西部城郊采煤迹地生态综合治理的共轭规划设计

谭　敏，陈　浮，2，杨永均，张绍良，2

(1.中国矿业大学环境与测绘学院，江苏 徐州 221116；2.中国矿业大学低碳能源研究院，江苏 徐州 221008)



西部城郊采煤迹地生态综合治理的共轭规划设计

谭敏1，陈浮1，2，杨永均1，张绍良1，2

(1.中国矿业大学环境与测绘学院，江苏 徐州 221116；2.中国矿业大学低碳能源研究院，江苏 徐州 221008)

摘要：切实可行的生态综合治理规划是指导矿业地区经济转型与可持续发展的重要手段。本文在分析城郊采煤迹地复合系统基本特征、共轭关系、规划路径的基础上，编制了太原市孟家沟矿区的生态综合治理规划。研究表明共轭规划方法能为城郊采煤迹地生态综合治理规划提供基本途径，共轭规划的关键是协调城市与乡村、生产与生活、资源与环境、景观与产业四个方面的共轭关系，类似地区可以采用共轭规划方法，以多规融合和整合统一的思想来统筹组织村庄整治、生态修复、产业发展与乡村转型等综合治理项目。

关键词：生态治理；共轭规划；采煤迹地；复合生态系统

当前，资源枯竭型矿区已经成为影响地方经济转型发展的负重和累赘。如何实现以生态综合治理促进经济转型发展是亟待研究的课题[1]。特别是在我国西部地区，煤炭资源开采带来了诸多生态环境问题：地质灾害增多、生态环境破坏、居民生活困难、资源枯竭、产业凋敝，导致矿区社会矛盾十分突出，环境、经济与社会发展极不平衡[2]。矿山废弃地生态修复已经研究多年，特别是在我国东部矿区，土壤重构、水土保持、地灾治理、生物修复等技术层面的生态治理受到了较多关注[3-4]，景观修复、绿色产业发展等生态修复的规划策略也被广泛采用[5-7]。但近年来，矿区转型发展对生态修复提出了更高的要求，其目标不再是单一技术层面的生态治理规划，而是通过生态治理的契机，整合多方资源，兼顾地灾治理、民生改善、生态治理与产业发展。这种较高的生态治理期望需要规划思想的革新。目前，在其他领域，比如城市规划领域，学者提出基于复合生态功能的城市共轭规划方法、整合城市与自然的新城绿地规划、协调城市水系及绿地的系统保护规划等[8-11]，也有学者以北京某矿区为例探讨了基于复合生态系统理论的共轭生态修复规划[12]。与东部地区相比，西部城郊采煤迹地生态破坏更为严重，自然地理条件较差，生态恢复难度大，经济相对落后，产业调整与民生改善更为困难。因此，东部或其他区域的煤矿区生态治理规划方法难以在西部城郊采煤迹地得到较好应用[13]。目前研究一方面缺少对西部地区的关注，另一方面，对城郊采煤迹地的综合分析较少。鉴于此，本文将共轭理论引入城郊采煤迹地生态综合治理，探讨城郊采煤迹地复合生态系统存在的共轭关系，梳理城郊采煤迹地综合治理的共轭规划路径，并以山西省太原市孟家沟为例进行了实证探索，以期为类似城郊采煤迹地提供参考。

1共轭规划方法

1.1城郊采煤迹地复合系统

城郊采煤迹地是以煤炭开采为主导产业并伴随其它活动而形成的，是一个关系复杂的“自然-经济-社会”复合系统，包括自然、经济、社会3个亚系统[14]。城郊采煤迹地位于城市与乡村的过渡地带，既表现出城市与乡村的地域特征、土地利用、空间功能、景观环境、产业结构等要素并存的状态，又兼具矿区特有的复合系统特征。在采矿初期，复合系统的自然经济社会亚系统运转良好，但由于矿产资源的不可再生性，决定了矿区经济具有由盛而衰的生命周期。在采矿末期，复合系统付出了严重的生态代价，各亚系统间原有的平衡遭到破坏，但是各个亚系统依然承载着相应的功能，如物质生产功能、农民生存保障功能，生态服务功能等。综合来看，城郊采煤迹地面临诸多问题：一是矿竭城衰。矿业城市主要是依托矿产资源发展起来的，由于资源的不可再生性，矿山枯竭导致工人失业、城市衰落。二是生态恶化。高强度的煤炭开采给矿区带来了地面沉陷、水土流失、土地污染、地灾严重等一系列生态环境问题。三是产业凋敝。矿区经济结构单一，产业失调，资源枯竭后无相应产业替代导致矿区全面凋敝。四是影响周边农民生产生活。一方面采煤沉陷导致房裂地陷，水枯土瘠，路断桥毁，严重威胁村民的居住安全；另一方面采煤沉陷使得矿区周边耕地不能耕种，村民没有收入来源，生活困难，同时也加剧了矿企与当地村民的矛盾。

1.2系统共轭关系

系统共轭是系统要素或者子系统之间的耦合关系。这里的共轭指矛盾双方相辅相成，协同共生。城郊采煤迹地复合系统的共轭关系主要包括城市与乡村，生产与生活，资源与环境，景观与产业四个方面，见图1。其一，由于复合系统位于城郊地区，城市与乡村的耦合关系尤为明显。复合系统充当城市与乡村之间物质、能量、信息的交换场地，复合系统为城市提供原材料、生态资源，而城市为复合系统提供建筑材料、科技产品等。其二，在城郊采煤迹地内部，生产与生活是一对共轭关系。当矿业兴起，农业生产凋敝，村民经济来源丰厚，生活条件较好；当矿业没落，生态环境破坏严重，农业产出低，人居环境较差。其三，资源与环境关系密切。采煤迹地自然生态系统由大气、水体、土地、岩石、矿产资源、太阳能以及植物、景观、其他生物等要素组成，长时间大规模的煤炭开采使得矿产资源急剧减少，水土资源、生物资源等遭到破坏，生态环境破坏严重。其四，景观与产业存在共轭关系。产业链延伸或者替代产业的发展对于推动当地的经济转型尤为重要，但采煤迹地矿产资源枯竭，未来产业的发展与当地景观价值关系密切，二者构成一体化发展的关系。

图1　城郊采煤迹地复合系统共轭规划路径

1.3共轭规划路径

城郊采煤迹地复合系统是一个有机整体，存在着“矿竭城衰、生态恶化、生活困难、产业凋敝”等诸多问题。如图1所示，生态综合治理的共轭规划是通过社会经济工程手段，以“城乡统筹、环境改善、民生保障、生态文明”的规划思路，整合多方资源，协调复合系统中生产与生活、城市与乡村、资源与环境、景观与产业四类共轭关系。整体工程布局时，需严格考虑时序安排与空间布置，协调时间与空间，内拓与外延的共轭关系。其一，通过村庄整治，协调生产与生活的共轭关系。以保障和改善民生为目标，全力推进棚户区改造，改善村庄基础设施条件，建设矿区宜居环境。其二，通过乡村转型，协调城市与乡村的共轭关系。充分利用城郊资源优势，大力发展城郊经济，加大乡村社会和经济活力，构建城郊美丽乡村。其三，通过生态修复，协调资源与环境的共轭关系。针对采煤迹地脆弱的生态环境，因地制宜，分区治理，达到节约资源，改善环境的目的。其四，通过产业发展，协调景观与产业的共轭关系。遵照产业与生态协调发展理念，引进新型农业、文化娱乐等多业态产业，发挥景观多功能价值，推动产业与景观协调发展。

2案例分析——太原市孟家沟生态综合治理规划

2.1研究区概况

孟家沟位于太原市西城郊，地理坐标为北纬37°53′05″～37°54′51″，东经112°16′02″～112°17′19″，整体呈“熊掌”形，总面积358.75hm2。位于山西黄土高原中部，山高坡陡，地形复杂，海拔为1057～1330m。距离太古高速出入口2km，S323穿过北侧，交通区位优越。全村现有农户76户，共340人，长期以来，村民以务农、务工为主要生活来源。长期的煤炭开采导致孟家沟生态环境破坏严重，影响面积达150.84hm2，沉陷、裂缝、滑坡占全村面积的40%，开采产生的煤渣、矸石等压占沟谷，挖损山体导致水土流失、植被退化，地下水位下降。村庄基础设施破坏严重，耕地、道路、水井等生产生活设施严重受损，2001年粮食单产4560kg/hm2，2014年下降了73.68%。山西省关停小煤窑政策实施后，村民丧失经济来源，加上耕地已无种植价值，村民生活极其困难。当地采煤迹地生态综合治理仍然处于起步阶段，突出的生态民生问题使得生态综合治理迫在眉睫，但另一方面，由于缺乏统一系统的规划，各项工程、各方利益难以平衡协调。

2.2共轭规划设计

2.2.1总体规划思路

孟家沟生态规划的关键在于梳理系统共轭关系，针对孟家沟的特点，结合研究区可利用水土资源和残存的景观资源，根据太原市市民城郊休闲度假和健康养老的需求，采用农业综合体的共轭规划路径，统筹地灾治理、民生改善、生态治理与产业发展，保障村民、政府、企业三方利益。孟家沟作为最典型的城郊采煤迹地，复合系统存在生产与生活、城市与乡村、资源与环境、景观与产业四类共轭关系。采用构建农业综合体的规划路径来协调系统共轭关系。研究区目前已经完成了权属调整等工作，治理工程主要分为村庄整治和生态修复二大部分，共轭规划思路见图2。一是以村庄整治为突破口，实施沉陷地村民搬迁安置工程，改善村民居住条件和生活质量；二是以生态修复为目标，开展生态脆弱性评价，科学分区，合理布置各项修复工程，包含沉陷治理、复垦造地和植被修复。在治理工程完成后大力发展生态产业，以城郊农业综合体为发展方向，重点培育以休闲旅游业和养老服务业为主的农业综合体，将孟家沟打造成都市农业、观光旅游、休闲养老为一体的农业综合体。同时，提高村民素质、活化经济，转变“以煤为生”的原有面貌，引入城市社区管理经验、加强乡村文化建设，促进美丽乡村建设。治理采用“政府引导、企业主导”的模式，即政府与企业合作的3P模式。政府以战略法规为支撑，市场化推进，鼓励企业积极投资，企业包括实现绿色转型的煤炭企业和有志于从事生态修复的所有企业，系统的正常运行需要政府、企业、村民、公众的共同参与[15]。企业为治理工程提供资金，并从生态产业发展中获取利益；治理工程改善农村人居环境，生态产业为村民提供就业机会，并从土地资源流转中获取收益；公众从城郊农业综合体得到休闲服务，加速资金周转；政府负责系统运行的整体协调监管工作。

2.2.2治理详细规划

在共轭规划思想指导下，孟家沟生态综合治理规划包含村庄整治、生态修复、生态产业和乡村转型四大部分，前二者是工程治理措施，后两者是发展规划。从根本上保障社会、经济、生态效益最大化，促进区域可持续发展。

1)村庄整治工程规划。村庄整治以协调矿区居民生产与生活的共轭、改善人居环境、提升居民生活水平、促进矿区新型城镇化为目标。以“搬得出、稳得住、住得好、能致富”为指导思想，以“以人为本、节约用地、统筹兼顾、重点推进、四化联动”为基本原则，大力实施村庄搬迁安置工程。由于搬迁村庄皆处于沉陷区且距离城镇近，决定采用异地搬迁、城镇化安置的模式，将村民集中搬迁安置到万柏林区王封乡，并进行安置区配套设施建设，实施社区管理模式，健全相应的生活和就业保障。搬迁实施后，原废弃村庄按生态综合治理和产业发展规划进行合理利用，对条件较好的村址进行农用地复垦，用于满足城乡建设用地增减挂钩指标，对条件较差的村址进行生态修复，用于后续发展观光农业和设施农业。村庄整治资金主要来源于引进的企业，安置小区建设费按《山西省深化采煤沉陷区治理规划》由国家、省、市、县、企业和居民按4∶1∶0.5∶3∶1共同出资。

图2　孟家沟共轭规划思路

2)生态修复工程规划。为了协调资源与环境的共轭关系，突破口在于重建生态环境。生态修复的重点工程是沉陷治理、复垦造地与植被修复。规划的总体思路是分区治理，按照空间异质性划分生态斑块，构建暴露度、敏感性和恢复力指标体系、评分标准，根据评价结果划分不同的生态治理策略区，针对不同区域敏感因子、限制因子采用不同的治理策略，设计不同的工程内容[16]。针对沉陷治理、复垦造地、植被修复三大治理工程，分别按照人工修复、人工辅助修复、自然修复三种方式明确规划思路、内容与实施方案。人工修复主要针对沉陷治理和复垦造地，一是全面消除致灾因子，重塑地形，对山体挖损等矿山迹地进行人工修复；二是将西部土石方挖填平缓区复垦为耕地，并修建灌排系统和防护设施。人工辅助修复涉及三方面，一是是削减植被景观恢复的限制因子，进行裂缝充填，水土流失防治等；二是在原耕作区实行坡改梯、改善灌排条件、提升土壤肥力；三是引入农业经济作物，并兼顾生产观赏功能。自然修复主要针对植物修复，重点是重构乔灌草三级植被群落，保育水土，增加生物多样性。生态修复本着“谁投资谁收益”原则，由治理企业投资，地方政府和村民共同参与，投资方负责后期的运行。综合治理后实现地质灾害治理率达95%，水土流失治理率达80%，土壤、水质污染治理率达100%，林草植被恢复率达90%以上，完成约75.62hm2的复垦造地工程，15.22hm2的坡改梯田工程。生态修复工程规划见图3。

图3　生态修复规划图

3)生态产业发展规划。为了协调景观与产业的共轭关系，在村庄整治和生态修复的基础上，实施生态产业发展规划，有效提升经济发展水平、解决区域三农问题，促进生态文明建设。孟家沟生态产业布局从太原市市民城郊休闲度假和健康养老的需求出发，结合将孟家沟打造为山西省采煤沉陷区产业转型发展示范基地的发展目标，根据当地的自然地形、资源状况和功能要求，将生态农业、休闲旅游、健康养老和生态环境保护相结合，建立城市近郊农业综合体。充分利用残存的景观和资源，以农业综合体发展为目的，在空间布局上将孟家沟划分为七个不同的土地利用功能区，即一带七区[17](图4)。一带：杏花溪谷游憩带；七区：综合服务区，乐龄养生区，康体休闲区，农业体验区，农业休闲区，特种养殖区，林业发展区。“政府引导、企业主导”的发展模式能减少财政治理资金压力，同时又能有效解决治理后长期管护问题，并为当地村民带来大量的就业机会和收益，实现村民、企业、政府多方共赢。

图4　生态产业发展布局图

4)乡村转型发展规划。乡村转型是为了协调城市与乡村的共轭关系，通过转变城郊采煤迹地原有村庄“以煤为生”的面貌，构建新型城郊美丽乡村，保障未来长期可持续发展。主要包括经济活化、文化建设、制度改革三个方面。其一，活化乡村经济。一方面大力发展生态农业和循环经济，鼓励和吸引村民从事生态产业，另一方面加强职业技能培训，鼓励发展个体、私营经济。最终改变村民以煤炭为唯一经济来源的模式，形成多源创收的局面。其二，加强文化建设。发挥城市的辐射和带动作用，将城市优秀文化引入农村，丰富村民业余生活，提高村民的综合素质。其三，改革乡村管理制度。实施城镇化的管理模式，建立统筹城乡的就业机制，健全社会保障制度，构建公众参与机制，加强卫生保障与环境监督等。最终转变乡村原有面貌，使乡村融入城市的总体发展道路，实现城乡一体化发展。

3结语

西部采煤迹地的生态综合治理问题不仅仅是维护生态安全，更是关系到民生稳定的重大问题。生态综合治理规划必须通盘考虑采煤迹地复合系统的基本特征。本文尝试将共轭理论应用到采煤迹地生态综合治理规划中。研究发现，城郊采煤迹地复合系统由“自然-经济-社会”三部分组成，面临着矿竭城衰、生态恶化、产业凋敝、村民生活困难等诸多问题，但各亚系统依然具有物质生产、农民生存保障，生态服务等功能。系统共轭关系包括城市与乡村、生产与生活、资源与环境、景观与产业四个方面。生态综合治理应该统筹考虑系统共轭关系，以多规融合和整合统一的思想来组织村庄整治、生态修复、产业发展与乡村转型。结合理论分析和案例矿区实际情况，规划采取就近搬迁、分区修复、发展养老产业来实现矿区的转型发展，并设计了详细工程及其实现路径。然而，目前共轭规划理论研究较少，成熟的案例应用还不多，但其对于生态综合治理规划，体现出了较大的理论价值。另一方面，各个采煤迹地复合系统具有千差万别的特征，治理工程的详细设计、治理方向的优化选择，应该进一步通过规划实践来校正和完善。

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收稿日期：2016-01-10

基金项目：国家自然科学基金项目资助(编号：51474214)；山西省发改委重大招标项目资助(编号：2015FG02)

作者简介：谭敏(1991-)，女，汉族，重庆万州人，硕士生，研究方向为土地复垦与生态修复。E-mail：tanmin@cumt.edu.cn。 通讯作者：陈浮(1974-)，男，汉族，江苏射阳人，教授，博士，研究方向为土地利用与生态治理。E-mail：chenfu@cumt.edu.cn。

中图分类号：TD88

文献标识码：A

文章编号：1004-4051(2016)07-0062-05

Conjugate planning for comprehensive ecological remediation of suburb post-mined land in western China

TAN Min1，CHEN Fu1，2，YANG Yong-jun1，ZHANG Shao-liang1，2

(1.School of Environment Science and Spatial Informatics，China University of Mining and Technology，Xuzhou 221116，China；2.Low Carbon Energy Institute，China University of Mining and Technology，Xuzhou 221008，China)

Abstract:A feasible comprehensive ecological remediation plan plays an important role for the transformation development and sustainable development in mining area.This paper analyzed the basic characteristics，conjugates relationship and realizing route of complex systems in post-mind land，and compiled the comprehensive ecological remediation planning with a case study in Mengjiagou，Taiyuan city.The results show that conjugate planning is a feasible method for comprehensive ecological remediation on suburb abandoned mine land.The key problem of conjugate planning is to coordinate the relationship in urban-rural，production-life，resources-environment，and landscape-industry.For multiple planning integration and overall development，conjugate planning is a better method to organize village renovation，ecological restoration and industrial development for the transformation in post-mined land in western China.

Key words：ecological remediation；conjugate planning；post-mind land；compound ecosystem