侯士杰，孫永華，李 瀟，呂金波

（北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，北京 102206）

北京城區(qū)周邊地區(qū)濕地重建與恢復(fù)可行性研究

侯士杰，孫永華，李 瀟，呂金波

（北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，北京 102206）

對(duì)北京濕地演化規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)，通過對(duì)北京城區(qū)周邊地區(qū)濕地現(xiàn)狀的調(diào)查研究，分析了20世紀(jì)50年代以來濕地消失的主要原因，結(jié)合對(duì)已經(jīng)恢復(fù)成功的典型濕地的剖析，提出了濕地重建與恢復(fù)的3處目標(biāo)區(qū)域，并從中選取一處目標(biāo)濕地作為例子，著重從地質(zhì)地貌與水源的角度，論證其重建與恢復(fù)可行性。

濕地演化；重建與恢復(fù)；可行性

0 引言

《北京城市總體規(guī)劃（2004-2020）》提出城市建設(shè)堅(jiān)持生態(tài)保護(hù)、生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)建設(shè)并重原則，將北京建設(shè)成山川秀美、空氣清新、環(huán)境優(yōu)美、生態(tài)良好、人與自然和諧、經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)城市。

目前，國(guó)際上公認(rèn)的濕地定義為“濕地系指天然或人造、永久或暫時(shí)之死水或流水、淡水、微咸或咸水沼澤地、泥炭地或水域，包括低潮時(shí)水深不超過6m的海水區(qū)”。濕地與森林、海洋并稱為全球3大生態(tài)系統(tǒng)，有“地球之腎”、“鳥類的天堂”、“生命的搖籃”、“文明的發(fā)源地”和“物種的基因庫(kù)”等美譽(yù)。

濕地具有環(huán)境調(diào)節(jié)功能和生態(tài)效益，在提供水資源、美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、均化洪水、促淤造陸、降解污染物、保護(hù)生物多樣性和為人類提供休閑、生產(chǎn)、生活資源等方面發(fā)揮了重要作用。

北京地區(qū)水資源短缺，濕地的自然恢復(fù)是很難實(shí)現(xiàn)的。人工技術(shù)的介入，不但使?jié)竦鼗謴?fù)得以實(shí)現(xiàn)，也使?jié)竦氐墓δ艿玫搅素S富和強(qiáng)化，并向著人們期望的方向發(fā)展，達(dá)到為社會(huì)和人民服務(wù)的目的。

本次研究區(qū)的范圍北以北沙河為界，東至溫榆河，南以涼水河、鳳河為界，西以永定河及山區(qū)與平原區(qū)界線為界，去掉了大致四環(huán)以內(nèi)的城區(qū)部分(見圖1)，研究區(qū)總面積約為1435km2。

1 濕地演化規(guī)律總結(jié)

1.1 永定河古河道變遷

第四紀(jì)全新世時(shí)期可劃分為3個(gè)階段：即早全新世（12000~8000a，B.P.）、中全新世（8000~3000a，B.P.）和晚全新世（3000a以來）。

在濕地的形成與演化過程中，古河道的變遷及其沖洪積扇的形成起到了重要的作用。北京平原地區(qū)的古河道變遷與沖洪積扇的形成以永定河與潮白河最為重要，研究區(qū)濕地的變遷與分布主要受永定河古河道變遷及其沖洪積扇的控制和影響。

晚更新世早、中期，永定河自三家店出山后形成以石景山為頂部的沖積扇（北京扇），其前緣可達(dá)清河、通州一帶。晚更新世晚期，古永定河向西南方向遷移，使沖積扇的前緣達(dá)到清河、通縣、南苑一帶。早全新世時(shí)，古永定河由石景山沿現(xiàn)在清河注入溫榆河。中全新世時(shí)，永定河由石景山直瀉南下，形成以衙門口為頂點(diǎn)的新期沖積扇地。晚全新世時(shí)，永定河當(dāng)時(shí)沿漯水故道經(jīng)南苑、采育向東南流去。永定河多次泛濫，使其成為名副其實(shí)的“無(wú)定河”。

從晚更新世后期至全新世，永定河先后發(fā)育著5條古河（見表1），分別為：古清水河、古金溝河、古漯水河、無(wú)定河和古渾河。

表1 永定河古河道及沖洪積扇

1.2 濕地演化規(guī)律

晚更新世后期，由于氣候轉(zhuǎn)暖，冰雪消融，山前積水成湖，導(dǎo)致山前地區(qū)大面積的湖沼濕地發(fā)育。進(jìn)入全新世，干冷的氣候致使湖水漸漸衰退，濕地呈由西向東衰退。由于河道由北向南的頻繁變遷，特別是永定河的河道變遷，導(dǎo)致濕地分布又呈現(xiàn)出由北向南延伸。

全新世早期，濕地主要分布于永定河的清水河與潮白河古道周邊區(qū)域，其中以海淀區(qū)最為發(fā)育，以河流及沼澤濕地為主；全新世中期，永定河向南擺動(dòng)，形成新的沖洪積扇，在新、老扇之間的東南郊地區(qū)，湖沼濕地普遍發(fā)育，其中，本次研究區(qū)的東南部地區(qū)最為發(fā)育；全新世晚期，永定河繼續(xù)向南擺動(dòng)，并且多次泛濫，在北京南部及北京以南的河北地區(qū)發(fā)育了大片沼澤濕地。

總的來說，全新世以來，北京濕地分布有從西向東衰退，從北向南發(fā)育的整體趨勢(shì)。

2 濕地現(xiàn)狀研究

2.1 研究區(qū)濕地現(xiàn)狀

據(jù)初步統(tǒng)計(jì),北京市濕地面積約有5 萬(wàn)hm2（1km2= 100hm2（公頃）=1500畝），以河流濕地和湖泊濕地為主（見表2）。

表2 北京主要濕地面積統(tǒng)計(jì)表

研究區(qū)現(xiàn)存濕地面積約為3082.8 hm2，占研究區(qū)總面積的2.1%。20世紀(jì)50年代以來，消失濕地面積約3237.5 hm2，與現(xiàn)存濕地面積相當(dāng)（見表3）。

表3 研究區(qū)濕地調(diào)查情況一覽表

2.2 研究區(qū)現(xiàn)存濕地

研究區(qū)現(xiàn)存濕地6 3處，主要分布在海淀區(qū)、朝陽(yáng)區(qū)和大興區(qū)（見圖2）。以自然河流、人工湖泊和園林為主（見表4）。

圖2 研究區(qū)現(xiàn)存濕地分布圖

表4 研究區(qū)現(xiàn)存濕地分類表

2.3 研究區(qū)消失濕地

（1） 消失濕地分布及被占用情況

20世紀(jì)50年代以來，研究區(qū)消失濕地30處，主要分布在海淀區(qū)和大興區(qū)（見圖3）。在消失的30處濕地中，被城鎮(zhèn)建設(shè)用地占用18處，其面積占總面積的55%；被林草地及旱田占用9處，其面積占總面積的20%；未被占用3處，其面積占總面積的25%。

圖3 研究區(qū)消失濕地分布圖

（2）濕地消失的主要原因

總的來說，近幾年氣候持續(xù)干旱和人類活動(dòng)是造成濕地減少的主要原因。其中，人類活動(dòng)對(duì)濕地的影響主要有以下幾個(gè)方面:

① 近幾年，河流上游地區(qū)的水資源開發(fā)項(xiàng)目和水利工程增加,導(dǎo)致下游的河流和人工引水渠出現(xiàn)斷流、干涸，導(dǎo)致濕地的退化和消亡，永定河就是一個(gè)典型。

② 北京城市發(fā)展使大量的土地成為生產(chǎn)和生活建筑用地，導(dǎo)致了許多中、小面積的濕地破壞。

③ 旅游開發(fā)對(duì)濕地造成了破壞和威脅。除密云水庫(kù)、懷柔水庫(kù)等飲用水源地禁止旅游業(yè)經(jīng)營(yíng)外,其他大部分河流、湖泊都進(jìn)行了不同程度的旅游開發(fā)，直接或間接地造成了濕地污染和退化。

3 典型濕地剖析

翠湖濕地公園坐落在北京市西山腳下的海淀區(qū)上莊鎮(zhèn)，西臨稻香湖公園，東接上莊水庫(kù)，是一個(gè)自然環(huán)境優(yōu)美、植物繁茂的區(qū)域。

翠湖濕地公園所在區(qū)域?qū)儆谀峡跊_積與洪積形成的海淀翠湖扇的邊緣地帶，是沙河的一級(jí)階地，地勢(shì)大體為西北高、東南低。將翠湖濕地區(qū)域劃分為濕地核心區(qū)、濕地過渡帶及濕地外部地區(qū)三部分進(jìn)行研究剖析（見圖4）。其中，濕地核心區(qū)面積約70hm2，為翠湖濕地公園一期工程區(qū)域；濕地過渡帶面積約25km2。

圖4 翠湖濕地分帶及剖面位置圖

3.1 濕地過渡帶

濕地過渡帶對(duì)于濕地核心區(qū)起著調(diào)節(jié)與保護(hù)的重要作用，是濕地恢復(fù)與發(fā)展的重要因素。對(duì)濕地過渡帶的研究是濕地研究的一個(gè)重要部分。翠湖濕地過渡帶北邊界與南邊界分別為前章村與蘇家坨一帶（見圖5），西邊界與東邊界分別為前沙澗村西與翠湖別墅一帶。

圖5 前章村-蘇家坨（Ⅰ-Ⅰ′）剖面簡(jiǎn)圖

以濕地核心區(qū)以北的過渡帶為例進(jìn)行研究。濕地過渡帶的北邊界在前章村一帶，以村莊和公路為界劃分。從核心區(qū)向北至前章村沿途，小型水道縱橫交錯(cuò)，區(qū)域水旱田灌渠與排匯水水道，構(gòu)成了濕地核心區(qū)與外部地區(qū)水利連接的紐帶；地勢(shì)總體平坦，逐漸略有增高，但起伏不大；植被由喜水植被逐漸向旱生植被過渡，在濕地核心區(qū)北不遠(yuǎn)的地區(qū)，水源比較充足，多見蘆葦?shù)认菜脖唬偻币运?、旱稻田與苗圃占主體，期間旱田以小麥為主，周邊有灌溉水渠連接。過前章村，多見高大樹木，喜水性植被較少。

總的來說過渡帶植被從核心區(qū)向外部地區(qū)有明顯的變化，即由水生植被—喜水植被—旱生植被的明顯變化。

3.2 濕地形成的地質(zhì)背景

翠湖濕地在大區(qū)域上處于軍都山和太行山余脈環(huán)抱的平原區(qū)，受地形影響，氣流復(fù)合作用較強(qiáng)，為暴雨形成提供了有利條件。氣流在山前受阻較容易形成降雨，所以山前地帶的降雨量較豐富，為濕地的形成和維持提供了基礎(chǔ)。

西北山區(qū)的地表徑流攜帶北山和西山物質(zhì)在南口匯集后向東南平原地區(qū)傾瀉，形成了以南口地區(qū)為扇頭，翠湖地區(qū)為邊緣的山前沖洪積扇。歷史上，地下水在該地區(qū)大量出露，直接形成湖沼濕地，或形成地表徑流后匯入南、北沙河，在河流的匯集、改道及泛濫泄洪過程中，又形成了湖泊或泛濫沼澤。

西山分水嶺距濕地核心區(qū)較近，地形坡度較大，大量的徑流直接補(bǔ)給濕地及其周邊地區(qū)。在由西向東10km的距離內(nèi)，地形高度下降了約600m，平均坡降6%，濕地過渡帶距山區(qū)約3km，濕地核心區(qū)距山區(qū)約6km（見圖6）。徑流自西向東出山后沒有形成大的沖洪積扇，其攜帶物質(zhì)能力不是很強(qiáng)，只在其出山口的小范圍內(nèi)的沉積物巖性較粗，向東的大面積平原地區(qū)巖性都比較細(xì)（見圖7），地表水入滲有限，大多以地表徑流形式匯入小、中河道補(bǔ)給翠湖濕地地區(qū)。

圖6 雙龍嶺-皂甲屯（Ⅱ-Ⅱ′）剖面簡(jiǎn)圖

圖7 后沙澗-皂甲屯（Ⅲ-Ⅲ′）地層剖面圖

3.3 水源情況

翠湖濕地得以恢復(fù)的主要水源來自上莊水庫(kù)，在其建設(shè)和缺水時(shí)候，通過上莊水庫(kù)調(diào)配接受南沙河的河水補(bǔ)給。在汛期，季節(jié)性河流接受山區(qū)降水補(bǔ)給后，向濕地地區(qū)流動(dòng)，為濕地重要補(bǔ)給之一；在旱期，季節(jié)性河流的河道與人工水渠一起構(gòu)成了區(qū)域水旱田供水和灌溉系統(tǒng)，其尾水也是濕地的一個(gè)重要水源補(bǔ)給。廣布的小型河網(wǎng)在對(duì)濕地核心區(qū)提供水源補(bǔ)給，對(duì)過渡帶地區(qū)的環(huán)境有著及其重要的作用。

4 目標(biāo)區(qū)域濕地重建與恢復(fù)的可行性

4.1 濕地重建與恢復(fù)目標(biāo)區(qū)域的依據(jù)

（1）古河道變遷與沖洪積扇分布的依據(jù)

由于北京地勢(shì)西北高，東南低，地下水總體流動(dòng)方向與地表水流方向一致。出山口的地層巖性顆粒較粗，降水在山區(qū)匯集后流到這里開始轉(zhuǎn)入地下，自西北向東南流動(dòng)，當(dāng)遭遇北京扇邊緣較低地形與較細(xì)介質(zhì)時(shí)自然溢出。造成了早期海淀北部、清河兩岸以及溫榆河沿岸的湖沼區(qū)域。這就是本次研究提出的清河兩岸區(qū)域和溫榆河兩岸區(qū)域的濕地重建與恢復(fù)的重點(diǎn)區(qū)域。

（2）泥炭形成與分布的依據(jù)

泥炭富集區(qū)是濕地曾經(jīng)異常發(fā)育的區(qū)域，而泥炭的類型和形成時(shí)期也正反映了濕地的類型和退化方向。北京的泥炭多是平原湖沼類型，說明了北京的濕地曾經(jīng)以大面積的湖泊和沼澤為主。海淀北部京密引水渠岸邊的高里掌地區(qū)就是湖沼型泥炭富集區(qū)之一，另外清河岸邊的洼里地區(qū)和溫榆河岸邊的朝陽(yáng)農(nóng)場(chǎng)地區(qū)的泥炭也很發(fā)育。這與上面提到的依據(jù)不謀而合了?？梢?，在清河兩岸和溫榆河沿岸區(qū)域，提出濕地重建與恢復(fù)是有其地質(zhì)、地形和水源條件的。

（3） 衛(wèi)片提供的依據(jù)

圖6是7波段的衛(wèi)片，可以清晰地解譯出介質(zhì)含水率分布和河流的分布情況。含水率高的區(qū)域正是北京扇的地下水溢出帶。永定河中下游地區(qū)的河道基本斷流，大量的白色區(qū)域反應(yīng)了濕地退化嚴(yán)重的問題。

綜上所述，提出如圖8中所示的清河沿岸地區(qū)（1區(qū)）、溫榆河沿岸地區(qū)（2區(qū)）以及永定河中下游地區(qū)（3區(qū)）作為濕地重建與恢復(fù)的主要目標(biāo)區(qū)域。

圖8 研究區(qū)7波段衛(wèi)片

4.2 目標(biāo)濕地的選擇

在清河沿岸地區(qū)選擇了一處已消失濕地作為目標(biāo)濕地進(jìn)行研究，論證將其重建與恢復(fù)的可行性。目標(biāo)濕地在行政區(qū)劃上屬于昌平區(qū)東小口鎮(zhèn)，總面積約240 hm2。區(qū)域交通十分便利，北有城鐵13號(hào)線，南臨北五環(huán)路，西有八達(dá)嶺高速公路，東臨立湯路（見圖9）。

圖9 目標(biāo)濕地范圍及交通位置圖

4.3 目標(biāo)濕地重建與恢復(fù)的可行性

（1） 地質(zhì)地貌條件

目標(biāo)濕地區(qū)域地貌屬于清河一級(jí)階地上的洼地，地勢(shì)低洼平坦，平均標(biāo)高35m左右，是附近最低洼區(qū)域，水位埋深不到20m。目標(biāo)區(qū)為大面積的林草地和小部分農(nóng)田所覆蓋，有小型西東流向的水道和公路穿過，基本沒有建筑物。

目標(biāo)濕地區(qū)域先后有幾條古河道交錯(cuò)疊加，從其時(shí)代先后依次是：清水河古道、軍莊古道、清河古道、白浮水古道。目標(biāo)濕地坐落于古清水河沖洪積扇（距今約2.5萬(wàn)年）的北邊緣地帶，也是古白浮水沖洪積形成的安平鎮(zhèn)扇（距今約500年）的西南邊界。沖洪積扇邊緣是地下水溢出帶,在沖洪積扇邊緣交匯疊置的區(qū)域容易形成大面積湖沼濕地。

根據(jù)zk-01鉆孔資料顯示（鉆孔位置見圖9），區(qū)域第四系厚度不到167m（見圖10）。由巖性變化可以推斷23.95～26.05m層位為潛水主要含水層，為地下水與地表水的聯(lián)通和相互轉(zhuǎn)化提供了條件。

區(qū)域地層巖性以粘土、亞粘土和細(xì)粉砂等為主，與沖洪積扇邊緣巖性特征相符，由此推斷這可能是湖沼沉積。在104.94～111.49 m和136.17～139.77 m兩個(gè)層位均出現(xiàn)較薄的卵石層，分選較好，次圓狀，而其上、下層巖性相對(duì)都比較細(xì)。埋藏層位比較深說明形成的年代比較早；卵石的出現(xiàn)說明這里可能發(fā)生過較大的洪水，否則在距離出山口較遠(yuǎn)，水流搬運(yùn)能力降低很多的沖洪積扇邊緣地帶，很難出現(xiàn)巖性較粗的沉積物；次圓狀說明這些卵石從出山口被搬運(yùn)到沉積位置經(jīng)過的時(shí)間較短，還沒有被完全的磨圓；層薄且分選較好說明是在一次洪水或者相對(duì)較短時(shí)間內(nèi)的幾次洪水沉積完成的。這些推斷與區(qū)域古河道的變遷和沖洪積扇的形成不謀而合，更證實(shí)了本區(qū)域及其周邊一定范圍內(nèi)的地區(qū)曾經(jīng)長(zhǎng)期以河流濕地或湖沼濕地的形態(tài)存在過。

圖10 鉆孔zk-01地層分層剖面簡(jiǎn)圖

總的來說，地質(zhì)地貌特征證明了區(qū)域歷史濕地存在形態(tài)和狀況。巖性普遍較細(xì)為地表水的留存提供了保障，而埋深30m以內(nèi)主要的含水層為地下水與地表水的水力聯(lián)系提供了地質(zhì)基礎(chǔ)。說明在水源條件允許的情況下，目標(biāo)濕地的重建與恢復(fù)有其有利的地質(zhì)條件。

（2） 水源條件

目標(biāo)濕地距離清河和清河污水處理廠不足1km。參照奧林匹克公園（見圖9）利用中水的實(shí)例，目標(biāo)濕地選擇清河污水處理廠的中水作為水源是可行的。在區(qū)域上建立“污水處理廠—人工濕地—河流”的濕地恢復(fù)系統(tǒng)，清河污水處理廠出廠中水經(jīng)過濕地再處理和利用；在汛期，可以通過與市政管線或與清河的水力聯(lián)系，將洪水引入濕地公園，進(jìn)行儲(chǔ)存調(diào)蓄。

5 結(jié)論

（1）本文調(diào)查總結(jié)了北京城區(qū)周邊地區(qū)現(xiàn)存濕地與20世紀(jì)50年代以來消失濕地的分布情況，并分析了濕地消失的原因主要為氣候變化和諸多的人類活動(dòng)因素；

（2）總結(jié)了全新世以來北京地區(qū)濕地具有從西向東衰退，從北向南發(fā)育的整體演化規(guī)律，提出清河沿岸、溫榆河沿岸及永定河中下游地區(qū)為濕地重建與恢復(fù)的重點(diǎn)區(qū)域；

（3）對(duì)北京市海淀區(qū)翠湖濕地剖析研究后，從地質(zhì)與水源條件角度剖析了濕地恢復(fù)所具備的可行性條件；

（4）在清河北岸提出一個(gè)可恢復(fù)的目標(biāo)濕地，從地質(zhì)地貌及水源條件等方面論證其可行性，并提出了“污水處理廠—人工濕地—河流”的濕地恢復(fù)系統(tǒng)的設(shè)想。

[1] 北京城市總體規(guī)劃(2004-2020年).

[2] 北京統(tǒng)計(jì)年鑒2007.

[3] 濕地國(guó)際-中國(guó)項(xiàng)目辦事處．濕地公約宣傳冊(cè)，1999.

[4] 侯仁之主編.北京歷史地圖集,一集.北京：北京出版社，1987.

[5] 侯仁之主編.北京歷史地圖集,二集.北京：北京出版社，1994.

[6] 北京市地震地質(zhì)會(huì)戰(zhàn)辦公室.北京平原區(qū)全新世構(gòu)造活動(dòng)調(diào)查研究，1982，12.

[7] 北京地質(zhì)局102隊(duì).北京地區(qū)泥炭普查、勘探總結(jié)報(bào)告，1979，11.

[8] 北京市水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì).北京平原區(qū)地下水環(huán)境調(diào)查，2006，12.

[9] 北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，北京市水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì).華北平原地下水可持續(xù)利用調(diào)查評(píng)價(jià)(北京)，2007，5.

[10] 北京市地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)局，北京市水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì).北京市多參數(shù)立體地質(zhì)調(diào)查地下水資源潛力調(diào)查(子項(xiàng)目)，2007，4.

[11] 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京市平原區(qū)地下水流模型及地下水資源潛力分析研究，2007，4.

[12] 蔡 蕃.北京古運(yùn)河與城市供水研究.北京：北京出版社，1987，10.

[13] 王海霞, 孫廣友, 宮輝力等.北京市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的濕地建設(shè)策略. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2006, 20 (1) .

[14] 周昕薇, 宮輝力, 趙文吉等. 北京地區(qū)濕地資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與分析. 地理學(xué)報(bào), 2006,61(6).

[16] 賈 萍,宮輝力，我國(guó)濕地研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]，首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003 ,24(3).

[18] 余國(guó)營(yíng)．濕地研究的若干基本科學(xué)問題初論．地理科學(xué)進(jìn)展，2001，20(2).

[19] 李善征等.人工濕地工程實(shí)例簡(jiǎn)介[J],北京水利,2004,(1).

[20] 張明祥，嚴(yán)承高，王建春等．中國(guó)濕地資源的退化及其原因分析．林業(yè)資源管理，2001，3.

Feasibility Study on Wetland Reconstruction and Restoration in Surrounding Areas of Beijing City

HOU Shijie, SUN Yonghua, LI Xiao, LU Jinbo
（Beijing Geological Survey Institute, Beijing 102206）

TBased on the investigation of the wetland status and history of surrounding areas of Beijing City, this paper has analyzed the main reasons of wetland decrease since 1950s, and summarized the evolution law of Beijing wetland. Combined with some successfully reconstructed wetlands, three reconstruction and restoration object areas are presented, one of which is selected as an example. Finally, its feasibility study on the reconstruction and restoration has been analyzed from geological physiognomy and water source aspects. geothermal reservoir; Shunyi fault; multi-phase activity.

wetland evolution; reconstruction and restoration; feasibility study

X171.4

A

1007-1903(2009)02-0016-07

侯士杰，男，（1981－），2006年畢業(yè)于吉林大學(xué)水文與水資源工程系，學(xué)士，助理工程師，主要研究方向：城市地質(zhì)，電話：010-51529228，E-mail：ddyhoushijie@126．com