坡地土壤理化性質及質量評價[J].2018,25(01):104-110.
[3]焦居仁.生態修復的要點與思考.中國水土保持[J],2003,(02):01-02.