平顶山市北部山体生态修复功能分区研究
2020-05-19

摘要:平顶山市北部山体是平顶山城市生命共同体的生态腹地,但区域生态破坏严重,亟待生态修复策略来提升生态、景观价值。合理的生态修复分区是生态系统恢复重建、自然资源可持续利用的基础。本研究将对研究区域生态、经济、文化因子进行调查,制定平顶山市北部山体生态修复分区体系,指导后续区域生态修复措施的配置。

 

关键词:平顶山;山体;生态修复;分区体系 

 

生态修复以人工植物、工程措施促进生态系统的自我调节能力与自组织能力,使其加速向有序稳定的方向发展,最终趋于自然状态演化。生态修复分区是科学实施生态修复的基础,合理的功能分区对于生态修复措施的配置及生态修复效果的实现具有重要指导意义。平顶山市位于河南省中部,拥有中南地区最大的煤田,煤矿的开采导致了地面塌陷等严重的土地破坏,并引起了一系列的生态环境问题。本研究将结合“山水林田湖草”生命共同体理念,分析平顶山市北部山体生态修复功能分区,指导区域生态修复。

 

1 项目概况

平顶山市地处暖温带和亚热带气候交错的边缘地区,具有明显的过渡性特征,四季分明,年平均气温14.8℃,年平均降水量732.8mm。季风气候,春季风速较大,秋季风速较小,年平均风速2.6m/s

本次研究的北部山体位于平顶山市矿区,东西跨度约30公里,南北纵深腹地1.5-6km,面积约106km2。地下因煤矿开采已经被采空,地下水断层、地面塌陷、土壤质量下降、植被退化,生态服务功能严重受损。随着人们对生态、和谐社会的需求越来越高,北部山体作为平宝叶鲁区域生态格局的重要的一环、作为平顶山城市生命共同体的生态腹地,北部山体的生态优势和区域价值逐渐进入人们视野,但北部山体受塌陷、矿区、煤矸石山等因素的限制,土壤瘠薄、水分不足、植被条件差,严重限制了北部山体的发展,因此亟待生态修复策略来提升生态、景观价值,建立“以人与山为核心的可持续山水城市新模式”。[1]

 

2 研究区现状及分析

2.1 土壤

北部山体以丘陵地貌为主,南陡北缓。土壤为褐土,保水能力差,土壤贫瘠。土层厚度为0-60cm,土层薄分布不均匀,山下土层较厚,山体中部以上逐渐变薄,山顶部分区域土层厚度不足10cm

平顶山市北部山体由于常年开采所形成的塌陷区呈东西向展布,大小塌陷已连为一体。区内局部地面下沉,部分建筑物、道路出现了开裂与沉陷的险情。研究范围内塌陷区主要位于南侧,面积3.39km2。因煤矿工业的粗放化经营,研究范围内遗留有多处煤矸石堆场,面积约66hm2[2]

 

2.2 水资源

多年平均降水量732.8mm,年蒸发量在1490.5mm-2825.0mm。蒸发量远远大于降水量,缺水是北部山体重大的生态问题。

由于研究范围山下大部分为煤矿采空区,导致地下水位下降,山体与深层地下水之间出现断层,地下水无法为山体所利用。煤矿塌陷,土石山区保水能力差,地表浅层水渗透,更是加剧山体缺水状况。

研究范围内有外口水库、陈寨水库、土门水库、观上水库4个较大的水体,但陈寨水库和土门水库现状贮存了大量的粉煤灰,库容严重缩水。

 

2.3 植被

研究区域属暖温带落叶林区,植物区系组成成份以温带华北区系为主,兼有华中及西北高原区系植物,并有一定数量的外来植物。研究区内乔木种主要有雪松、榆树、杨树、刺槐、大叶女贞、旱柳、皂荚等,灌木有扁担杆、荆条、酸枣、构树、桃等,草本主要有狗尾草、灰灰菜、蒲公英、小蓬草、蒿草、黑麦草等。

北部山区植物生长状况差且种类不丰富,林业用地总体蓄积量低,林木长势较差,成林比例低。山顶以草地和灌草地为主,山脚及沟道两侧乔木生长较其它区域好。区域人工林造林方法粗犷,苗木成活率低。

研究范围内不同种类植被面积及比例如下表(表1)。

 

2.4 水土流失

平顶山市属于北方土石山区,水土流失类型主要为水力侵蚀,部分山区存在滑坡、崩塌、泥石流等重力侵蚀。水力侵蚀的表现形式主要是面蚀和沟蚀。平顶山市的水土流失强度总体为轻度,水土流失治理以预防为主多种人为因素诱发北山水土流失。

基于20177月卫星图,平顶山市北部山体水土流失主要是来自农业耕作、植被稀疏土壤裸露、房建和风电开发活动导致的,现状裸露地水土流失严重,裸露面积0.88km2。其中风电开发导致上山道路及塔基占地山体植被破坏,造成的水土流失情况最严重。

煤矿开采塌陷区产生的地表开裂促进了区域水土流失。

 

3 生态功能区划研究

3.1 分区依据

1)流域范围

研究区东西跨度约30km,涉及香山、龙山、擂鼓台、落凫山、平顶山、金牛山等13座山体,按照山水林田湖草是一个生命共同体的理念,研究区可划分为红石山-蜘蛛山-香山流域、外口水库流域(龙山-擂鼓台-横岭山)、陈寨水库流域(横岭山-落凫山-张寨山-铧角山)、土门水库流域(落凫山-平顶山-张寨山-铧角山)、马棚山-金牛山-老寨脊流域。

2)经济文化差异

香山寺始建于东汉末期,是我国汉化观音文化起源地,每年吸引了上十万人的游人香客来此旅游朝拜,香山已成为北山区域现状最为重要的佛教文化景点。

龙山、擂鼓台、落凫山、张寨山等山体分布着众多的采矿遗址和工矿生产地,流域陈寨水库和土门水库现状贮存了大量的粉煤灰,占用水库库容。

平顶山(山体)与平顶山市的名字渊源,以及山顶公园的规划建设,平顶山已成为市民郊野休闲的重要场地。

2015年,金牛山南坡起动100多亩荒坡种植经济林工作,目前金牛山因石榴生态果园已全市闻名。

龙山、擂鼓台、横岭山、落凫山、金牛山、老寨脊山顶沿山脊线建设有风力发电装置。

3)植被情况与土地利用现状

研究区域分散有多个村落,村落周边及山脚区域基本为耕地,山体植被多以草灌为主。就各个山体而言,落凫山、平顶山、金牛山山前大片植被生长好,其它山体沟谷位置植被生长较好。

研究区域土地利用类型主要有耕地、园地、林地、草地(其它草地)、工矿仓储用地、住宅用地、特殊用地、交通运输用地、水域及水利设施用地等,其中耕地、林地、草地为面积最大的三类土地利用类型。

 

3.2 一级分区

一级功能分区以流域为单位,尽量保证山体和小流域的连续性,保护山、水、林、田、湖为载体的沟脊纵横田连阡陌的生态空间,并发扬区域文化优势。根据平顶山市北部山体流域划分及经济文化现状,将北部山体划分为四个一级功能分区:西部香山景观文化区、中部山体景观生态恢复区、山顶公园景观游憩区、东部山体农林生态经济区。在一级分区界限内生态与功能相辅相成、互相影响,休闲功能发展受生态群落生长限制,而生态氛围营造将契合休闲功能的发展方向(图1)。

1)西部香山景观文化区:以林分改造、原有植物景观改造恢复为主,新造烘托宗教色彩兼具良好景观价值的林相,打造出一个宗教文化浓郁、景色优美的文化生态休闲区。

2)中部山体景观生态恢复区:根据现状生境问题及生态资源基础,片区将以水土流失治理、修复水库生态、营造生态林地为主,打造工矿文化休闲谷、花卉谷、山地运动谷、森林养生谷、牧业文化谷等原生态且色彩丰富的景观生态恢复区。

3)山顶公园景观游憩区:拟打造城市会客厅,作为市民及游客的主要休憩场所,将山顶公园打造成展示鹰城文化风采的绿色阳台及生态修复示范的窗口,设置各类文化及生态体验性场所,营造能促进人与人互动、人与植物互动的游憩生态景观氛围。

4)东部山体农林生态经济区:以发展休闲农业、经果生态林营造为主,结合休闲功能的发展需求,营造休闲农林景观,打造兼具生态功能与休闲功能的农林经济区。以景村融合示范区为发展目标,以旅游休闲项目为带动,发展集田园度假,农事体验,田园运动为主题的旅游活动。

 

3.3 二级分区

在一级分区的基础上,根据各分区用地的水、土、植被特征及规划功能,划分二级分区,并提出相关生态修复指引,进一步协调生态与功能发展之间的关系。

按照平顶山市国家储备林建设总体规划,将在北山区域建设国家储备林基地。因此北部山体生态修复二级分区与国储林建设相结合,构建特色植被、景观、文化全面融合的健康稳定生态。

研究区共划分8类二级分区,分别如下(图2):

1)耕地区。 保留现状耕地,划分为耕地区,推广农业水土保持措施,防治农业水土流失。

2)水土流失治理区。 根据项目区现状水土流失情况,将水土流失区域划分为水土流失治理区,根据区域水土流失原因,针对性地布置水土保持措施,保护水土资源。

3)水源涵养区。 将项目区的外口水库、陈寨水库、土门水库、观上水库及周边汇水区域划分为水源涵养区,恢复水库功能;并与国储林营造相结合,营造具有水源涵养功能的用材林。

4)游憩区。 香山寺和山顶公园是项目区承载景观、文化、休闲的重要区域,划分为游憩区,规划提升区域景观,大力发展旅游经济。

5)经果林区。 将现状果林和规划种植经济树种和果树的范围划分为经果林区,用于发展经果林助力乡村振兴、农民增收。

6)湿地涵养区。 将现状香山湿地和新月湿地划分为湿地涵养区,保留现状功能,并增加相关湿地景观及植物配置。

7)梯田景园区。 位于东部山体农林生态经济区,坡度约10°,规划改造现状梯田,展示丘陵区水土保持农业形式,并结合地景艺术设计农业景观。

8)生态林营造区。 将上述区域以外的其它区域划分为生态林营造区,主要用于发展速生丰产用材林(国储林)。

 

3.4 三级分区

北部山体各山体及山体各区域土壤、水分、植被条件各不相同,土地利用现状也有较大差异。在二级分区的基础上,根据区域现状植被条件、土地利用现状及规划方向,因地制宜,划分三级分区,保证北山生态系统向良好稳定方向演替。

三级分区是各类生态修复措施封禁保育区(植被生长较好)、近自然改造区(以中幼龄林为主,需要人为抚育)、新造林区(除以上两区的其它造林区)、景观游憩区(景观建筑及其它游览功能区)、煤矸石治理区(大面积煤矸石堆积区)、粉煤灰治理区(贮灰场)(表2)。

 

4 结语

1)本研究基于对现状植被、土壤、水资源、经济、文化的调查和分析,对平顶山市北部山体生态修复进行详细的功能区划,各功能分区规划方向与现状相结合,可通过生态修复,促进区域经济、文化发展。

2)生态修复的目的是修复生境,使区域生态系统能够良性循环,其中植被发挥着至关重要的作用。本研究与国储林建设相结合,预计可在北部山体建造国储林5365.47km2,通过多物种配置,为微生物和动物的生存提供载体,加速促进生态重建。[3]

3)生态修复分区是生态修复措施配置的指引,从宏观角度为生态修复提供规划方向,且有利于合理安排投资规模和结构,节省人力物力。

 

参考文献:

[1]杨辉,王璐.矿区生态修复理论初探[J].资源国土,2015,(07):48-49.

[2]楚纯洁,周金风.平顶山矿区丘陵坡地土壤理化性质及质量评价[J].2018,25(01):104-110.

 

[3]焦居仁.生态修复的要点与思考.中国水土保持[J],2003,(02):01-02.