生態智慧引導下的太原市山地生態修復邏輯與策略

王云才

黃俊達

伴隨中國城鎮化程度的不斷加深和人口的日益增長，人們對資源的需求也逐漸增加，導致霧霾、水污染和溫室效應等生態問題頻發，原有粗放式的發展模式已經不符合現代城市可持續發展的要求。與此同時，中國作為一個多山地國家，全國范圍內山地城市有近400個，山地建制鎮超過10 000個，超過總城鎮量的2/3[1]。尤其對一些山地擁有能源資源的城市而言，如太原、大同等礦產開采集中區域，更易出現環境污染、設施承載能力和服務水平欠佳等問題[2]。目前在生態修復研究中，國內外對不同對象進行了大量實踐，如山地森林的修復[3]、濕地生態系統的恢復[4]，以及山體工礦廢棄地的修復[5]等。但國內多關注于邊界明確區域的生態修復[6]。國外則由早期對城市內公園的關注，轉向對周邊“自然”環境的維護，為城市生態的可持續性研究和規劃管理提供新的視角[7]。然而，對山地城市而言，還未形成一套具有一定普適能力的生態修復框架及邏輯。太原市的山地丘陵約占市域面積80%，是我國資源枯竭型山地城市轉型的典型。因此，本文結合太原市的山地修復，對生態智慧在山地生態修復的實踐進行探討，以期為相關實踐提供一定的參考。

1 城市中山地生態修復需要生態智慧的引導

1.1 生態智慧是城市“生態病”治理的實踐邏輯

城市擴張的本質是對土地、植被、礦物等資源的需求擴張，在轉化資源的過程中，道路與建筑在空間上逐漸取代原環境中的植被、水流及坑塘等要素，導致城市生態系統的破碎化、低效化及不穩定化[8]，引發一系列城市“生態病”，如工業廢氣、霧霾、水土流失、地下水位下降等。同時，生態智慧的實踐是“人類在對人與自然互利共生關系深刻感悟的基礎上，成功從事生態實踐的能力”[9]。因此，需要在生態修復中引入生態智慧的邏輯，以修復實踐為載體，為城市“生態病”提供靶向診斷。

然而，城市“生態病”往往因所在環境、歷史發展等差異，具有單一性和獨特性。因此，在梳理典型城市“生態病”的基礎上，針對城市中的生態因子，通過對已發表文獻的研究，分析誘發不同生態問題的機制，構建生態問題—生態因子的關系模型(圖1)，如地表沉降和山體裸露，成因多為山地建設、采礦或地下水的大量抽取，涉及地形和水文2個因子，因此，對此類問題的修復以地形和水文為出發點，通過人工造林、退耕還林增加植被數，綠量增加又有利于補給地下水，涵養水源。同理，針對土壤污染、大氣污染和水污染等均可利用綠色植物進行修復，即以城市單位面積上綠色植物的總量和質量(以下簡稱“綠量”)為目標的實踐途徑，其分別由城市內部綠量和山體綠量的增加及結構調整，實現生態實踐對各類生態因子產生正面效益[10]。因此，以綠量為切入點，解析城市“生態病”，正確構建修復框架，合理分配社會資源，實現城市的可持續發展。

1.2 生態智慧引導下的城市山地修復框架

生態智慧的目標是對城市生態系統的可持續發展提供保障，從一個整合的社會—生態系統[11]出發考慮城市發展目標與現狀生態問題之間的矛盾和聯系。城市中的山地往往擁有區域的大部分森林面積，并與城市形態的演變、發展息息相關。同時，山地生態由于斜坡環境這一特征，具有內生型、人為影響脆弱性等屬性，擁有較高的植被依附性與景觀敏感性。因此，山地生態系統的優劣在很大程度上將直接影響城市總綠量。基于上述分析生態核心問題的方法邏輯，初步構建適應城市中山地生態修復的生態智慧實踐框架(圖2)。

一方面，基于城市生態的可持續發展，探討轉型發展中對山地生態的需求和目標，明確“山·城·人” 融合格局、生態安全保障體系、文化傳承遺產保護等總體規劃定位。針對城市、村落和礦區等多尺度空間，確定生態發展目標的主次關系，建立需求分級和機制深化，完善人對山地生態需求目標的技術依據。另一方面，山地生態問題作為各類影響因子的表征，在識別主次問題的基礎上，針對城市中山地所具有的生態基質的整體性、山城過渡的安全性等基本屬性，把握誘發生態問題的主要影響因子所涉及的基本屬性，確定影響因子對山地生態屬性的影響對象。將目標深化貫穿到山地生態屬性，實現對生態修復的具體指導，同時在指標篩選上需要兼顧目標導向和問題導向。通過構建修復指標體系實現問題與目標的匹配，確保以點對點的形式進行深化修復實踐，并依據對該類指標的評價分析，檢驗是否滿足主次目標的要求，從而進一步完善實踐機制。

圖1 城市“生態病”治理的生態智慧邏輯框架圖

圖2 生態智慧下的城市山地修復框架圖

2 太原市城市中山地的生態問題與癥結

2.1 太原市的生態問題及其根本原因

分析《太原市城市自然環境質量和城市發展質量調查評估報告》(以下簡稱“報告”)、園林建設“十三五”規劃及其他相關規劃，太原市內部主要存在部分水系基流不保，水源涵養能力欠佳；各類綠地面積大但綠量小，空間布局不合理；以及棕地存在不同類型的污染等問題。城市外圍主要存在山體破損分布廣，植被結構較為單一等問題，未能與城市內形成完整、連續的生態空間。綜上，太原市“生態病”的根本原因是內部綠地的破碎和單一，山地破損區域的修復滯后，即城市整體綠量的缺失。與此同時，城六區的行政區劃內，山地的面積約710km2，占總區域面積的近50%，2017年全市森林覆蓋率約27%，綠地率為37.18%，是組成城市整體綠量的重要部分。因此，要解決太原市的生態問題，必須提升整體綠量，也就是有效增加山地綠量。

2.2 太原市山地特征與問題

太原市位于太原盆地的北端，西、北、東三面環山，中、南部為河谷平原，山地呈半圓形圍繞于中部的河谷平原。從市域范圍看，三山是城市的重要組成部分及生態、景觀背景。因此，太原山地生態不僅是市域生態結構中的環城節點和生態用地空間，與城市的空間格局存在較為頻繁的互動關系。然而，近30年粗放的開發模式和不完善的管理機制，導致太原城市生境受到不同程度的破壞。自2006—2016年，城市建設用地增加163km2，逐漸侵占城市邊緣的林地，擠壓山地生態空間，出現眾多山地生態問題，總結如下。

1)采礦擾動區，裸露面分布廣，落石、滑坡頻發。據報告，截至2017年太原市共有山地裸露面110余處，西山、東山長期受采石采煤等影響，植被破壞面積達25km2；北山典型黃土地貌使用地穩定性較差，加之早期亂砍濫伐，多裸露面及水土流失。

2)山地綠量總體偏少，植被群落單一。目前山地植被多為常綠針葉林，但受到工程實施的制約，導致現狀林地的演替速度較慢。同時，新栽林的樹齡偏幼，短期內難以形成穩定的生態系統。

3)淺山區生態敏感脆弱，功能單一雷同。淺山區在近幾年的復綠措施后，生態環境逐步恢復，向生態高敏感區域轉化，如虎峪河、九院沙河等流域內呈現高敏感度(圖1)。同時，也存在諸多矛盾，如淺山區內適宜建設的用地僅占總用地的5.33%，而政府在早期制定了過高的用地指標，導致建設與保護沖突加劇。

3 太原市山地生態系統修復的生態智慧框架

基于“城”“山”“人”之間的關系，以環城三山為核心，以裸露地和山地生態系統修復為主體，重點提高山地環境質量，滿足山地環境安全利用的目的；栽植速生樹種、低矮灌木等增加植被群落多樣性，增加綠量；通過對淺山區的分析，完善用地指標分配體系，提高區域的服務能力，創造優質的近郊空間，提升淺山區為城市服務的效率。整體框架以增加山地綠量和安全性為出發點，以恢復山地景觀與山地生態系統為抓手，以生態系統的穩定性、整體性和景觀性為原則，通過構架完善的山地修復格局，多途徑增加山地綠量(圖3)。通過提升植被覆蓋率、植被群落多樣性、綠量達標及淺山區服務等實現太原市山地修復的目標。經規劃，太原市城六區山地森林面積達到494.07km2，占全市域面積的33.8%，相比現狀增加5.9%。

圖3 太原市山地修復框架圖

4 生態智慧引導下的太原市山地生態修復策略

4.1 山地安全性修復：分期分類創面穩固

早期不合理的開發模式對山地的安全性造成很大威脅，因此，優先對山體滑坡和采空引起的土地沉降等進行治理。一方面，市域范圍內沉陷面積達610km2，巨大的面積使同期修復難以實現，因此，采取分期分步的思路，即依據沉陷區的范圍大小，建立近期、中期和遠期修復項目庫，對各期分多個步驟進行修復。如在沉陷面積最大的西山中，基于工程勘察，根據深度差異，分為淺層、中深層和深層沉陷區3類，依次采取分層回填夯實、煤柱支撐法、綜合治理等方法。另一方面，針對西山修路造地形成的59處落石、滑坡，根據邊坡性質和坡率大小，明確修復區域的優先級。共分為4類，并依據實際情況，選擇針對性的修復技術：1)坡度＜30°的土質邊坡，以種植植被為主，復綠固土，宜采用TBS等技術；2)坡度＞30°的土質邊坡，選擇三維植被網等經濟適用的技術；3)坡度＜30°的石質邊坡，基于清除危巖、削坡、護坡，在坡頂加強排水，掛網以防落石；4)坡度＜30°的石質邊坡，采用漿砌片石骨架植草等措施。

表1 主要增綠群落配置的植物推薦表

圖4 植被修復類型分布圖

圖5 淺山區建設適宜性分析圖

表2 70年土地使用期限下土地利用模式建設用地指標分配表

4.2 山地綠量修復：分類提升，群落優化

根據《太原市生物多樣性保護規劃及資源調查報告》，太原植物區系含有種子植物、蕨類植物、苔蘚、地衣、藻類和菌類，以及鳥類173種，昆蟲177種，擁有良好的物種多樣性。但由于人為因素的影響，山地森林多處于次生狀態，樹齡偏幼；80%以上的密林集中在邊遠山區，分布不均且總綠量較少。因此，如何在維護現有森林的前提下，對山地生態系統進行優化成為聚焦點。規劃以營造多樣化植被群落，“近自然森林”為核心，構建喬、灌、草有機結合的山地綠化景觀。在實地調研的基礎上，通過ArcGIS處理2017年太原市Landsat TM數據①，對植被覆蓋度進行分類(圖4)：1)植被保護區(50%≤覆蓋度＜100%)；2)植被防治區(30%≤覆蓋度＜50%)；3)植被修復區(0≤覆蓋度＜30%)3類。保護區為遠期保護，采取封山育林、退耕還林等措施，盡量減少人為干擾，以生態系統的自我修復為主導。防治區為中期修復，通過飛機播撒種子、補植小苗等措施，增補森林中下層植被空間。修復區為近期復綠，采取“速生樹種+景觀樹種”模式(表1)，通過人工補植、新植等措施，短期內實現綠量增長、景觀效果提升。

4.3 山地功能修復：淺山區多元化土地利用

淺山區不僅為中心城區提供生態保障，還是絕佳的近郊游憩地。在太原市已建成城郊森林公園104km2的基礎上，通過調整用地類型、倡導多元開發等方式，發掘淺山區的空間潛力。然而，以房地產為主導的開發模式和有限的用地指標等多重干預下，淺山區生態空間利用低效，部分土地開發不合理。因此，需要在確保相關建設指標所產生的經濟收益能夠與前期生態修復的投入相平衡的前提下，實現降低用地指標、豐富利用模式和服務功能的目標。

依據《太原市東西山林地林木認養辦法》，預估完成認養林地80%綠化建設，以及70年養護費用后，核算前期總投資約為224億元。同時，通過旅游人次統計，估算林地單位建設用地約產生0.349億元/年毛利潤。因此，70年限下需要9.17%的用地指標實現收支平衡。其中混合型設施用地指標恒定=3%，地方性指標進行補償，以總數≥9.17%進行調配(表2)。若仍無法提供9.17%的指標，應提高土地使用年限，以降低指標。同時，對淺山區以開發建設為評價目標，通過建設適宜性等級劃分評價，劃分為很適宜、適宜、較不適宜、不適宜和最不適宜建設5個等級分區(圖5)，很適宜面積約28.96km2，占淺山區總面積的5.33%；適宜約占27.61%，占總面積的27.61%，滿足9.17%的指標。而區位呈現“整體散布，局部集中”的特點，需要依托現有山水格局，用鑲嵌式的空間形態進行保護開發，通過邊山支流、環城綠帶等連續生態廊道構建城市外圍生態網絡，實現淺山區環境保護和開發利用的協調發展。

5 結語

立足21世紀，生態智慧已從一個哲學語境發展到適用于生態系統的實踐語境，意味著城市化進程中，規劃者的實踐必須以正確的方式理解生態，選擇正確的方式去做正確的事情[12]。本文以太原市的山地生態系統修復為引，希望通過生態智慧的基本理論框架啟發日后的城市生態修復規劃[13-16]。但就現階段太原市山地修復的實踐而言，還存在以下問題有待討論和研究：1)就山地的修復而言，修創固坡、景觀優化等均易實現，但采礦地等的污染較難消除，極易造成恢復植被的二次退化。如何實現棕地的植物恢復還缺乏可靠的技術途徑；2)目前，山地修復對城市生態修復的貢獻效應和制約機制尚不明確。單一的山地修復并不意味著城市生態系統得到有效修復，需要和水體、綠地以及城市生態格局等統籌規劃，才能實現生態修復效益的最大化。

注：文中圖片均由作者繪制。

注釋：

① 數據來源于空間地理數據云(www.gscloud.cn)。