摘要:礦區是資源型城市生態建設的核心區域,以平頂山市為例結合景觀生態學進行了具體分析,從開放空間的視角闡釋了礦區開放空間及其景觀生態規劃的內涵。研究認為,平頂山市礦區開放空間景觀分區包括礦區內部景觀帶、北部礦區—低山丘陵復合區景觀帶、北部遠郊低山丘陵景觀帶、白龜山庫區濕地周邊生態保護區景觀和城市建成區都市文化景觀等;景觀生態利用模式主要有農業景觀模式、礦區生態旅游景觀模式、人文生態景觀模式和綠色景觀模式等。
關鍵詞:礦區開放空間;景觀生態規劃;景觀利用模式;平頂山市
中圖分類號:X822.5;TU984.189(613PDS)文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2011)10-2052-05
Landscape Ecological Planning and Utilizing Patterns of the Opening Mining Space in Pingdingshan City
CHU Chun-jiea,b,WANG Meng-zhoua,YU Chang-lia,b
( a. Department of Environment and Geography; b. The Key Laboratory of Ecological Restoration in Hilly Areas, Forestry Department of Henan Province, Pingdingshan University,Pingdingshan 467000, Henan, China)
Abstract: Orefield was the core area of resource-based cities in ecological construction. Based on landscape ecology, the meaning of opening mining space and its landscape ecological planning were illustrated from the view of the open space using Pingdingshan city as an example. The conclusions showed that the landscape sub-areas of the opening mining space in Pingdingshan city consisted of the interior landscape zone, northern mining area-hilly landscape zone, the northern hilly landscape zone in suburbs, and wetland natural reserve landscape near the Baiguishan reservoir as well as urban cultural landscape of built-up areas. The utilizing patterns of ecological landscape contained agricultural landscape pattern, mining landscape pattern of eco-tourism, human ecological landscape pattern and green landscape pattern.
Key words: opening mining space; landscape ecological planning; landscape utilizing pattern; Pingdingshan city
礦區是一個自然調節能力較差的人工與自然復合生態系統,依賴外部環境輸入的負熵流得以存在和發展。隨著礦產資源開采和開發的持續推進,礦區、城區甚至周邊農村地區生態破壞非常嚴重。因此,應當通過對礦區生態系統的科學調控,建立礦區人口、資源、環境和諧共處,社會、經濟、自然協調發展,物質、能量、信息高效利用的城鎮型人類聚居地。
平頂山市是我國重要的煤炭資源型城市,當前的主要矛盾是資源開采與建設良好生態環境比較突出,雖然近年來工業、經濟發展很快,但以煤炭為主的資源開采與建設良好生態環境之間的矛盾卻有升級的趨勢。如何協調資源、環境之間的關系問題是平頂山市生態城市建設的核心問題,而解決問題的關鍵就在于礦區生態建設。礦區生態建設中調節彈性較大的部分主要蘊含在礦區開放空間之中,因此應加強對礦區開放空間的保護性利用。景觀策略為礦區的生態恢復提供了一條新的途徑,景觀概念的導入改變了已有的單一治理模式,也更突出了開放空間景觀的多功能性質。因此,從開放空間的視角,以景觀生態學的理念,對平頂山市礦區開放空間進行景觀生態規劃,可以為城市生態系統中長期被忽視的礦區開放空間的生態恢復提供科學的理論依據與結合實際的技術支撐。
1礦區開放空間及其景觀生態規劃的內涵
1.1礦區開放空間的內涵
近年來,開放空間的理念已越來越多地運用于城市規劃的實踐中[1]。如城市開放空間系統可以發揮實用功能、生態功能、文化功能、景觀功能和調控功能等多種功能,其功能組合效應是整個城市系統生存和發展的重要支撐,對于維護城市生態環境的穩定和優化具有重要的意義[2]。礦區往往分布于城市郊區,是工業、采礦活動作用最頻繁和土地利用形態最復雜、屬性變化最快、社會結構最復雜而又常常疏于管理的景觀地帶與城鄉相互嚙合的景觀綜合體。礦區作為資源型城市生態系統的一個重要功能分區,由于其高度開放性、高度不穩定性以及高度協調需求,就要求在解決礦區資源、環境與發展的問題時,必須將礦區的概念和范圍拓展到礦區開放空間里進行系統研究。
面對礦區嚴峻的生態環境問題,采取一對一的解決和修復措施往往難以治本。事實上,礦區問題的解決必須從更大的空間視角出發,將區域、城市聯系到具體的項目上。因此,礦區開放空間應明確兩方面的內涵。第一,開放空間邊界,礦區開放空間不能僅局限于采礦區和多數學者所關注的采礦塌陷區;從產業發展看,采礦塌陷區的范圍可能還要擴大,所以礦區開放空間應考慮其范圍擴展問題;從生態學和城市可持續發展的角度看,礦區周邊一定范圍內的城區和郊區是礦區的主要影響受體,而礦區的良性發展是資源型城市經濟、生態、社會等協調發展的保證;因此,礦區可能擴展范圍概念下的開放空間應受到同等關注。第二,礦區開放空間不僅僅指綠色空間,還包括藍色空間(如塌陷積水坑)、灰色空間(道路、廣場、矸石山、采礦廢棄地、未利用荒地等)。
1.2礦區開放空間景觀生態規劃的內涵
景觀生態規劃被認為是修復退化景觀或在土地利用改變之后調整景觀的一種行為[3];也有學者將其歸屬于景觀生態建設的范疇,即以景觀單元空間結構的調整和重新構建為基本手段,包括調整原有的景觀格局、引進新的景觀組分等,目的是改善受脅迫或受損生態系統的功能,大幅度提高景觀生態系統的總體生產力和穩定性[4]。由于礦區生態系統是一個極不穩定的受損生態系統,因此,本文認為礦區開放空間景觀生態規劃應兼具上述兩種思想,以提高礦區生態系統的動態平衡和生產力為目標,既要修復礦區的退化景觀,又要調整、重新構建礦區景觀格局。從系統的視角看,礦區景觀生態規劃應在宏觀上設計出合理的景觀格局,在微觀上創造出合適的生態條件[5],并注重礦區景觀的資源和環境特性;特別要強調的是,人是景觀的一部分,人類干擾對景觀的改變具有重要的作用。
2平頂山礦區概況及其土地利用變化
平頂山市位于河南省中西部,地理位置處在北緯33°08′-34°20′,東經112°14′-113°41′。礦區主要分布于東西長30 km、南北寬2~4 km的低山丘陵地帶,相對高差260~280 m;礦區南側緊鄰平頂山市城市中心,西側為新城區。地形屬剝蝕、堆積的丘陵—丘間河谷平原地貌。屬暖溫帶半干旱季風氣候區,四季分明,年降水量受季風影響,春秋冬三季干旱少雨,夏季多雨,年均降水量為695.12 mm,蒸發量為1 888.53 mm,相對濕度67%。年平均氣溫14.9 ℃,主導風向為東北風,年平均風速1.6 m/s。
通過遙感分析,礦區土地利用總體的變化趨勢(表1)為耕地、林地、居民點用地在減少,荒草地、工礦交通用地、市區建設用地、水面用地在增加[6]。如經過半個世紀的開采,礦區地表出現嚴重變形和塌陷,形成蝶型洼地或槽型洼地,地面沉降厚度達300~500 m,出現了總面積達155.19 km2的采煤塌陷區;破壞耕地6 520 hm2,形成荒山地9 000 hm2;部分農田出現常年和季節性積水,失去種植功能;形成矸石山73座,矸石量達2億t,擠占耕地670 hm2。
3平頂山市礦區開放空間景觀分區
礦區開放空間景觀規劃主要從景觀生態、技術生態和文化生態三個層次上展開。根據礦區開放空間的內涵,從其高度開放需求和高度協調需求方面規劃礦區開放空間的總體景觀格局,并結合平頂山市礦區和城市空間形態,將礦區開放空間景觀區域劃分為礦區內部景觀帶、北部礦區—低山丘陵復合區景觀帶、北部遠郊低山丘陵景觀帶、白龜山庫區濕地周邊生態保護區景觀和城市建成區都市文化景觀等分區(圖1)。
3.1礦區內部景觀帶
主要從景觀生態、技術生態和文化生態三個層次上,以生態產業景觀、產業文化景觀和生態休閑景觀規劃為主,其目的是修復退化的礦區生態系統,改善和重塑礦區景觀,將其建設成為協調、和諧和可持續發展的經濟地帶。
3.2北部礦區—低山丘陵復合區景觀帶
以技術生態層次為主,從自然恢復角度出發,其景觀規劃主要以水土保持林和生態防護林的建設為主體。
3.3北部遠郊低山丘陵景觀帶
此區域位于礦區盛行風向上游,是景觀類型最豐富、可達性條件最好、旅游資源潛力最富集的大眾旅游最適宜開展的地帶,主要以生態旅游景觀、生態恢復景觀和生態林業景觀為主體,修復受損生態系統,提高受損生態系統的穩定性。
3.4白龜山庫區濕地周邊生態保護區景觀
以位于礦區西南部的白龜山庫區濕地省級自然保護區為核心,以挖掘保護區周邊景觀資源與文化資源為主,重點規劃生態旅游景觀、野生地域與特殊保護區景觀等。
3.5城市建成區都市文化景觀
以文化生態層次為主,充分發揮平頂山市作為“中國優秀旅游城市”和“中國曲藝之鄉”的優勢,以生態城市為建設目標,加快改善市區生態環境,挖掘城市特色文化資源,通過都市文化景觀建設,樹立良好的區域形象。
4平頂山市礦區開放空間景觀生態利用模式
4.1農業景觀模式
4.1.1礦區-低山丘陵復合區生態防護林網絡景觀模式由于平頂山礦區位于豫西石質低山丘陵生態脆弱地帶,植被稀疏,煤炭資源開采不僅造成了低山丘陵土壤質量進一步退化,還使水土流失、植被破壞、土壤污染等問題日益嚴重。2007年《河南省林業生態省建設規劃(2008-2012)》中特別將低山丘陵區的生態治理置于重要地位。因此,礦區-低山丘陵復合區的景觀規劃應以恢復和提高植被生態服務功能為主。主要通過種植抗逆性、抗旱性較強的植物,構建生態防護林網絡景觀帶。已建成并運行10余年的平頂山林場和落鳧山林場,以鄉土樹種為主,進行多植物種混植,如刺槐(Robinia pseudoacacia L.)、臭椿[Ailanthus altissima (Mill.) Swingle]、側柏[Platycladus orientalis (Linn.)Franco]、紫穗槐(Amorpha fruiticosa Linn.)、五角楓(Acer mono Maxim.)、刺柏(Juniperus formosana Hayata)、石榴(Punica granatum Linn.)、麻櫟(Quercus acutissima Carruth.)、油桐[Vernicia fordii (Hemsl.) Airy Shaw]、黃連木(Pistacia chinesis Bunge)、烏桕[Sapium sebiferum (L.) Roxb]、錦雞兒(Caragana sinica Rehd.)、紫云英(Astragalus sinicus Linn.)、油菜(Brassica juncea Czern.et Coss.)、綠豆[Vigna radiata (Linn.) Wilczek]、大豆[Glycine mdx(L.)Merrill]、沙打旺(Astragalus adsurgens Pall)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)等植物,并已發揮出了巨大的生態效益。龍山附近是市區秋冬季節主要的風口,風力大,從礦區帶入市區的揚塵多,對市區環境影響很大,樹種以雪松[Cedrus deodara(Roxb.)Loud]、側柏、刺柏等常綠樹種為主,形成了防風滯塵林帶。
4.1.2遠郊低山丘陵區農、草、林立體鑲嵌生態景觀模式平頂山市區北部低山丘陵帶為擬建省級森林公園,東西全長17 km,公園總面積2 811.5 hm2,現有林地145.7 hm2,占5.18%。在景觀建設中,除了強調景觀的生態防護功能之外,還應以提高系統生產力為目的,使其景觀設計突出景觀的垂直梯度差異。其中,林草植被的恢復是景觀生態建設的核心,以平頂山林場、落鳧山林場、焦莊林場、葉營林場、香山林場、何莊果園、金牛山果園等為中心發展林果種植,坡地可種植多年生豆科牧草,以發展畜牧業。林草建設在技術上要嚴格遵循生態規律性,樹種選擇與種植方式依垂直地形而異。坡底、谷地主要以觀光農業種植為主,結合平頂山森林公園所具有的人文景觀、森林景觀和地貌景觀,使之成為集生態防護、觀光、運動休閑、生態野營和科普教育為一體的綠色立體景觀帶。
4.1.3低洼積水塌陷區農林牧副漁復合生態農業景觀模式平頂山市礦區內部以采煤塌陷地為基礎的農業景觀中廣泛分布著面積大小不等的低洼積水坑塘,可以結合礦區不同的立地條件,探索多樣化的農業生態工程技術。如在一些大面積常年積水塌陷區域,通過工程措施進行溝、渠、路配套建設,重點發展水產養殖,配套發展養殖業、種植業及農副產品加工業等。現已在低洼積水地段修建了大小魚塘30多個,蓄水面積達70 hm2。以東高皇鄉申樓村為例,村民利用采煤塌陷地低洼處開挖魚塘,塘堤上種植生態林、作物及蔬菜,魚塘附近發展養殖業(建立了雞場、鴨場、豬場等),并通過政府招商引資,建立了飼料加工廠,探索出了適宜當地發展的生態農業模式。
4.1.4都市農業、休閑農業景觀模式由于平頂山礦區采煤塌陷地帶造成大面積的耕地破壞,致使45%的耕地大幅度減產或絕產,使土壤失去永續利用的價值[7]。因此,通過塌陷區土地復墾等技術進行基本農田建設,其綜合效益并不顯著。但可以充分利用城市邊緣區的特殊關系,結合現代農業高新技術,積極發展新型多功能、高度集約化的都市農業和休閑農業景觀,推動礦區采煤塌陷地特色農業產業化經營,改善農業種植、養殖結構,以蔬菜、名優苗木花卉和果品以及特色養殖為主,積極引進高新科技成果,使傳統農業向現代都市休閑農業轉變。如隨著現代經濟社會的快速發展,城市居民對精神享受的需求越來越高,平頂山市已分別在毗臨城市主干道的采煤塌陷區域建立了大型的花卉市場和苗圃培育基地,這對于促進礦區生態建設與產業發展起到了一定的示范作用。平頂山市金牛山風景石榴園發展特色果品種植,也取得了顯著的生態效益、經濟效益和社會效益,因此在2007年被國家旅游局命名為“全國工農業旅游示范點”。
4.2礦區生態旅游景觀模式
4.2.1工農業生態園旅游景觀模式此景觀模式主要包括兩類,一類是以采礦業為核心構建工業生態園區;另一類是以低山丘陵區、采煤塌陷地土地整理為基礎發展觀光旅游型生態莊園。這兩類景觀在平頂山礦區都具有較大的發展空間和優勢。生態工業園是依據工業生態學原理和循環經濟理論而設計的一種新型的工業組織形態。有學者從企業、產業園區、區域3個層次確立了礦產資源的開發利用模式[8],為此類景觀模式提供了理論基礎。平頂山市近年來從企業層面進行了循環經濟的探索與實踐[9,10],如平煤集團在2005年還被確定為全國首批循環經濟示范企業。平頂山礦區分布著眾多的采礦、煉焦、發電、化工、新型建材等企業,生態園區規劃以平煤集團為核心企業,發展以煤電、煤焦、煤化工為主導的3條循環經濟產業鏈,以主導產業鏈所產生的廢物和副產品為原材料,有針對性地引入補鏈企業或工廠,延伸主導產業鏈,構建生態產業鏈網。生態莊園是以生態農業為基礎,集景觀、農業相關產業、住宿、消費為一體的復合型農業生態系統。如平頂山市已建立并成功運作的金牛山風景石榴園,位于礦區北部低山丘陵南麓,包括金牛山、馬棚山、焦贊山等自然山體,面積達667 hm2;依托石榴園建造了人文景觀,開發了人防工程遺址,并通過完善莊園設施,形成了春可賞花、夏能納涼、秋可嘗果、冬能游樂的集林果生產、生態保護、科技示范、觀光旅游、品果美食、娛樂觀賞等多功能于一體的休閑旅游景觀。
4.2.2環境生態工程旅游景觀模式煤礦資源開采不僅造成嚴重的地表塌陷、土壤功能受損,還使地表水、土壤和大氣環境受到嚴重污染。除此之外,工業視覺污染是人們往往忽視的,主要存在于矸石山、礦山廢棄地、工業遺址、采煤塌陷地等處,這也是影響城市人居環境的一個重要因素。在礦區污染治理上,可以構建兩種類型的環境生態工程景觀模式,此類景觀實質上也是一種都市觀光型生態旅游資源。一類是人工濕地景觀。這是專為土地和水體污染而設計的生態系統,將預處理后的采礦廢水及礦區生活污水引入低洼積水的采煤塌陷地,通過種植富集污染物的植物構建生態系統的食物鏈結構,將污染物移出土地。此景觀模式已在北京市奧林匹克公園國家體育場周圍建成。相比之下,在礦區引入人工濕地景觀具有更強的適用性。此類景觀不僅極具休閑觀賞價值,也具有顯著的環境教育意義。另一類是工業遺址景觀。對矸石山、礦山廢棄地、工業遺址等進行生態重建,可在一定程度上減輕大氣污染,并有效地消除視覺污染,而且也是一類新型的工業人文旅游資源。可在部分采礦廢棄地原址原貌的基礎上改建成遺址公園,以綠地為基質,以采礦遺址為特色,配合不同造型的采礦雕塑等。如在2005年發生自然崩塌造成重大人員傷亡事故的平煤集團四礦矸石山上,可通過對矸石山表面注漿封閉、填土覆蓋、鋪設草坪并豎碑立志,建成一座工業紀念園,以提示人們對生態環境問題的關注。在接近居民點的塌陷區域可以利用塌陷積水坑開挖人工湖,如占地15 hm2的東湖公園就是利用平煤集團十二礦塌陷積水坑修建的居民休閑娛樂場所,其環境效益與社會效益非常顯著。
4.3人文生態景觀模式
所謂人文生態是指一個區域的人口與其他各種物質的生產要素之間的組配關系,以及人們為實現或滿足社會生活各種需要所形成的彼此間各種關系[11]。平頂山市礦區開放空間景觀規劃絕不僅僅是各種綠色景觀元素的空間組合,而必須以優化人居環境為目標,進行人文生態景觀的規劃建設,立足于煤炭資源開采和尊重礦區文化特色,融入都市文化景觀元素,確立以人為本的“個性化公共生活空間”的人本主義景觀建設理念。平頂山市是一個建成僅53年的以礦業為特色的城市,城市歷史文化資源較匱乏,但外來人口眾多,形成了多元化的新型城市文化。因此,人文生態景觀規劃主要以礦區開放空間人文資源整合為主,突出城市的特色文化,努力挖掘地域文化的精髓,反映社會的進步和發展。平頂山市礦區與城市形態均呈東西向帶狀布局,人文生態景觀規劃可適應城市生長軸發展的需要,主要表現為3條帶狀軸線的人文景觀,它們分別是以煤礦產業文化為核心的礦區主題人文景觀帶,主要體現為采礦廢棄地、工業遺址、生態工業園、采煤塌陷地主旨人文景觀的塑造;以湛河為軸線的現代休閑文化景觀帶;以森林半島、市政廣場為核心的沿湖新城景觀帶。對此3條軸線在進行重點規劃設計時,應突出平頂山市的產業特色文化和多元化現代城市文化特征,并且體現對人性的關注,從而提高礦區開放空間以及整個城市的整體形象。
4.4綠色景觀模式
綠色景觀空間格局由各類自然生態系統和農業生態系統如農耕景觀、休閑景觀、野生地域景觀、濕地景觀、林地景觀、曠野景觀等相互鑲嵌而形成的。如在圖1里,以白龜山庫區濕地自然保護區為核心,重點保護水源區生態環境,防止水體污染,控制周邊區域的圍湖造田、開墾河道、破壞濕地和水土流失等;并且以農業生態保護區為主體,把農業的產業化、高效化和無害化作為目標,大力發展生態農業。
5小結
正確處理資源與環境之間的關系,是資源型城市生態建設的關鍵,而礦區則是這一矛盾的核心。應堅持生態優先的發展思路,充分發揮開放空間改善環境、恢復生態、提升礦區及城市整體形象等方面的生態經濟功能。為此,從開放空間的視角,開展平頂山市礦區開放空間景觀生態規劃研究,提出適宜的景觀功能分區,并針對各景觀分區不同的資源與環境特點,探討景觀生態利用的不同模式,以促進礦區開放空間資源利用結構的調整與優化,改善生態環境質量,并實現城市景觀格局的合理化和功能完善以及城市生態功能順暢運行,這對于引導平頂山市生態建設具有重要的意義。
參考文獻:
[1] 張虹鷗,岑倩華. 國外城市開放空間的研究進展[J]. 城市規劃學刊,2007(5):78-84.
[2] 王發曾. 開封市開放空間系統的設計與營建[J]. 地域研究與開發,2005,24(1):17-21,35.
[3] FARINA A. Principles and methods in landscape ecology [M]. London: Chapman and Hall, 1998.
[4] 何興元. 應用生態學[M]. 北京: 科學出版社,2004.
[5] 王仰麟,韓蕩. 礦區廢棄地復墾的景觀生態規劃與設計[J]. 生態學報,1998,18(5):455-462.
[6] 馬文明, 卞正富. 基于RS的平頂山礦區土地利用動態變化研究[J]. 水土保持研究,2007,14(4):186-189.
[7] 沈渭壽,曹學章,金燕. 礦區生態破壞與生態重建[M]. 北京:中國環境科學出版社,2004. 9-13.
[8] 夏青,梁鈺. 面向循環經濟的礦產資源開發利用模式[J]. 自然資源學報,2006,21(2):288-292.
[9] 許盡峰,郭一格. 淺析平煤集團的新型工業化之路[J]. 煤炭經濟研究,2003(10):75-76.
[10] 常建華.用發展循環經濟的思路統領平煤集團汝州礦區建設[J]. 中國煤炭,2004,30(12):20-23.
[11] 沈莉莉,柏益堯,左玉輝. 城市景觀生態規劃: 生態基礎設施建設與人文生態設計——以常州市為例[J]. 四川環境,2006,25(2):71-74.
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文