產業轉型背景下的礦業廢棄地開發利用模式和戰略：以北京市門頭溝區為例

程琳琳，劉曇曇，楊麗鈴，張　也，詹佳琪，黃　婷，劉　華，劉　梅

(中國礦業大學(北京)地球科學與測繪工程學院，北京 100083)

0　引　言

作為基礎能源的供應地，礦業城市為我國經濟社會發展做出了突出貢獻。但由于長期的資源開采，這些城市的生態環境破壞嚴重，產生了大量的礦業廢棄地，同時由于資源衰減或規劃等原因，這些城市亟需產業轉型以實現可持續發展[1]。因此，如何合理治理、修復并永續利用礦業城市的礦業廢棄地，成為學術界、政府以及公眾等各方關注的焦點。許多發達國家對礦業廢棄地的治理非常重視，開創了一系列的生態修復技術，如客土噴播法、纖維綠化法、生態多孔混凝土綠化法等[2]。美國是最早對礦業廢棄地進行生態修復的國家，其生態修復的主要方式包括“傳統概念上的生態修復”和“師法自然生態修復法”[3]。如Micheal P R等[4]借助3S技術，在綜合考慮礦區自然條件、土地利用和社會需要的基礎上，設計出一種近似自然地理形態的生態修復模型來提高礦區生態系統的穩定性和景觀可觀賞性。我國在礦業城市礦業廢棄地修復和再利用方面的研究也取得了一些成效：胡振琪等[5]分析了人工修復、自然修復和自修復及其相互關系，因地制宜地采用相應的修復對策，提出了成本效益型礦區生態環境修復戰略；白中科等[6]以平朔礦區為例，總結了礦區土地復墾與復墾土地再利用的特色和經驗，設計了“黑色+綠色”雙輪驅動循環經濟發展示范區；羅繼霞[7]研究了廢棄礦區土壤修復技術、植被修復技術、景觀修復技術等；高懷軍[8]利用和諧度評價、結構方程模型、多元統計分析等多種量化分析方法，提出了適用于礦業城市采礦廢棄地生態修復和再利用的“區域環境、經濟、社會和諧發展”解決方案；程琳琳等[9]以北京市門頭溝為例，在分析了礦業廢棄地的損毀類型及分布的基礎上，提出了礦產資源型城市礦業廢棄地優化再利用對策。但綜觀現有的研究，多集中于廢棄地的生態修復方面，而從系統性角度延伸至如何實現礦業廢棄地再利用與區域經濟、社會協調發展的研究尚少，僅有少數學者從區域尺度對礦業廢棄地的優化再利用進行了研究[10-12]，但沒有與產業轉型的大背景相結合。經過修復后的礦業廢棄地，一般都處于產業空白地帶，如何實現礦業廢棄地的再利用與礦業城市產業轉型相結合，是推進礦業城市可持續發展的重要論題。

北京市門頭溝區礦產資源豐富，曾是北京的能源基地。《北京城市總體規劃(2004～2020年)》中將門頭溝區確定為“生態涵養發展區”，是北京市生態涵養發展帶的重要組成部分。隨著該功能定位的確定，礦山相繼關停，產生了大量的礦業廢棄地。因此，本文將以北京市門頭區為例，從區域層面，立足其首都“生態涵養發展區”這一重要的功能定位，探討產業轉型城市礦業廢棄地利用開發模式和戰略。

1　門頭溝區礦業廢棄地利用現狀

門頭溝區礦產資源豐富，有煤炭、玄武巖、頁巖礦、鐵、石灰巖、花崗巖等。礦業廢棄地的類型有煤礦廢棄地、采石場廢棄地、石灰礦廢棄地、灰窯廢棄地、采沙廢棄地等，其中，煤礦廢棄地是主要的廢棄地類型，因此，本文主要對煤礦廢棄地進行分析。

1.1　煤礦廢棄地數量變化趨勢

煤礦廢棄類型包括煤矸石壓占、塌陷坑、廢棄房屋壓占等。門頭溝區煤礦廢棄地面積從2006年的244.34 hm2，下降到2014年的41.02 hm2，8年間面積減少了83.21%。2006～2010年門頭溝煤矸石壓占地減少了71.09 hm2，塌陷地減少了3.42 hm2，房屋廢棄地增加了64.20 hm2， 2010～2014年門頭溝煤矸石壓占地、塌陷地和房屋廢棄地都處于減少趨勢，具體見圖1。綜合煤礦廢棄土地數量變化狀況，2006～2014年門頭溝區煤矸石壓占地和塌陷地面積一直處于減少趨勢，煤矸石壓占地及塌陷地得到了一定的整治。

圖1　2006～2014年煤礦廢棄地變化情況

1.2　煤礦廢棄地的利用方向

將門頭溝區2006年煤礦廢棄地分布圖與2010年煤礦廢棄地分布圖進行Intersect操作，得到2006～2010年未變化煤礦廢棄地分布圖；然后用2006年煤礦廢棄地分布圖和與2006～2010年未變化煤礦廢棄地分布圖進行Erase操作，得到2006～2010年減少的煤礦廢棄地分布圖；最后，將2006～2010年門頭溝區減少的煤礦廢棄地與2010年門頭溝區土地利用現狀圖進行Overlay操作，得出2006～2010年門頭溝區煤礦廢棄地的利用方向。同理，得出2010～2014年門頭溝區煤礦廢棄地的利用方向，流程見圖2。

2006～2010年門頭溝區煤礦廢棄地主要復墾利用為灌木林地，利用面積所占比例為41.57%，通過煤礦廢棄地的挖潛，共挖潛出建設用地的面積比例為27.2%；2010～2014年門頭溝區煤礦廢棄地主要復墾利用為灌木林地，利用面積所占比例為85.02%，通過煤礦廢棄的挖潛，共挖潛出建設用地的面積比例為5.05%。2010～2014年與2006～2010年相比，門頭溝區煤礦廢棄地復墾利用為灌木林地的面積比例增長幅度最大，增長幅度為44.45%；復墾利用為建設用地、果園、旱地等的比例在減少，減少幅度分別為22.15%、6.35%、4.88%，具體見表1。經多年的植樹造林和生態修復，煤礦廢棄地的植被覆蓋度得到了提高，但建設用地結構不盡合理，沒有保障產業轉型發展用地，從總體來看，其再利用狀況與門頭溝“生態涵養發展區”的功能定位和發展要求還有差距。

圖2　門頭溝區獲取煤礦廢棄地的利用方向流程圖

土地利用類型2006～2010年各地類利用面積所占比例/%2010～2014年各地類利用面積所占比例/%所占比例變化幅度/%風景名勝及特殊用地1.280.02-1.26公路用地8.430.00-8.43溝渠3.020.12-2.89灌木林地41.5785.0243.45果園6.880.53-6.35旱地5.280.40-4.88建制鎮17.495.03-12.46其他草地4.871.42-3.44其他林地4.911.33-3.58有林地6.286.12-0.16總計100.00100.00-1.26

2　門頭溝生態涵養發展區的發展潛力分析

選取2006～2015年門頭溝區的區域GDP總量、第一產業產值、第二產業產值、第三產業產值等數據，分別計算出2006～2010年、2010～2015年門頭溝第一產業、第二產業、第三產業的區域經濟增長量，具體情況見圖3。

圖3　2006～2015年門頭溝區“生態涵養發展區”產業產值基本情況

第一產業是人類社會的衣食之源、生存之本，是國民經濟中最基本的物質生產部門[13]。從經濟總量的產業構成來看，2006～2010年門頭溝區第一產業為區域經濟增長量貢獻6 823萬元，貢獻率為1.83%；2010～2015年第一產業的產值增長量呈現負值，產值減少了5 636萬元，占區域經濟增長總量的0.98%。由此可見，第一產業產值所占經濟總量的比重越來越小，其基礎性作用逐漸被削弱。

第二產業是拉動國民經濟發展的引擎，在發展區域經濟方面具有極其重要的支撐作用[13]。2006～2010年門頭溝區第二產業為區域經濟增長量貢獻179 826萬元，貢獻率為48.20%；2010～2015年第二產業為區域增長量貢獻252 653萬元，貢獻率為43.82%。第二產業的經濟增長量在門頭溝區域經濟增長總量中所占的比重較第一產業有很大幅度地提升。隨著門頭溝區被定位為“生態涵養發展區”，第二產業要向輕型化、集約化無害化的方向發展，其在生態涵養區會逐漸失去發展優勢。

2006～2010年第三產業為區域經濟增長總量貢獻186 420萬元，貢獻率為49.97%；2010～2015年第三產業為區域增長量貢獻329 580萬元，貢獻率為57.16%。隨著國民經濟的日益發展，第三產業正逐漸成為區域經濟發展的主要力量，所占比重越來越高。第三產業的快速發展在促進涵養區經濟發展，緩解勞動力就業，提高人民生活水平方面發揮重大作用。

由以上分析可知，門頭溝“生態涵養發展區”的發展潛力在第三產業。隨著生態涵養區生態環境的逐步改善，發展第三產業要以保護生態環境為前提,完善以生態旅游業為支柱產業的綠色產業體系，因地制宜地開發多樣化的服務產業，大力發展旅游產業、現代農業等環境友好型產業，增大旅游業收入在GDP中所占的比重，并與第一產業、第二產業融合發展。

3　國內外礦業城市廢棄礦業用地的再利用模式

隨著各國經濟的高速發展，礦業廢棄地與城市經濟、社會發展、生態環境之間的矛盾日益激化，各國都在積極探索廢棄礦業用地的再利用模式，以解決社會矛盾和實現城市經濟可持續發展，通過分析國內外優秀礦業廢棄地改造案例，總結出國內外礦業城市廢棄礦業用地的再利用模式大致分為復墾種植模式、建設用地模式、生態旅游模式。

3.1　復墾種植模式

德國萊茵地區對露天礦業廢棄地進行復墾是將剝離的表土單獨存放做復墾表土，把沙石和電廠的粉煤灰等廢料直接回填到采坑至復墾設計高度，在表層覆蓋一層表土，先種植能改善土壤肥力的豆科牧草，再根據不同的生態環境進行不同樹種的混合種植[14]。我國山西省平朔礦區采用了“既造林，又造地”的模式，在斜坡、面積狹小的平盤、排土厚度不足1 m的地帶栽種油松、沙棗、榆樹、柳樹、新疆楊等樹種；在面積較大，視野開闊，便于機械化作業，土層厚度在1～1.5 m的地帶造地[15]，既改善了生態環境，也取得了經濟效益。很多礦山在開采過程中都會破壞林草地，進行復墾時首先運用廢棄地充填恢復技術和對生態系統土壤層的恢復技術恢復礦業廢棄地的地形地貌，在此基礎上因地制宜地采用工程措施和生物措施恢復植被，從而使廢棄礦區兼得生態、經濟、社會效益。

3.2　建設用地模式

日本大阪淡路島廢棄采石場充分利用其地形空間和現有資源開發成集會議、酒店、餐飲、娛樂等組成的休閑綜合體[16]。安徽銅官山銅礦利用采空場建成地下水庫，避免建地面水庫而占用耕地[17]。礦業廢棄地可以被重新利用為多種用途，針對地質條件穩固、采空區體積大的廢棄地下礦山可開發為貯水庫、地下倉庫、貯油、氣等多種用途倉儲建設用地；具有歷史文化價值的礦業廢棄地可改造成研究中心、檔案館、博物館等如大冶古銅礦遺址博物館。對于礦區周圍已經穩定的廢棄礦坑(場)可進行分層壓實和煤矸石充填用作廣場綠地用地或交通用地，有效地減少了占用優良土地。

3.3　生態旅游模式

英國“伊甸園”這一大型植物展覽園就是利用高科技手段，將廢棄礦坑改造成為具有科研、旅游、產業價值的植物景觀主題公園[18]。我國唐山南湖公園是將煤礦開采形成的沉降區、塌陷坑經過生態化改造建成的城市生態公園。依靠礦業廢棄地發展生態旅游業，是近年來礦業廢棄地土地利用開發的主流方向。在礦業廢棄地發展生態旅游業，重點建設可分為三個領域：①水上公園型，可在水質好、水面闊的塌陷區岸邊種植園林和建設亭閣；②森林公園型，對于地質條件復雜且靠近市區的塌陷地可改造成生態園林；③綜合開發型，利用廢棄礦區特有的自然景觀、人文景觀優化礦區的生態環境，促進礦區生態、社會、經濟協調發展[19]。

4　門頭溝區礦業廢棄地開發利用模式和戰略

門頭溝區作為北京的綠色屏障以及重要的水源保護涵養區，不宜進行大規模的土地開發。生態涵養發展區的功能定位為推進全區土地利用方式轉變確立了指導方向。針對門頭溝區廢棄地利用的現狀和主要問題，立足其“生態涵養發展區”這一功能定位，結合國內外礦業廢棄地利用模式的分析，生態旅游模式是適合其發展的主要開發利用模式，應依托土地利用布局優化戰略、土地替代功能戰略、生態修復再造戰略，推動門頭產業轉型。

4.1　礦業廢棄地開發利用模式

4.1.1生態農業旅游模式

在做好原有礦區土地復墾的基礎上，根據門頭溝區的自身條件形成生態農業旅游開發重點，如加快發展特色林果業，加大荒山治理、植被恢復。結合門頭溝區當地特色農產品種植如京白梨、薄皮核桃，形成規模穩定、具備生產、采摘、觀光為一體的采煤區農游一體化發展模式，形成以游促農的特色林果業和生態旅游業共同發展的局面。

4.1.2礦業工業旅游模式

礦區是進行科學教育的主要場所，利用礦區的科普教育價值發展礦業工業旅游主要是以礦區博物館的形式向公眾展示礦業文化。以保護礦區工業遺址為核心，將礦區的生產和工作景觀與其周圍的自然人文環境相結合進行景觀再造使其符合旅游者審美，同時也改善了廢棄礦區的生態環境。

4.1.3自然資源旅游模式

該模式位于山區的廢棄礦業地本身暫不具有旅游價值，但山區豐富的自然資源彌補了其在自然資源旅游方面的缺陷[20]。門頭溝區地處北京市西部郊區，地貌類型以山地為主，平原面積很小。長久以來，她就以其雄奇的山峰、秀美的水色被譽為“古老而美麗的山川”。礦業廢棄地經過修復后可與這些自然資源相結合，通過觀光旅游的模式創造社會效益和經濟效益。

4.2　礦業廢棄地開發利用戰略

4.2.1生態修復再造戰略

構建礦區生態修復建設體系，實現礦業廢棄土地的生態景觀功能。合理利用門頭溝區現有的自然資源、農產品資源、生物資源發展林藥種植模式、林菌種植模式等生態產業，結合各區域的特點發展各具特色的農林復合模式。對于承載著生態涵養功能的各鎮，做好礦區自然資源、人文資源的保護工作，發展生態旅游等環境友好型產業，促進礦區由生態修復實踐工程向生態經濟全面涵養發展，實現以生態修復涵養廢棄礦區的生態系統、以生態經濟促進礦區生態修復的可持續發展。

4.2.2土地利用布局優化戰略

依托礦業廢棄地的地質資料及GIS空間分析功能，對礦業廢棄土地進行適宜性評價和布局優化，因地制宜地保障多種生態用地，實現門頭溝區生態涵養功能。先對門頭溝區環境較差的采空區進行改造，根據采空區的危險程度，分別進行地上、地下綜合治理，充分挖掘礦業廢棄地的再利用潛力，保障產業轉型用地。綜合開發治理溝、田、渠、路，將礦業廢棄地復墾成為土地利用結構與布局更趨合理的穩產、高產良田[21]，以建設完善的生態農業示范園。

4.2.3土地替代功能戰略

實施土地替代功能戰略開發利用礦業廢棄土地，保障了礦業城市用地的同時，有利于減少礦業廢棄地的整治成本和改善礦區生態環境。針對門頭溝區用地緊約的形勢，將礦業廢棄土地開發與舊城改造相結合，逐步拆遷危險建筑，進行統一規劃，從用地置換上引導關停礦山的復墾和空間置換，保障生態旅游發展用地。

5　結　語

本文立足門頭溝首都“生態涵養發展區”這一功能定位，在總結分析國內外礦業廢棄地開發利用模式的基礎上，提出了其礦業廢棄土地利用開發模式和戰略，力求依托礦業廢棄地再利用來引導礦業城市的成功轉型。門頭溝區礦業廢棄土地再利用應依據土地利用布局優化戰略、土地替代功能戰略、生態修復戰略三項戰略，因地制宜運用生態農業旅游模式、礦業工業旅游模式、自然資源旅游模式等礦業廢棄土地開發利用模式，實現對礦業廢棄土地的最佳再利用。本文對北京市門頭溝區提出的礦業廢棄地開發利用戰略，對其他產業轉型城市礦業廢棄地利用開發亦有著重要的借鑒意義。