基于生态系统服务的金矿废弃地修复与活化策略——以金厂峪矿山公园为例

翟 艳，姜明昊，谢 慧

(燕山大学艺术与设计学院，河北 秦皇岛 066004)

矿业废弃地是指因采矿活动所破坏、非经治理而无法使用的土地。20世纪初，欧美发达国家就开始了矿业废弃地的生态环境恢复研究[1]。20世纪90年代开始，西方的景观规划设计师，开始采用生态设计学、景观规划设计学方式将废弃矿山改造为公园，这也是资源枯竭型城市向旅游城市战略转型的重要举措，同时还发挥了矿山公园保护矿业遗迹、矿业科普、促进经济发展等作用。如美国的anaconda铜矿高尔夫球体育公园改造项目、ferropolis废弃露天矿公园等[2]。北戈帕尔ferropolis露天煤矿，根据地势特征进行生态修复和景观重塑，建成巨大人工湖、湖中露天剧场，结合巨大挖煤机器组成地标性建筑，并通过音乐节、摇滚乐队演出等流行文化活动，吸引了大批年轻人，给当地带来可观经济收入并带动相关旅游产业。我国400多矿业城镇中，有50多座矿山已开始进入衰败期，持续的采矿活动对当地自然环境和生活质量破坏严重，直接危及到人体健康和城市产业的可持续发展，“矿竭城衰”城市可持续发展问题愈发受到高度重视与广泛关注，自2007年我国第一座矿山公园—黄石国家矿山公园开园运营，国家至今已批准建立72座国家矿山公园，且浙江遂昌金矿国家矿山公园、福建寿山国家矿山公园等20余家矿山公园已开园运营。

生态系统服务是指“人类直接或间接地从生态系统中所获得的惠益”，主要包括供给服务、调节服务、支持服务、文化服务等四个方面[3]。“生态系统服务”理论建立了人类活动和生态活动之间的密切联系并得到发展，理论方面多用于城市绿地、城市公园以及生态旅游等研究，实践上多以政府为主导，主要以私有产业生态化、生态系统服务产业化、生态环保公益众筹以及生态环境保护志愿群体等四种实践形式展开。生态系统修复能有效解决矿业废弃地带来的环境污染、生态破碎等环境问题，修复后的生态系统所产生的后续服务能解决矿业衰败导致的城市产业衰竭和乡镇发展停滞等发展问题。目前生态系统服务理论在矿业废弃地修复及活化方面的应用还存在一定空白，为此我们以河北金厂峪矿山公园为例，探索分析基于生态系统服务的金矿废弃地修复与活化策略。

1 矿业废弃地修复与生态系统服务关系框架

从国内外诸多矿业废弃地修复的案例来看，修复后的矿业废弃地能很好的发挥生态作用，融入城市绿地体系，众多学者对废弃矿区修复前后的生态体系研究结果说明，矿业废弃地具有极大的生态潜能，这也是矿业废弃地修复和生态系统服务关联研究的基础。

生态系统服务作用可分为二个过程，即生态系统服务产生过程和生态系统服务发挥过程，这二个过程与废弃矿区修复及活化存在对应关系，而生态系统服务理论可以为矿业废弃地修复提供目标导向，并对矿区修复成果进行评定，也就是通过人工检测和分析生态系统服务发挥过程，准确把握废弃地修复成效，及时调整策略。据此，参考李方正等[?]研究成果，建立生态系统服务和矿业废弃地修复间对应框架关系如图1。

图1 生态系统服务与矿业废弃地修复对应框架

2 金厂峪矿区环境问题及修复总体思路与目标

2.1 金厂峪矿区环境问题现状

金厂峪金矿为中国黄金集团下属子公司，位于河北省唐山市迁西县的金厂峪镇，经过多年开采面临着严峻的生态问题。

(1)自然景观问题

长期开采矿区水土流失严重，整个矿区未进行防护处理，植被稀少，地表不平，沟壑纵横，严重影响自然景观。特别是2013年开始矿区进行大规模露天开采活动，形成直径约470 m、深约140 m的露天采坑，造成严重生态和自然地貌破坏(图2)。

图2 金厂峪2012、2016、2021年矿坑对比

(2)污染问题

矿区污染主要为废渣自身污染及作为污染源由于矿区水体渗流外泄给矿区外带来污染。矿区堆弃露天开采产生的上百万吨低品位矿石，未采取任何生态治理和恢复措施，边坡坡面陡且松散，易发生崩塌、滑坡、地面沉降等地质灾害。矿区地表水经矿区地表及从废渣中下渗排泄，废渣中的砷、汞、锑等元素及有害物质不断随雨水渗流至矿区外区域，造成水体、土壤严重污染(图3、图4)。

图3 金厂峪矿区废渣

图4 金厂峪矿区对山体的破坏

2.2 基于生态系统服务的金厂峪矿区修复总体思路与目标

以生态引领，生态系统功能为导向，进行低影响开发，实现生态自我循环与修复，坚持最大程度利用原始场地以及生态服务，最小程度的人工干预，采取以生态可持续为主，兼顾文化、经济、社会可持续的四方协同发展可持续策略。围绕污染物处理、场地复绿、植被改造、系统检测等方面进行场地生态基底修复，并因地制宜丰富矿区生态系统类型、物种种类，以绿色生态农业为核心发展生态产业。采取“生态+”的产业升级方式，以生态产业为基础，打通产业链，实现一二三产业综合发展，实现经济可持续发展。融合矿业文化和生态文明，建设生态型矿山公园，传承厂矿文化，并植入多种体验形式，形成促进人与矿业文化、生态文化的多层次互动。以点带面，发挥生态矿区社会效益，带动周边乡镇发展，解决“矿三代”“矿四代”就业问题，形成人与环境和谐互动，形成生态、经济、文化的三方活化新局面。

3 金厂峪矿业废弃地修复与活化策略

3.1 自然基底修复

3.1.1 污染物处理 首先对矿区内废渣堆积区进行平整回填处理，修筑挡墙拦渣，并在矿区内及周界修筑引排水沟、截排水沟，设置地下水检测设备，完善周边检测系统，随时监测污染物浓度，及时调整污染物处理方案。

矿区平整后，在废渣表层铺设碱石灰进行废渣表层稳定固化处理，在平整好的矿区地表全部铺设粘土压实作为矿区防水层，防止地表水下渗、排泄带出废渣中的重金属，造成土壤及水环境污染。在防水粘土层上铺设耕植土，斜坡上种植草本植物，平台上种植树苗。

3.1.2 坡地复绿 对矿区内裸露坡地分类处理。首先对矿区内的坡地按照坡度以及修复难易程度分类，筛选出合适的复绿技术。再对坡地岩壁坡地景观价值以及视觉敏感度进行综合分析，具有高度景观价值的岩壁奇观可保留原貌仅做安全处理，中等景观度的坡地采用高修复效果的复绿方式，低景观价值坡地采用价格低廉的修复方式，节约修复支出(表1)。

表1 不同景观价值及视觉敏感度矿区裸露坡地复绿技术

3.1.3 废渣点植被改造 乡土植物种类数和引进物种比例7∶3，生长速度快的植物和速度慢的比例5∶5，木本植物和草本植物比例6∶4较为合适。植物配置要以保护原有植物为主，根据景观与环境空间格局，既要完善原有植物生态群落，还要在适当阶段引入经济植物，为后期矿区全面活化打下基础。

(1)废渣点植物生活型及种类选择

废渣点植被恢复应首先覆土，再进行植物种类选择和栽植，构建复层结构；植物选择时应考虑覆土层较薄且客土稳定性较差的条件限制。高大植物对土层厚度和稳定性要求较高，且根茎发达，易生长穿过防水层及固化层，影响成活率、保存率以及治理效果。根据覆土废渣地土层较薄、生土为主、土壤养分含量较低、土壤保水能力较差等限制因素，可考虑“藤本植物+草本植物+灌木”生活型组合，如可选择草本植物狗牙草、蜈蚣草，灌木大叶黄杨、小叶女贞，藤本植物牛马腾、五叶地锦等。

(2)不同修复阶段植物群落和种类

矿区植被修复应分阶段进行，矿山公园建设初期应种植适应重金属污染和贫瘠土地，生长迅速、易形成群落的草本植物，如白羊草、二月兰、紫花苜蓿、草木樨等。

矿山公园修复多年，当土壤中真菌、细菌等微生物有较强活动性、土壤质量得到明显改善时，蚯蚓等土壤动物种类和种群增加后，再引入种植灌木如山皂荚、荆条、沙棘、胡枝子，形成灌木群落。

矿山公园土壤等环境根本改善后，逐步引入栽植松、柏、海棠、丁香、紫薇等园林观赏树木，形成乔灌草复层结构、观赏价值较高、较为完整的植物群落。

(3)选择栽植经济树种

在土壤环境较好的地段，比较选择和栽植经济价值较高的树种，提高矿山公园植物种类丰富度和经济收益，如油用牡丹，观赏价值和经济价值都较高，适种范围广、存活能力强、种苗资源丰富，能迅速产业化推广，在盛花期举办牡丹花会，还能延伸特色旅游，带动周边旅游以及餐饮、住宿、交通等行业，利用牡丹等提取物，制作食品及文化产品，综合开发，延长产业链，推进一二三产业共融发展，为社会经济效益持续增长提供潜在而有效地的资源。也可栽植具有迁西地域特色的传统经济树种板栗，丰富经济植物种类和乡土文化特色。

3.2 丰富多样自然生态系统的构建

在场地污染物、场地基质基本修复完成后，细分场地片区，按照“宜耕则耕，宜林则林，宜景则景，宜园则园”原则，分类营建多种多样的生态系统，丰富动植物种类，增强生态系统稳定性，打通生态产业链。

3.2.1 构建多样生态系统类型 矿区以生态农业为核心，丰富园区内生态系统类型，形成“田-林-湖-湿”生态系统格局，促进园区可持续发展，助力后续产业链延展。遵照因地制宜法则，首先对场地分区，并对各个区域整体评估，确定适宜、有效的开发模式和具体改造方式(表2)。

表2 矿区不同地形修复开发模式

3.2.2 丰富物种多样性 为保证生态功能稳定发挥，提升生态系稳定性，丰富物种多样性，应营建近自然生态系统。植物种类以固氮类、耐重金属污染的乡土植物为主，同时应十分注重植物季相变化和立体绿化，可按一定比例引入第一、二级消费者，形成完整生物链，生态湿地物种选择配置如图5。

图5 湿地生态系统构建

3.3 “生态+”产业升级，发挥社会效用

实施“生态+”产业升级战略，从单一的生态公园开发向创新产业、生态旅游、公共服务等多元复合生态综合体转变，产业链由单一向一、二、三产业融合发展，最终形成以产业生态化、生态产业化为主体的田园综合体。

3.3.1 产业植入，形成“一先，二优，多延展”产业发展格局 以生态产业为支撑，充分发挥生态系统服务的经济效能，打通一、二、三产业链，形成“一先、二优、多延展”产业格局，即以绿色矿业开采为园区唯一先导产业，以生态农业、生态旅游为园区二个优质产业支柱，以文创产业、艺术展览、体育赛事等多项新兴产业为园区延展产业(表3)。

表3 矿山园区产业规划

3.3.2 完善服务，形成全民、全时、全服务游娱体系 园区产业活动应依托园区优势产业深度挖掘，完善服务链，形成全民、全时、全服务的游娱体系。活动策划时需考虑少年儿童、中青年、老年以及亲子等受众，并充分利用地形开发地上、地下、水空全区域的交通、游玩项目，并结合四季时节开发“季节限定”特色活动。

3.3.3 发挥社会效应，提升园区影响力 生态效益叠加社会效益，可大幅提升园区经济效益，提前实现收支平衡，提高园区知名度、美誉度及影响力。激活和发展园区周边发展潜力巨大的村落等区域，有利于扭转矿区衰败导致的周边社区发展滞后现状，可采取“政府+企业+村落”协同合作模式，政府对村落资金支持，村落为企业提供劳动力、场地等资源，园区解决周边再就业问题，带动村落住宿、餐饮等第三产业和特色小镇等项目发展，形成协作共赢可持续发展模式。

3.4 矿山公园景观重塑

3.4.1 建筑空间的再建与改造 金厂峪矿山公园规划功能分区预留部分区域用于建设博物馆，作为展示与科普空间，兼顾介绍迁西的历史与文化，尤其是矿区建设、发展的历程、贡献和成就。

新建大型体育综合体，在积极承办国内及河北省主要体育盛事、各大俱乐部赛事的同时，为周边居民提供日常休闲健身娱乐、儿童体育教育等服务。

创建以探索“新型矿采”方法与采后“生态修复”为主题的文创馆与研发区，用空间展示的方式记录时代——矿业的开采、发展与变迁，用真切的触摸体会采矿过程，开启人们对历史的回顾以及对未来新型采矿技术的研发，并深层次挖掘人们对矿采、建设、环境、保护、修复等城市建设与环境生态修复观念的思考。

3.4.2 景观小品再设计 矿山公园景观及小品的设计应该与地域文化与矿业资源特色紧密结合，每个产品都应展示矿山公园独有的优势，并彰显景观的标识性、地域性，同时对具有代表性的原有遗迹，根据空间功能进行艺术加工设计，满足现代艺术设计需求并利用。

矿业废弃地修复是一个复杂的系统工程，需要多学科研究与技术设计人员相互协作，在对废弃地全面评估基础上，因地制宜差异化治理，坚持“一矿一策”、全生命周期修复策略，带动周边地区，实现老矿区生态、经济、文化、社会的活化与持续发展。未来矿业发展应当摒弃“先破坏，后治理”老路，走绿色矿山开采之路，做到“边开采，边修复”，实现“采修一体化”和经济、生态双赢发展。