北京门头沟区王平煤矿废弃地更新*

贺丽洁 郭星月

(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083)

中国的矿产资源丰富，全国因开发矿业而兴起的矿业城市有248个，其中地级市的矿业城市有119个，占全国333个地级城市总数的34%；县级市58个，县51个，区级20个[1]。在119个地级市的矿业城市中，煤炭矿业城市48个，数量最多，占总数的40%[2]。矿产的开发虽然加快了经济发展，也带来了一系列的生态环境问题。截至2014年，我国累计关闭的煤矿约有7万处，总资源空间420亿m2，相当于7座千万人口超大城市的空间。2016年全年关闭的煤矿约有2 000个，相当于1座百万人口的大城市空间。到2018年末，我国大概有3.6万km2的土地损毁于矿业开采中。矿产开采后遗留下来的大量矿业废弃地的生态修复和矿业城市的更新问题，是我国城市可持续发展和生态建设的难题。

矿业废弃地是指因矿业开采活动损坏或占用而无法继续使用的土地。它不仅造成了空气、土壤、水体的污染，地表植被破坏以及生物多样性锐减等生态环境问题，同时也带来了诸多城市问题，如土地利用率不高、城市空间发展受阻等，因此亟需对矿业废弃地进行更新改造以解决上述问题。北京市西部的门头沟区(简称“京西”)采煤历史自辽至今已有千年。随着国家能源政策调整，“京西”最后一个煤矿在2020年关停后，遗留下来大量的煤矿废弃地。《北京市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二○三五年远景目标纲要》(简称《纲要》)提到将门头沟“一线四矿”建设成为文旅康养休闲区，“一线”指门大线，从门头沟站到木城涧站，全长33.4 km，过去主要负责煤炭运输；“四矿”指沿门大线依次分布的王平、大台、木城涧和千军台四座煤矿。其中王平煤矿位于门头沟区王平镇南部镇区、永定河南岸，为“四矿”首站，紧邻“门大铁路”的王平站，区位条件极佳。作为落实“一线四矿”及周边区域协同发展的先导项目，王平矿区生态文化综合价值突出，矿区内核心建筑群被评选为北京市第二批历史建筑，周边有丰富的文化资源。因此以北京门头沟区王平煤矿废弃地为研究对象，从多角度、多目标、多尺度探讨王平煤矿废弃地的更新策略，以期为建设北京市“一线四矿”的目标与矿业废弃地的综合治理提供依据和参考。

1 王平煤矿概述和现状分析

1.1 “京西”矿业文化发展分析

“京西”采煤业自辽代兴起，至今已有千年历史，具体发展历程如表1所示。

表1 “京西”煤矿发展历程Table 1 Development history of Jingxi Coal Mine

北京拥有煤炭是历代统治者把北京作为都城的重要条件之一，为北京城市的建设发展发挥了重要作用。现阶段煤炭资源在北京能源使用中占比依然居高不下。在世界其他国家中，鲜少有首都拥有煤炭工业生产历史，因此，对京西煤矿废弃地进行更新改造，把北京煤炭开采的历史文化发展过程予以保留有其特殊的意义。

1.2 门头沟区发展规划分析

《门头沟分区规划(国土空间规划)(2017—2035年)》将门头沟区定位为首都西部重点生态保育及区域生态治理协作区、首都西部综合服务区、京西特色历史文化旅游休闲区。因此，门头沟作为生态涵养发展区不仅是推动城乡一体化发展的重要区域，也承担着保障首都生态安全的重任，应坚持全面可持续发展理念，构建宜人、宜居、宜游的生态标杆区域。如今，门头沟区昔日的煤矿产业纷纷关闭，产生了大批煤矿工业遗址；其中王平煤矿建筑群、木城涧煤矿及车站建筑群、大台煤矿及车站建筑群被评为北京市历史建筑群(表2)。《纲要》进一步明确要深入挖掘工业遗址资源，将“一线四矿”建设成门头沟的文旅康养休闲区。与此同时，京煤集团正逐步将“京西”土地、房产资源进行合理整合和规划，计划构建融绿色生态、文化旅游、健康涵养为一体的门头沟区生态经济产业带。

表2 门头沟区工业遗存Table 2 Induatrial remains in Mentougou District

1.3 王平煤矿概述

1)区位分析。王平煤矿作为西山大路的重要驿站，曾是一座年产百万吨级优质烟煤和无烟煤的大矿，位于北京市门头沟区色树坟与北岭乡境内。王平镇位于门头沟区中南部，处在门头沟中心新城与“京西”山区的过渡地带，起到沟通深山，连接浅山，直达平原的区位功能。镇域内有王平武定石刻、京西古道等众多历史文化遗产，也是妙峰山、百花山景区等优良旅游资源的重要节点。王平煤矿井田东到永定河畔京木铁路线下，西接木城涧矿工业广场煤柱，南抵北岭十字道村，北靠平安沟北。东西走向5.4 km，南北相距宽2.5 km，面积13.5 km2，为西南向东北的坡地(图1)。王平煤矿废弃地周边地理位置优越，植被丰富，拥有良好的区位条件。

图1 王平煤矿区位Fig.1 The location of Wangping Coal Mine

2)历史沿革分析。王平煤矿隶属于京煤集团，是京西矿务局所属8个煤矿之一。王平煤矿井田属京西煤田，为古生代石炭二叠纪杨家屯煤系，是含煤量较丰富的地段。开采煤种为无烟煤，系低沼气矿井。主要发展历程见表3。

表3 王平煤矿发展历程Table 3 Development history of Wangping Coal Mine

3)交通分析。王平煤矿距北京市城区(阜成门)46 km，距北京矿务机关23 km。G109国道将王平煤矿与门头沟新城连接；丰沙铁路在矿区东北部2 km处通过，京木铁路和下清公路横穿矿区东部；大台线24和丰沙线两条铁路经过的火车站点将京西矿区的各矿业废弃地联成一线。同时，正在建设的地铁S1线加强了京西矿区与城市中心的连接。周边有包括东王平、西王平等10余个村庄。

4)环境分析。王平煤矿背山面水，自然环境优越。虽然矿区内由于多年的煤矿开采导致污染严重；但矿区外的山脉遭受污染较轻，经历长时间的自然修复后已逐渐恢复到原貌。

5)建筑分析。王平煤矿内遗留的采煤生产线上的建筑物、构筑物主要包含选煤楼、选研楼、储煤仓、锅炉房、烟囱等，矿区内铺设铁路站线1.34 km(轨型38 kg)。该煤矿前身王平村立井是简易投产矿井，该矿成立后对生产系统和地面工作、生活设施，进行了补建完善。先后建成单身职工宿舍楼6座、职工浴室2个、俱乐部1座、福利楼1幢、职工家属楼13幢；1985年建成新办公楼。截止1990年底，已建成厂房总面积2.48万m2；同时建设了食堂、医院、商店、图书馆、职工学校等生活福利设施(图2)。

a—选煤楼；b—煤炭锅炉房;c—办公楼;d—职工家属楼；e—职工宿舍楼;f—储煤仓;g—烟囱;h—职工浴室。图2 王平煤矿建筑现状Fig.2 Existing building condition of Wangping Coal Mine

6)人群分析。位于门头沟区的王平镇人口年龄结构呈现“两头小，中间大”的特征，劳动力较为缺乏，老年人口比例增加且在劳动人口中所占比例较大[4]。

1.4 王平煤矿现存问题分析

1)生态环境质量差。由于煤炭资源的过度开采，引起地面下陷，土壤、空气、地下水资源均受到污染；开采后地表植被破坏严重，导致生物数量和生物多样性显著下降，矿区以及周边区域的生态环境遭到严重冲击；同时过度开采导致矿区内的岩土结构遭受损坏，边坡稳定性下降，泥石流以及山体滑坡等自然灾害时常发生。开采活动产生的废料(如煤矸石等)大面积压占土地且直接暴露在空气中，造成了空气质量下降，对居民的身体健康产生不良影响。

2)城市风貌被破坏。历经时代变迁与历史变革，矿区内部的工业遗存功能丧失，破败不堪；矿区内杂草丛生，四处散落着煤渣，使得场地呈现一片破败景象，对周边区域的城市风貌产生了一定的负面影响。

3)建筑质量安全性差。自1994年王平煤矿停产后，矿区内的职工和家属陆续搬出，偌大的矿区成为了名副其实的京郊工业废墟。在过去近40年的矿业开采作业中，矿区地下形成了多处采空区，使得矿区内部的人员活动面临着很大的安全问题。矿区内分布着当年进行生产活动的厂房，还有大量自建房。这些老旧建筑长年失修，存在着或多或少的损坏，具有一定危险性。

4)道路通行质量差。矿区周边分布着很多村庄，但区域道路较为凌乱，缺少直达场地的道路，路面质量较差，通行困难；同时场地内部杂乱无序，没有形成完备的道路系统，不便于周边居民对矿区的利用。

5)矿业遗产价值遭破坏。王平煤矿废弃地作为京西矿业文明的象征之一，其特有的厂房、构筑物、运煤轨道、工业设备等作为矿区生产生活的物质载体，见证了工业时代的变迁，承载着众多矿区人民的情感寄托，然而破败的场地现状割裂了矿区的历史记忆，矿业遗产价值遭受严重破坏，矿业文脉被割裂。

6)矿区空间资源浪费。王平煤矿停产之后，矿区内遗留下来的多数建筑早已功能丧失，产生了许多闲置的建筑空间；大量破损围墙的倒塌、煤矸石的随意堆放，占用了矿区场地空间，造成了场地空间资源的浪费(图3)。

图3 王平煤矿现状Fig.3 Present situation of Wangping Coal Mine

2 矿业废弃地更新的国内外研究综述

2.1 矿业废弃地的生态修复研究

国外对于矿业废弃地生态修复方面的研究始于19世纪末，美国、英国、澳大利亚等国家开始对矿区土地改良、废弃物再利用以及生态修复技术进行研究。20世纪初期，德国采用植树造林来恢复废旧矿山生态环境[5]，美国采用土地复垦方式调节土壤酸碱平衡来维持地表原有水平[6]。法国、英国重视农林地的修复和保护，将重点放在了维持矿区生态平衡，防止水土流失上[7-8]。澳大利亚坚持矿区可持续发展，注重恢复土地功能以及减少大气污染，对废弃矿区进行物理、化学、生态、社会学等多方面的联合治理[9]。近年来，随着空间分析技术的进步，矿业废弃地生态修复研究开始与遥感、卫星定位系统、无人机等技术结合，为获取废弃地土地空间数据带来便利[10]。美国地质调查局应用矿产可供性系统(MAS)和地理信息系统(GIS)对废弃矿区土地进行调查，以此为依据来确定美国矿业废弃地复垦时序。Areendran运用遥感技术获取了煤矿的土地利用和土地覆盖数据，并分析了矿区的生态动态变化[11]。

我国受经济发展水平制约，对矿业废弃地的生态修复工作起步较晚，直到二十世纪五六十年代，极少数的矿区才开始进行土地复垦造田。1989年，我国颁布了《土地复垦规定》，标志着矿区复垦修复工作向法制化迈进[12]。21世纪以来，国内学者从多学科多角度出发研究矿区生态修复与治理。彭苏萍等研究了黄河流域煤矿区生态环境修复关键技术与战略[13]。张涪平提出根据植物物种的地域适应性和环境适应性来筛选适宜矿山生态修复的先锋植物[14]，高怀军提出从矿业城市宏观角度出发，以“生态端”与“社会端”思路进行矿业废弃地生态修复工作[15]。朱紫薇等提出边坡治理、废弃污染物处理、土壤改良、植物恢复的生态恢复方法[16]，黄金等提出客土覆盖、土壤改良、丛植真菌与植被修复等矿区生态修复技术[17]。

2.2 矿业废弃地景观规划研究

欧美国家从20世纪60年代就开始了对工业废弃地的景观改造，主要针对规模较小的工厂和采石场，如最早于1863年建造的比特·绍蒙花园就是由废弃采石场改造的城市公园景观[18]。到了20世纪70年代，大地艺术家们开始将美学概念融入废弃矿区的改造中，将自然、生态、文化、社会、美学等方面融入到废弃矿区的景观规划与设计研究中。1977年美国颁布了《露天煤矿管理和更新法案》，景观设计师将娱乐设施加入到改造计划中[19]。21世纪以来，欧美国家将研究重点放在了矿业废弃地的景观综合设计以及重塑当中，有关矿区的景观规划理论也愈发全面与成熟。Grim Shaw在矿业废弃地中打造出一个展现热带植物景观的巨型生态温室“伊甸园”[20]；法国Biville采石场生态恢复、维多利亚布查特花园项目等，利用生态设计原则，保留矿区独特地形和环境，创造独具特色的生态景观(表4)。Botschen提出调动旅游资源，使生态景观规划后的矿区为城市创造经济价值与文化价值[21]。这个时期矿业废弃地的景观规划主要是以实现工业特色、景观美学和历史文化等的融合，再生利用更加倾向功能多元化。矿业废弃地的景观再生实践由小型景观公园逐渐过渡到废弃场地与大地艺术的结合，再发展到对矿业遗产的保护及再利用与景观空间的结合，其呈现形式主要是文化产业园、展览馆之类的“硬”式改造和花园、林场等“软”式改造两种。

国内工业化起步较晚，对废弃矿区的景观规划与设计研究相对滞后。20世纪50年代末，我国开始产生废弃矿区的改造意识，但是发展缓慢。到20世纪70年代后期，由于理论研究与实践经验的不足，导致修复形式单一。20世纪90年代，随着景观生态学理论以及艺术设计思潮的引入，我国废弃矿区治理得到了快速发展，从单一覆土绿化向着景观规划设计方向发展。为了有效利用矿区资源，保护矿业遗迹，国土资源部在2004年实行矿山公园的评定。在此之后，很多学者将研究重心放在了植物景观营造、矿山公园改造、矿业遗产的再利用等方面。刘海龙提出了生态安全、资源循环与持续利用、自然优先、过程与多样性、场所五个采矿废弃地景观设计原则[22]。葛书红等将煤矿废弃地景观再生分为两种，一是改造为矿山公园，一是复垦为多功能用地[23]。谢超华提出矿区景观设计目标是将矿区推向大众，美化矿区[24]。孙仪提出注重乡土树种与景观树种、植物景观与矿山特色的结合[25]。孟丹从场地功能和环境再利用两个角度提出矿业废弃地景观再生的手法和对策[26]。较为典型的实践案例如上海辰山植物园矿坑花园、南宁国际园林博览会园博园等(表4)，其改造手法均值得借鉴学习。

表4 国内外矿业废弃地改造典型案例Table 4 Classic cases of transformation of mining wasteland at home and abroad

2.3 现有研究现状总结

由国内外研究现状分析发现，国外关于矿业废弃地修复治理的法律条文更为完备具体，进行生态修复时是将设计与技术并行，因此生态修复效果良好且普及率高。我国矿业废弃地治理虽然取得了一定进展，但仍存在一些问题：1)矿区改造模式局限单一，修复与治理后不能完成盈利，未能带动城市区域更新与发展。2)国外对于矿业废弃地的景观再生实践主要集中在大地艺术的塑造以及矿业废弃地的保护和更新利用上。我国起步较晚，景观再生实践主要集中在环境恢复和工程措施的安全管理方面，景观再生与艺术创造等部分涉及很少，很多研究者只关注技术理论方面，对景观艺术设计方面关注不多。3)土地复垦法规不完善。我国虽然已经制定了关于矿业废弃地生态修复的法律法规，并且开展了一系列生态修复的研究，但在实践中没有得到很好的执行。其管理系统与技术措施仍需改进。4)矿山基础数据缺失，未建立系统完善的数据库。西方国家大多建立了相对完善的数字化矿山基础数据库，为以后的矿业废弃地更新修复提供了基础数据资料。我国基础数据大量缺失，在矿山开采关停后，无法找到其基础数据，对矿业废弃地的更新再利用非常不利。随着我国生态建设及城市化进程的推进，矿业废弃地治理将在城市未来发展中占据重要地位，矿区更新治理也应当引入更多新视角、新方法。以王平煤矿废弃地为例，从生产性理念、城市双修理念、韧弹性理念、触媒理论、空间句法、水生态环境塑造展开对矿业废弃地更新利用的研究，旨在为废弃矿区更新和矿业城市可持续发展提供新方法、拓展新思路。

3 王平煤矿的更新策略和价值

3.1 更新目的

首先，王平煤矿作为北京门头沟区生态涵养区和“一线四矿”文旅康养休闲区的重要节点，通过景观规划与生态修复等手段恢复王平煤矿的生态系统，不仅促进了区域生态环境建设，也促进了北京城市生态环境发展。其次，王平煤矿停产后成为了京郊废墟之地，不仅影响城市面貌还造成了土地资源的浪费，对其进行改造可以提高现有的土地利用率，解决土地资源浪费、人地矛盾等问题，实现产业结构的转型。再次，王平煤矿更新后，可以丰富和填补城市及周边区域的功能，带动周边区域的经济发展；还可以修补城市形态、空间以及完善城市基础设置等，是促进城市区域经济与可持续发展的重要途径。最后，王平煤矿是“京西”矿业历史文脉和矿冶产业发展的见证者，对其进行更新和开发，不仅对矿业遗产保护更新起到重要作用，还可以为我国其他矿业废弃地的更新改造和矿业城市可持续发展提供合理的理论支撑和实践基础。

3.2 更新策略

为解决王平煤矿废弃地生态环境恶化、场地杂乱无序、建筑陈旧破败、周边交通混乱、文脉传承断裂、特色文化丧失、水资源污染等问题，同时为响应国家生态文明建设，实现“双碳”目标，践行绿色北京，打造“京西”特色历史文化旅游休闲区，实现王平煤矿的转型发展，从以下角度探索更新方案。

1)以“双碳”目标与生产性理念为核心提出低碳的生产性更新策略，以完成国家建设绿色矿山的目标。“双碳”目标是指2020年中国政府向国际社会宣布的中国力争在2030年前CO2排放量达到峰值，2060年前实现碳中和。“双碳”目标不仅是一个巨大的挑战，更是一项艰巨的任务。在“双碳”目标的引导下，以生产性策略为视角，把生产性元素引入王平废弃矿区的改造升级中，通过智能控制系统、绿色建筑技术、新能源合作系统、资源循环利用系统等进行王平煤矿废弃地的绿色更新，以期满足国家绿色低碳发展的需求[27]。

2)基于“城市双修”理论提出绿色更新方案，以解决亟待转型的矿区更新再利用问题。“城市双修”是指2017年由住房和城乡建设部提出的“城市修补、生态修复”实施计划，是实现城市转型发展、治理“城市病”的有效措施。从“城市双修”角度出发，通过场地生态修复、矿区总体规划、建筑绿色更新、生态景观重构等策略对王平煤矿废弃地进行再生更新设计，以期解决王平煤矿生态环境问题以及区域转型升级问题[28]。

3)采用韧弹性理念指导更新设计，以实现矿业废弃地改造后的可持续发展目标。“韧弹性理念”是生态学领域中强调生态系统遭遇冲击的自我恢复和调节能力。矿业废弃地的再生利用除考虑矿区生态修复与安全生活外，还须考虑灵活扩展、防灾减排、可持续发展等多种现实需求。引入韧弹性理念，通过土地利用韧弹性规划、生态韧弹性策略、工程韧弹性设计以及文化韧弹性方案对王平煤矿废弃地进行更新设计，以提高王平煤矿区应对外界冲击的适应性和抵抗能力，以及从多角度实现王平煤矿的功能再生和可持续发展。

4)利用触媒理论引导规划实践，使废弃矿区更新带动周边区域发展。“触媒理论”是由美国学者Wayne Atton与Donn Logan于1989年提出的城市理论，主张通过“触媒”来引起城市发展连锁效应，以废旧城区改造升级来激发区域活力。通过引入触媒理论，以功能触媒、景观触媒、文化触媒、交通触媒为其触媒特征进行王平煤矿废弃地的更新，以期带动京西区域的链式反应，促使北京城市结构进行持续、渐进的发展[29]。

5)运用“空间句法”进行量化分析，以完善废弃矿区的场地交通、空间连通及建筑再利用等问题。“空间句法”是由英国学者Hillier于20世纪70年代提出，是空间量化分析的工具，主要研究空间的可达性与连通性等相关问题。通过空间句法理论与技术，从街道、场地、建筑组团三个尺度定量分析王平煤矿废弃地场地可达性、空间可视性以及建筑组团功能连通性，探究其与周边道路系统的联系程度，提出场地内部空间的潜在问题并挖掘出能够代表煤矿生产文化的建筑核心。基于空间句法分析结果，从上位规划、道路系统、场地空间、文化记忆四个方面提出更新策略，以期解决王平煤矿矿区内外交通质量差、空间连通性弱、空间利用率不高以及建筑记忆面临消逝等问题[30]。

6)通过采取恢复水生态系统的整治措施，解决煤矿废弃地内的水生态环境问题。营造健康的水生态环境是煤矿废弃地生态系统恢复的关键，从王平煤矿废弃的场地布局梳理、建筑要素改造以及生态环境治理三方面入手，因地制宜地提出有效的水生态修复策略，以期解决王平煤矿区内雨洪灾害频发、常年缺水、生态环境破败等问题，实现王平煤矿废弃地的再生[31]。

3.3 更新价值

王平煤矿废弃地是存在于北京门头沟区的一处特殊城市土地，基于多目标、多角度对场地及场地内的遗存物，如矿冶工业建筑、矿业设备与构筑物、煤矸石、尾矿等(表5)进行更新利用，必然会呈现出显著的经济、文化、生态和美学价值，具体如下：

表5 煤矿废弃地遗存物质更新价值分类及原因Table 5 Renewal value classification and causes of remains of the derelict land of coal mine

1)经济价值。对王平煤矿废弃地进行土地修复、更新开发与再利用，可以减少因大面积矿业废弃地闲置造成的土地资源浪费，有利于填补城市区域功能，完善城市风貌，带动城市区域经济发展，助力产业转型，提高经济效益，促进城市经济的健康发展。

2)文化价值。《北京市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二○三五年远景目标纲要》中明确提到要系统挖掘梳理重要文化，开展系列传播与推广。“京西”采煤业自辽金兴起，至今已有千年的历史，其矿业文化是组成北京历史文化的重要部分之一，其文化价值值得深入挖掘与传承。王平煤矿废弃地作为“京西”矿业文明象征之一，其特有的厂房、构筑物、工业设备作为矿区生产生活的物质载体，见证了工业时代的变迁，承载着众多矿区人民的情感寄托，拥有着独特的文化价值。

3)生态价值。《北京市“十四五”生态环境保护规划》中明确提出“到2025年，北京的发展将更低碳、空气更清新、水体更清洁、土壤更安全、生态更宜居，全面进行绿色转型，实现生态城市的基本建成”。“京西”区域面积广、污染严重，王平煤矿作为“京西”生态系统的重要组成部分，其区域的生态环境治理是社会经济发展的现实需求。恢复王平煤矿的生态平衡，构建可持续发展的矿区生态系统，对周边区域生态的健康发展以及城市的生态文明建设有着重要且深远的影响。

4)美学价值。矿业遗产属于工业遗产的一部分，具有很高的工业美学价值。在王平煤矿废弃地的改造过程中，合理保护、修补和利用废弃地上遗留的工业建筑、工业设施、工业材料等，将工业美学融入到更新设计中，再生后的矿区可以展现后工业时代的美学价值。

4 结束语

煤矿废弃地的治理与更新对于推动生态文明的建设起着重要作用，对于改善当地环境具有重要意义。当前我国对于矿业废弃地修复的基础理论还有待深入，针对王平煤矿废弃地现状问题，从生产性理念、城市双修理念、韧弹性理念、触媒理论、空间句法、水生态修复策略几个视角入手，探索了王平煤矿废弃地的更新策略。以低碳科技创新为支撑，在修复矿区生态系统、减少碳排放强度及碳增汇的同时，对矿业废弃地进行多功能、多元化的绿色更新改造；从传统的复绿手段转向环境综合治理、能源绿色生产、资源循环利用、功能转换扩展等综合型治理方式，从多目标、多视角、多尺度探索煤矿废弃地的再生利用，促进矿区由从“消费”走向“生产”，从“碳排”走向“碳汇”，从“治理”走向“智理”，以实现煤矿废弃地的生态环境恢复、建筑景观重构以及文化价值重现等愿景，同时提高矿区应对外界冲击的适应性和抵抗能力，推动城市联动效应，促进城市绿色更新及低碳发展。