郝启勇,王忠，胡玉禄，崔凯，尹儿琴

(1.山东省煤田地质规划勘察研究院，山东 济南 250100；2.泰安市社会信用信息中心，山东 泰安 271000；3.山东省国土空间生态修复中心，山东 济南 250100；4.山东农业大学水利土木工程学院，山东 泰安 271000)

0 引言

2016年以来，我国在24个省(自治区、直辖市)开展了3个批次25个山水林田湖草生态保护修复工程试点，推进局面良好，工程实施带来的生态效益、社会效益和经济效益日趋显现[1-2]。已有研究主要在青藏高原[3-4]、黄土高原[5]、南岭山地地区[6-7]、京津冀水源涵养区[8]、云贵高原[9]、大小兴安岭和长白山[10]等区域，重点对山水林田湖草系统保护修复的内涵原理、理论支撑体系、标准体系建立、主要环节、技术策略及战略路径进行了研究。如何对大尺度、多层次、跨领域的生态系统规划工程实践路径，进而提升生态文明的战略规划水平仍有待在实践中深入探索。

沂蒙山区域处于国内大江大河(黄河、淮河)重要水系生态安全战略骨架内，作为泰沂山脉的重要组成部分，为山东省核心生态安全屏障，具有华北平原生态屏障作用。沂蒙山区域属国家土壤保持重要区和重要生态功能区，具有调节气候、涵养水源、调蓄洪水和保持土壤等生态服务功能，是保障区域生态安全、维护生态系统服务功能、保障农产品供给安全的重要生态区域。

本研究在分析沂蒙山区域自然生态各个要素基础上，识别了主要生态环境问题，提出了山水林田湖草一体化保护和修复的总体思路、主要目标，提出了工程布局及主要工程措施，以期促进区域生态系统良性循环和永续利用，并为类似区域山水林田湖草生态保护修复工程规划提供参考。

1 研究区概况

1.1 位置及自然特征

沂蒙山区域隶属于山东省临沂市，包括沂水县、蒙阴县、沂南县、平邑县、费县五个县，面积9217km2。地处鲁中南沂蒙山区，淮河流域沂河上游，为南水北调东线工程水源涵养地。区域内地貌主要为中低山丘陵地貌，山高河深，河流纵横交错。沂山、蒙山、尼山主要山脉呈NW—SE向展布，祊河、汶河、蒙河等支流由西北向东南汇入沂河，蒙山主峰龟蒙顶是山东第二高峰，海拔1150m(图1)。沂蒙山区域属于暖温带半湿润大陆性季风气候，多年平均气温13.4℃，多年平均降水量819.7mm。

1—临沂市；2—县城；3—河流水体；4—山脉走向；5—县界；6—市界图1 研究区地理位置图

1.2 山水林田湖草生态要素特征

沂蒙山区域基岩出露，主要岩性为泰山岩群变质岩和古生代石灰岩。地下水赋存条件差，水质良好。区内山高坡陡，具洪峰高、流量大、历时短、水势猛的水文特征。水资源短缺，时空分配不均，多年平均水资源总量27.50亿m3，其中地表水资源量20.65亿m3，水资源开发利用率36%。地表水国、省控断面优良水体(达到或优于Ⅲ类)比例达到78.6%。区内山地多，耕地少，土地利用率较高。森林总面积3033.2km2，其中生态公益林1223.0km2，森林覆盖率33%。区内土壤主要为棕壤，耕地面积2681.22km2，占区内土地面积的29%。区内矿产资源较丰富，开采方式主要为露天开采，开采程度较高。

沂蒙山区域具有北温带陆域人工生态系统背景，主要包括森林、农田、湿地、城镇生态系统和水田、旱田、有林地、灌木林地、疏林地、其他林地、河流、湖泊、水库坑塘、农村居民点用地、工矿用地、裸土地、裸岩石砾地和其他未利用地等14种次级生态系统类型。区内天然植被以暖温带落叶阔叶林为主，地形高、坡度大且土层瘠薄处多发育针叶林或针叶林、落叶阔叶混交林，绝大多数低矮山丘岭坡分布着灌草丛，现存植被多属于次生植被。区内有自然保护地22处，总面积613.8km2，占区内土地面积6.7%。生态保护红线面积为1254.3km2，占13.6%。有植物种类1100余种，其中野生维管植物860种，123科437属，物种丰富度较高，无特有属种。野生脊椎动物64科148属247种，主要为两栖类、爬行类、鸟类和兽类。外来病虫害威胁较大，发生面广，危害严重的包括松材线虫、美国白蛾、春尺蠖、草履蚧、杨树舟蛾、杨锉叶蜂等[11]。

2 生态问题识别

生态问题识别是在各生态要素调查分析的基础上，从区域和生态系统整体性出发，识别生态空间格局、生态系统质量、生态系统服务功能、生态胁迫等方面的主要生态问题。不同空间尺度和层次尺度(种群、群落、生态系统、景观和区域)的生态系统，所研究和观测的生态格局和生态过程的特征不同[12-13]。小尺度上很难反映大尺度上的生态格局问题，大尺度上常常掩盖生态系统局部环境问题的相关信息。生态问题应从不同尺度、多层次、全方位、系统性识别[14]。因生态系统本身具有关联性的特征，识别的生态问题常常具有关联性，可按照问题的紧迫性和优先度，确定保护和修复的关键要素或顶层问题[15-16]。

近年来，沂蒙山区域环境质量总体较好，但社会经济快速发展对生态环境的生态胁迫，使得区域出现了不同程度的生境破损，水生态系统质量下降，森林生态服务功能退化等生态问题，生态安全形势依然严峻。为合理规划沂蒙山区域生态保护与修复工程，采用3S技术、空间统计和分析方法以及资料收集分析、现场踏勘、走访调查等不同技术手段，从生态安全、区域生态环境两个层次，识别出沂蒙山区域3个生态安全问题和10项区域生态环境问题(表1)。

生境破损包括矿山环境问题和地质灾害隐患问题，表现在破损山体、露天采坑、地面塌陷、崩滑流地质灾害等引起的地形地貌基础地质环境破坏和土地资源压占损毁。破损山体及露天采坑主要由露天开采建筑石料用灰岩、建筑用大理岩、建筑用花岗岩等造成。地面塌陷主要由煤炭、石膏矿开采形成大面积采空区而形成。崩滑流地质灾害主要由矿产资源开采及高速铁路等基础设施建设工程对地质体稳定性造成一定程度的破坏而引起[17]。近年来，受政策影响，研究区有历史遗留或政策关闭露天矿山658处，需要治理的222处，73处亟需治理。有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害隐患320处，亟待治理的有29处。

水生态系统质量下降包括城乡水污染问题、河流生态恢复能力弱、主要河流生态流量不足及水土流失问题。随着沂蒙山区域城镇面积扩张、人口增长，生活污水排放量不断增加，污水处理设施及配套管网建设存在短板，污水雨水混接混排污染河道的现象较为突出，农业农村面源导致水体氮磷污染，间歇性的水质污染和水环境风险依然存在，重点水功能区监测达标率仅为60%；受人类活动影响，区内部分河流堤岸用混凝土、浆砌块石固化，割裂了水陆联系，破坏了河流的横向连续性，破坏了河岸带的自然属性、缓冲属性和自净功能，加之水污染，鱼类多样性和生物数量下降；区内涵养水源功能下降，加之上游不合理拦蓄，水资源调配不均，沂河、祊河、汶河等主要河流流量减少，沂河上游断流情况时有发生，2019年沂河生态流量日满足程度为47%，生态流量明显不足；区内山陡土薄，植被退化，土壤砂性大、结构松散，加之不合理的土地利用方式，水土流失现象严重，区内轻度以上侵蚀强度的土地面积3467km2，约占区内土地面积的38%，水土流失携带的泥沙淤积河道湖区，河湖萎缩。沂河是南水北调东线工程的重要支流，区域作为沂河上游重要水源涵养地，对南水北调东线工程供水安全具有重要意义。研究区水生态环境健康状况不容乐观，对下游南水北调东线工程供水安全保障不足。

森林生态服务功能退化包括国家级公益林退化、防护林功能退化、荒山绿化程度低及林业有害生物问题，主要表现在森林退化使得降水滞纳能力减弱，土壤侵蚀能力增强，物种多样性下降，生态系统结构功能稳定性变差。研究区森林资源缺乏科学统一规划和治理，长期缺乏系统性的修复和保护，森林资源整体质量不高，生态系统服务功能退化趋势明显，生态保护压力较大。区内存在退化国家级公益林98.1km2，退化防护林面积324km2，主要树种为松树和柏树，树种单一，林分结构简单，多为纯林。大部分栽植于20世纪五六十年代，部分地区土层瘠薄，立地条件差，生长势差，已进入衰退期，加之冻害、干旱等自然灾害影响，出现大面积树木枯死、濒死等现象。森林保护保育压力大，火灾、病虫害、外来物种入侵等自然灾害防治难度大、隐患多、基础设施弱。松材线虫等有害生物防控形势极其严峻，一旦传入，将对沂蒙山区域的松林造成毁灭性打击。区内有宜林荒山51.1km2，其中9.3km2位于重要生态功能区内，这些荒山多为干旱瘠薄的高山远山，土壤覆盖条件差，造林成林困难，也成为制约荒山绿化程度低的主要因素。

表1 沂蒙山区域生态环境问题识别表

3 工程布局及工程措施

山和水是研究区最基本的自然生态要素。根据区域自然地理特征及生态环境问题识别诊断，构建“三山(蒙山、尼山、沂山)三水(沂河、祊河、汶河)”的生态保护修复总体格局，将沂蒙山区域分为3个修复区，分别是沂山—沂河水生态主体修复区、蒙山—汶河林草和基础环境主体修复区和尼山—祊河基础环境和水生态保护主体修复区(图2、图3)。

图2 沂蒙山区域一体化保护修复单元修复模式和工程措施

图3 沂蒙山区域山水林田湖草一体化保护和修复分区图

(1)沂山—沂河水生态主体修复区

该区涵盖沂水县和沂南县部分地区，面积3059km2。主要存在城乡水污染、河流生态恢复能力弱、生态流量不足、水土流失以及国家公益林、防护林功能退化等问题。该区以保障沂河源头水质安全、保护沂河上游水源涵养地为主。修复模式以保护保育、自然恢复和生态重建相结合，主要实施林草保护修复类工程、水生态保护修复类工程以及污染防治类工程。主要实施退化防护林修复和生态脆弱区造林工程，对退化林采取抚育、择伐补植修复，调整优化林分树种结构、林龄结构及林分密度，培育稳定、健康、优质、高效的森林生态系统，提升水源涵养能力；统筹水资源、水生态和水环境，关注生态流量，对沂河流域实施污水收集处理、水源地保护、湿地修复、生态缓冲带修复及生态河道建设等水环境治理和湿地修复工程；对沂河干流流域实施乡镇村庄居民点环境综合治理以及沿线场地污染修复等工程。

(2)蒙山—汶河林草和基础环境主体修复区

该区涵盖蒙阴县、沂水县南部、沂南县西部、平邑县及费县小部分地区，面积3783km2。包括蒙山森林公园、沂蒙山世界地质公园的主要园区，区内因人类开发活动影响较大，主要存在防护林功能退化、荒山绿化程度低、林业有害生物及矿山环境、地质灾害隐患等问题。该区以蒙山林草保护保育和基础环境生态治理为主，主要实施蒙河和岸堤水库上游破损山体修复、地质灾害防治等生态治理工程；实施蒙山区域退化防护林保护保育、生态脆弱区造林、小微湿地生态修复、林业有害生物防治以及自然保护地体系建设工程，实现优化森林生态系统结构和提升生态功能，解决森林生态系统结构不合理问题，打通生态廊道，构建生态保护网络。

(3)尼山—祊河基础环境和水生态保护主体修复区

该区涵盖费县和平邑县大部分地区，面积2375km2。区内露天开采强度大，河道淤积严重，蓄水防洪能力弱，主要存在矿山环境问题、地质灾害隐患问题和水土流失问题，该区以基础环境修复和水生态修复为主。主要实施浚河、祊河水土保持生态工程和水环境治理工程，以小流域为单元，统筹坡改梯、沟渠径流调控、沟道防护等工程，推进系统治理、综合治理，缓解防洪压力，减少水灾害、水污染的发生。统筹水土环境协同治理，实施祊河中下游周边土地综合整治工程。实施尼山山脉周边废弃矿山环境、山体破损及地质灾害生态治理工程，实现保护山体自然形态和生态景观。

沂蒙山区域地貌多为山地丘陵和沟谷水系，山高、沟深、坡陡、石多、土少为主要工程实施条件。生态红线、自然保护地面积大，范围广，加之生态环境问题点多面广，工程布局应因地制宜、合理布局、综合施策[18]。

4 结论

(1)沂蒙山区域山水林田湖草一体化保护与修复工程规划，以生态环境和自然禀赋现状为基础，研究区域生态系统功能定位，识别出生境破损、水生态系统质量下降和森林生态服务功能退化3大区域生态安全问题和矿山环境问题、地质灾害隐患、城乡水污染、河流生态恢复能力弱、生态流量不足、水土流失、国家级公益林退化、防护林功能退化、荒山绿化程度低、林业有害生物等10项区域生态环境问题。

(2)构建了“三山三水”的生态保护和修复格局，谋划了工程空间布局，划分了沂山—沂河水生态主体修复区、蒙山—汶河林草和基础环境主体修复区、尼山—祊河基础环境和水生态保护等三个修复区，规划部署了基础环境类、土地整治类、林草保护修复类、水生态保护修复类、污染防治类和监测监管预警类等6大类14小类工程措施。工程实施将大幅提升沂蒙山区域生态系统质量和生态服务功能，提升区域资源环境承载能力，推动形成人与自然和谐共生的新格局。

致谢：感谢山东省地质矿产勘查开发局第七地质大队胡自远、李付全高级工程师对工程调研提供的帮助。感谢李厚季、宋王芳、吴冬梅、刘静、刘国栋在资料数据整理方面提供的帮助。