徐 飛，焦玉國，唐麗偉，魏 凱，尹衍鵬，胡慶玲，翟代廷，趙新初

(1.山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第五地質(zhì)大隊，山東 泰安 271000；2.山東省地礦局山水林田湖草重點實驗室，山東 泰安 271000)

0 引 言

山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，是貫徹綠色發(fā)展理念的有力舉措，也是破解當(dāng)前生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展之間難題的必然要求[1-5]。這一工程的實施，關(guān)系到我國生態(tài)文明建設(shè)和美麗中國建設(shè)進程，關(guān)系到國家生態(tài)安全和中華民族永續(xù)發(fā)展[3]。

2016年以來，財政部、國土資源部(2018年3月更名為自然資源部)、環(huán)境保護部在全國24個省(自治區(qū)、直轄市)共部署了25個山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)工程試點，泰山區(qū)域山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)工程是2017年12月經(jīng)財政部批準的第二批試點工程，區(qū)內(nèi)北部為五岳之首泰山，是華夏文明的重要發(fā)祥地，泰山山脈東西綿亙數(shù)百公里，盤臥數(shù)千平方公里，自然生態(tài)要素齊備，是華北平原重要的生態(tài)屏障，對調(diào)節(jié)山東乃至華北平原區(qū)域氣候、改善空氣質(zhì)量和提升生態(tài)環(huán)境功能具有重大而不可替代的作用。

目前，我國山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)工程的研究還停留在理念層面。少數(shù)學(xué)者利用個別試點工程的進展情況探索式地研究了其實施路徑和效益[6-8]，但尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準規(guī)范體系。生態(tài)脆弱性的研究是全球變化可持續(xù)發(fā)展研究的熱點和重點[9-11]，國外學(xué)者已將生態(tài)脆弱性的概念廣泛地應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)[12-13]、森林生態(tài)系統(tǒng)[14]、全球氣候變化系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)領(lǐng)域[15]。我國的生態(tài)脆弱性研究于1989年開始[16]，研究熱點區(qū)域多涉及一些典型生態(tài)脆弱地帶，主要集中在農(nóng)牧交錯帶[17-18]、喀斯特地區(qū)[19-20]、江河流域[21-23]、海島濕地[24-25]和高原荒漠[26-28]等區(qū)域。山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)工程的實施具有一定的區(qū)域性特征，不同地域的環(huán)境背景、資源條件、人口密度和發(fā)展程度決定著區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題的區(qū)域性差異。生態(tài)脆弱性評價可以了解區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境狀況和分布特征，是制定區(qū)域可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃和實施生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)。本文以泰安市山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)為研究區(qū)，根據(jù)對山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)的生態(tài)脆弱性評價，探索山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)的脆弱性影響因素，查找主要的生態(tài)環(huán)境問題，并提出相應(yīng)的治理思路與修復(fù)對策，為以后實施相關(guān)工程項目指引生態(tài)保護和生態(tài)恢復(fù)方向，為下一步工程部署提供科學(xué)依據(jù)，同時對我國山水林田湖草工程的實施具有一定借鑒和指導(dǎo)意義。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)為泰安市泰山區(qū)域山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)工程試點區(qū)范圍，即整個泰安市行政區(qū)域，極值地理坐標(biāo)為東經(jīng)116°02′—117°59′，北緯35°38′—36°28′。包括兩區(qū)(泰山區(qū)、岱岳區(qū))兩市(肥城市、新泰市)兩縣(寧陽縣、東平縣)，共88個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(62個鎮(zhèn)、7個鄉(xiāng)、19個街道辦事處)，總面積7762 km2(圖1)。研究區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)大陸性氣候，四季分明，春旱多風(fēng)，夏熱多雨，秋旱少雨，冬寒少雪，季節(jié)性干旱嚴重[29]。年平均氣溫12.8 ℃，極端最高氣溫39.5 ℃，最低氣溫-21.6 ℃，全年無霜期198天。區(qū)內(nèi)河流均屬雨源型山溪性河流，分屬黃河、淮河兩大流域，流域主要以北部黃河流域大汶河水系為主，南部為淮河流域沂沭泗河水系，區(qū)內(nèi)東平湖為山東省第二大淡水湖，已作為南水北調(diào)東線調(diào)水工程的調(diào)蓄水庫，研究區(qū)地形東高西低，最高點為泰山主峰玉皇頂，海拔標(biāo)高1545 m，最低處為位于東平縣的稻屯洼，海拔37.5 m。在旅游服務(wù)行業(yè)的拉動下，泰安市經(jīng)濟發(fā)展迅速，以泰山為中心的山水圣人旅游區(qū)是中國最重要、影響力最大的旅游區(qū)之一，是齊魯文化旅游的標(biāo)志與象征[30]。

圖1 泰安市山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)位置Fig.1 Location map of mountains-rivers-forests-farmlands-lakes-grasslands ecological restoration area in Tai’an City

2 研究方法

2.1 評價指標(biāo)體系

壓力-狀態(tài)-響應(yīng)(Pressure-State-Response，PSR)框架模型是目前國內(nèi)外生態(tài)評價模型[31-33]中應(yīng)用較多、較為成熟的模型，是從人類系統(tǒng)與自然系統(tǒng)的相互作用與影響出發(fā)建立的評價模型，具有非常清晰的因果關(guān)系。本文根據(jù)泰安市山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的實際情況，采用PSR模型對研究區(qū)進行生態(tài)脆弱性評價。

以往學(xué)者在進行生態(tài)脆弱性評價時，選取的指標(biāo)傾向于對生態(tài)脆弱性長時間尺度上產(chǎn)生的影響，且變化影響較為緩慢[34]。本文將選用對生態(tài)環(huán)境問題反映較為直接的已有成果指標(biāo)，能直觀的短期內(nèi)反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的脆弱性程度，為后續(xù)生態(tài)修復(fù)對策的提出更加針對性，對于短期內(nèi)的生態(tài)環(huán)境修復(fù)有更強的借鑒性。遵循科學(xué)性、目的性、系統(tǒng)性與可操作性原則，選取15個指標(biāo)構(gòu)建研究區(qū)生態(tài)脆弱性評價指標(biāo)體系(圖2)。

圖2 泰安市山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)生態(tài)脆弱性評價體系Fig.2 Evaluation system of ecological vulnerability of mountains-rivers-forests-farmlands-lakes-grasslands ecological restoration area in Tai’an City

壓力指標(biāo)反映人類活動對生態(tài)系統(tǒng)所造成的負荷，長期以來，研究區(qū)的主要環(huán)境地質(zhì)問題及人類活動不斷干預(yù)并影響著泰安市山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)，其主要壓力主要表現(xiàn)為：礦山地質(zhì)環(huán)境問題、崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷等地質(zhì)災(zāi)害、采煤塌陷地分布、人口分布密度、地表水及地下水的污染源分布情況等指標(biāo)。其中，礦山地質(zhì)環(huán)境問題、崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷等地質(zhì)災(zāi)害、采煤塌陷地分布、地表水及地下水的污染源分布情況等指標(biāo)屬于最新調(diào)查成果，隨著治理規(guī)劃的進行，環(huán)境問題數(shù)量和分布情況會隨之發(fā)生變化，能反應(yīng)短期內(nèi)的脆弱性影響，對于生態(tài)修復(fù)對策針對性及緊迫性的提出方向更為直接。

狀態(tài)指標(biāo)是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各種因素長期作用的結(jié)果，也是生態(tài)系統(tǒng)特征和功能的最直接體現(xiàn)。本次評價選取的狀態(tài)指標(biāo)為：地形坡度、大氣降雨量、植被覆蓋指數(shù)、生物豐度指數(shù)、土壤侵蝕強度、土壤養(yǎng)分地球化學(xué)分級和人均水資源量等。

響應(yīng)指標(biāo)體現(xiàn)人類面臨生態(tài)問題所采取的對策與措施。土地墾殖率反映土地資源開發(fā)利用的程度，是人類耕作農(nóng)事活動對生態(tài)系統(tǒng)變化的響應(yīng)；人均GDP反映區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r，一定程度上能夠反映生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況以及生態(tài)建設(shè)和保護的投入能力。

2.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本次研究數(shù)據(jù)來自于已有數(shù)據(jù)的成果轉(zhuǎn)化、資料收集及網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù)平臺，對指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進行初步計算整理(表1)，由于不同評價指標(biāo)的數(shù)據(jù)源類型和空間精度存在差異，在ArcGIS10.0軟件平臺支持下，對其進行空間量化處理。

表1 指標(biāo)描述及來源Table 1 Description and source of indicators

以柵格為基本評價單元，所有空間數(shù)據(jù)柵格大小剖分為1 km×l km，研究區(qū)共剖分為8179個評價單元，為保證參評指標(biāo)具有良好的空間重合性，空間數(shù)據(jù)使用統(tǒng)一的Krasovsky橢球體坐標(biāo)和Albers投影。

2.3 指標(biāo)標(biāo)準化

由于評價指標(biāo)的量綱及其物理意義存在差異，無法直接用于評價，所以必須對評價指標(biāo)進行標(biāo)準化處理，以解決參數(shù)不可比的問題。對于定量指標(biāo)和定性指標(biāo)分別采用極差法和分等級賦值法，使其值標(biāo)準化為0～10之間[35]。

極差法：評價指標(biāo)與脆弱性的關(guān)系有正向和負向之分。正向關(guān)系是評價指標(biāo)值越大，脆弱性越高；負向關(guān)系是評價指標(biāo)越小，脆弱性越高。正向指標(biāo)包括：礦山環(huán)境問題點分布密度、崩滑流(崩塌、滑坡、泥石流)災(zāi)害點分布密度、巖溶塌陷易發(fā)性、采煤塌陷地地表塌陷程度、人口密度、污染源災(zāi)害等級、地形坡度、大氣降雨量、土壤侵蝕強度、土壤養(yǎng)分地球化學(xué)分級、土地墾殖率；負向指標(biāo)包括：植被覆蓋指數(shù)、生物豐度指數(shù)、人均水資源量、人均GDP。正向指標(biāo)和負向指標(biāo)采用不同的標(biāo)準化計算公式：

(1)

(2)

式中：i為指標(biāo)個數(shù)；Ai為第i個指標(biāo)的標(biāo)準化值，其范圍為0～10；ai為第i個指標(biāo)的數(shù)據(jù)；amin為i個指標(biāo)中的最小值；amax為i個指標(biāo)中的最大值。

分等級賦值法對于定性指標(biāo)，包括巖溶塌陷易發(fā)性、采煤塌陷地地表塌陷程度、污染源災(zāi)害等級、土壤侵蝕強度、土壤養(yǎng)分地球化學(xué)分級，按照評價指標(biāo)的強度等級進行賦值(表2)。

表2 分等級標(biāo)準化賦值Table 2 Standardized value for the assignment

2.4 評價方法

(1)評價因子權(quán)重確定。

常用的指標(biāo)權(quán)重確定方法包括(1)主觀權(quán)重方法，即層次分析法(AHP)、模糊綜合評級法(FCE)及專家調(diào)查法(Delphi)；(2)客觀權(quán)重確定方法，即主成分分析法(PCA)，信息熵法及空間主成分方法(SPCA)[36-37]。本文通過層次分析法(AHP)確定評價因子的權(quán)重，可分三個步驟：(1)建立遞階層次結(jié)構(gòu)，確定兩級因子的層次關(guān)系；(2)構(gòu)建判斷矩陣，借助yaahp計算機輔助軟件對各評價因子進行兩兩比較，同時參考專家意見，確定評價因子的相對重要性并賦以分值，得到判斷矩陣；(3)計算指標(biāo)綜合權(quán)重，依據(jù)各層次指標(biāo)權(quán)重，計算指標(biāo)層各指標(biāo)對于目標(biāo)層的綜合權(quán)重(表3)。

表3 評價因子權(quán)重取值一覽Table 3 List of evaluation factor weight values

(2)綜合評價運算。

在ArcGIS中，通過柵格計算采用綜合指數(shù)法求取生態(tài)綜合指數(shù)EVI值，公式如下：

(3)

式中：EVI為生態(tài)脆弱性指數(shù)；Wi為評價指標(biāo)的權(quán)重；pi為單指標(biāo)在該評價單元的得分值。

在前人關(guān)于本研究區(qū)生態(tài)脆弱性指數(shù)等級劃分標(biāo)準[30]的基礎(chǔ)上，結(jié)合本次研究區(qū)自身情況，將泰安市山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)生態(tài)脆弱性劃分為4個等級，分別為脆弱性低、脆弱性較低、脆弱性較高和脆弱性高(表4)。

表4 生態(tài)脆弱性分級標(biāo)準Table 4 Classification criterion of ecological vulnerability

3 結(jié)果與分析

3.1 空間分布特征

通過上述評價方法，對研究區(qū)進行了生態(tài)脆弱性評價(圖3)，將研究區(qū)劃分為脆弱性高區(qū)、脆弱性較高區(qū)、脆弱性較低區(qū)和脆弱性低區(qū)4個生態(tài)脆弱區(qū)。

圖3 泰安市山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)生態(tài)脆弱性空間分布Fig.3 Spatial distribution map of ecological vulnerability of mountains-rivers-forests-farmlands-lakes-grasslands ecological restoration area in Tai’an City

(1)脆弱性高區(qū)：面積為1071.50 km2，占總面積的13.80%。分布于泰安市城區(qū)、泰山區(qū)城區(qū)、岱岳區(qū)城區(qū)—天平街道以東一帶、岱岳區(qū)范鎮(zhèn)以南能源化工區(qū)、肥城市石橫鎮(zhèn)—湖屯鎮(zhèn)—王瓜店鎮(zhèn)—老城街道采煤沉陷區(qū)、石橫鎮(zhèn)與桃源鎮(zhèn)交界處、桃源鎮(zhèn)與王瓜店鎮(zhèn)交界處、肥城市城區(qū)以西一帶、東平縣城區(qū)—彭集街道北部一帶、沙河站鎮(zhèn)中部、肥城汶陽鎮(zhèn)東部—岱岳區(qū)馬莊鎮(zhèn)中南部—大汶口鎮(zhèn)西南一帶、寧陽縣城區(qū)—泗店鎮(zhèn)西部—東疏鎮(zhèn)東部、華豐鎮(zhèn)北部—柴汶河北岸、樓德鎮(zhèn)西南、禹村煤礦采煤沉陷區(qū)、新泰市青云山北部零散地區(qū)、新泰市西南采煤沉陷區(qū)—新泰市城區(qū)—汶南鎮(zhèn)北部邊界一帶等地區(qū)。區(qū)內(nèi)所承受壓力高，對外界干擾高度敏感，受損后恢復(fù)難度困難，甚至不可逆轉(zhuǎn)。

(2)脆弱性較高區(qū)：面積為2234.94 km2，占總面積的28.79%。分布于泰山區(qū)上高鎮(zhèn)西部—省莊鎮(zhèn)—邱家店鎮(zhèn)一帶、岱岳區(qū)范鎮(zhèn)、道朗鎮(zhèn)以南、北集坡北部—滿莊鎮(zhèn)大部—大汶口鎮(zhèn)北部—馬莊鎮(zhèn)北部—汶陽鎮(zhèn)一帶、房村鎮(zhèn)—梁莊鎮(zhèn)南部—樓德鎮(zhèn)大部—禹村鎮(zhèn)西南—華豐鎮(zhèn)—東莊鄉(xiāng)周邊一帶、肥城市北部、東平縣城區(qū)周邊—州城街道—沙河站鎮(zhèn)周邊一帶、東平湖西北銀山鎮(zhèn)—斑鳩店鎮(zhèn)—舊縣鄉(xiāng)一帶、寧陽縣城區(qū)周邊—伏山鎮(zhèn)南部—堽城鎮(zhèn)南部—葛石鎮(zhèn)西部—東疏鎮(zhèn)南部—泗店鎮(zhèn)東部一帶、鶴山鄉(xiāng)中部零散分布、新泰市果賭鎮(zhèn)—谷里鎮(zhèn)北部—小協(xié)鎮(zhèn)南部—東都鎮(zhèn)南部—汶南鎮(zhèn)北部—青云山街道北部一帶。區(qū)內(nèi)所承受壓力較高，對外界干擾較為敏感，受損后恢復(fù)難度較為困難，部分地區(qū)甚至不可逆轉(zhuǎn)。

(3)脆弱性較低區(qū)：面積為2947.20 km2，占總面積的37.97%。分布于泰山區(qū)零散地區(qū)、岱岳區(qū)—新泰市低山丘陵地區(qū)、肥城市桃源鎮(zhèn)東南—王莊鎮(zhèn)東南、邊院鎮(zhèn)西部—安駕莊鎮(zhèn)、東平縣新湖鎮(zhèn)—老湖鎮(zhèn)—梯門鎮(zhèn)中部—大羊鎮(zhèn)西部一帶、接山鎮(zhèn)中部大部分區(qū)域、彭集街道東部、寧陽縣低山丘陵及剝蝕平原地區(qū)、新泰市羊流鎮(zhèn)—天寶鎮(zhèn)—宮里鎮(zhèn)—谷里鎮(zhèn)西南—劉杜鎮(zhèn)南部—岳家莊鎮(zhèn)一帶等地段。區(qū)內(nèi)所承受壓力較低，對外界干擾敏感性低，有一定的自我恢復(fù)能力和抗外界干擾能力，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能較為完整。

(4)脆弱性低區(qū)：面積為1507.54 km2，占總面積的19.42%。分布于岱岳區(qū)徂徠山中山丘陵區(qū)、肥城市儀陽鎮(zhèn)—安臨站鎮(zhèn)—孫伯鎮(zhèn)一帶、東平湖西南戴廟鎮(zhèn)—商老莊鄉(xiāng)一帶、大羊鎮(zhèn)中南—接山鎮(zhèn)西北一帶、接山鎮(zhèn)大清河沿岸、寧陽縣葛石鎮(zhèn)—鄉(xiāng)飲鄉(xiāng)零散地區(qū)、新泰市石萊鎮(zhèn)—放城鎮(zhèn)一帶、龍廷鎮(zhèn)、泉溝鎮(zhèn)低山丘陵區(qū)域等生物豐度指數(shù)高，植被覆蓋指數(shù)高的地區(qū)。區(qū)內(nèi)所承受壓力低，對外界干擾敏感性低，自我恢復(fù)能力和抗外界干擾能力高，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能合理完善。

3.2 各區(qū)縣脆弱性分布特征

將生態(tài)脆弱性評價結(jié)果按研究區(qū)內(nèi)的行政區(qū)縣為單位進行統(tǒng)計整理，可以得到各區(qū)縣生態(tài)脆弱性評價數(shù)據(jù)(表5和圖4)。

表5 各區(qū)縣生態(tài)脆弱性評價結(jié)果Table 5 Evaluation results of ecological vulnerability in different districts and counties

圖4 泰安市山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)各區(qū)縣脆弱性狀況Fig.4 Vulnerability status of each district and county in the ecological restoration area of mountains-rivers-forests-farmlands-lakes-grasslands in Tai’an City

泰山區(qū)、岱岳區(qū)、肥城市的生態(tài)脆弱性指數(shù)以脆弱性較高所占的比例最高，分別為48.77%、37.15%和30.97%，其脆弱性較高及脆弱性高區(qū)的總和占比分別為67.51%、45.60%、52.10%，說明泰山區(qū)、岱岳區(qū)、肥城市的生態(tài)環(huán)境問題相對較為嚴重，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷，承受的生態(tài)壓力較大，自我恢復(fù)能力弱。泰山區(qū)內(nèi)的脆弱性主要表現(xiàn)在人口密集的城區(qū)，以及城區(qū)—舊縣一帶的巖溶塌陷區(qū)；岱岳區(qū)的脆弱性主要表現(xiàn)在巖溶塌陷區(qū)及人口密集區(qū)；肥城市的脆弱性主要表現(xiàn)為北部的采煤沉陷區(qū)。

新泰市、東平縣、寧陽縣的生態(tài)脆弱性指數(shù)以脆弱性較低所占比例最高，分別為42.16%、51.65%和49.39%，說明新泰市、東平縣、寧陽縣的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能較為完整，對外抗干擾能力較強，承受的生態(tài)壓力較小，生態(tài)系統(tǒng)較為穩(wěn)定，自我恢復(fù)能力較強。

4 主要生態(tài)環(huán)境問題及修復(fù)對策

4.1 脆弱性高區(qū)的主要生態(tài)環(huán)境問題

結(jié)合生態(tài)脆弱性空間分布特征及各單因子評價圖的疊加可以分析研究區(qū)內(nèi)生態(tài)脆弱性高區(qū)的主要生態(tài)環(huán)境問題，研究表明：礦山地質(zhì)環(huán)境問題分布密度、崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害點分布密度、巖溶塌陷易發(fā)性、采煤塌陷地地表塌陷程度、污染源災(zāi)害等級、植被覆蓋指數(shù)、生物豐度指數(shù)等指標(biāo)是影響研究區(qū)生態(tài)脆弱性的主要因素。以上因素的主要生態(tài)環(huán)境問題表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)礦山地質(zhì)環(huán)境問題：研究區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源種類較多、開采方式多樣，由此形成了種類復(fù)雜的礦山地質(zhì)環(huán)境問題，主要有以下幾種類型：一是露天開采形成了眾多破損山體和露天采坑，裸巖荒山廣布，山體破損嚴重，造成地形地貌景觀破壞，帶來嚴重視覺污染，致使植被覆蓋率下降，水土流失加重，水源涵養(yǎng)功能降低；二是地下開采產(chǎn)生采空塌陷，主要為采煤塌陷，部分非煤礦山采空區(qū)也存在塌陷隱患，采空塌陷導(dǎo)致地表巖土松動，使地表出現(xiàn)變形沉陷和移動，給礦區(qū)群眾生產(chǎn)生活造成嚴重影響[38]；三是廢棄工業(yè)廣場、固體廢棄物堆放占壓大量土地資源，造成土地資源的浪費。

(2)崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害：研究區(qū)內(nèi)泰山、徂徠山、蓮花山等山勢陡峭奇駿，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜部分地段山體破損嚴重，是崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)區(qū)，據(jù)調(diào)查統(tǒng)計[39]，截至2020年，泰安市已發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流各類地質(zhì)災(zāi)害共計34處，其中崩塌8處、滑坡1處、泥石流25處。頻繁發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害對生態(tài)環(huán)境、工程設(shè)施建設(shè)、人類生命及財產(chǎn)造成了嚴重影響。

(3)巖溶塌陷：研究區(qū)內(nèi)的巖溶塌陷主要分布于泰萊盆地周邊、泰安市城區(qū)—舊縣水源地、東平大羊鎮(zhèn)、岱岳區(qū)祝陽鎮(zhèn)、徂徠鎮(zhèn)、大汶口水源地、新泰市樓德—宮里鎮(zhèn)一帶、果都、泉溝鎮(zhèn)、翟鎮(zhèn)以及寧陽縣伏山鎮(zhèn)東代村一帶覆蓋型巖溶區(qū)。多處區(qū)域為巖溶塌陷的高發(fā)區(qū)，區(qū)內(nèi)巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害始發(fā)于20世紀60年代，具有發(fā)展歷史長、發(fā)育規(guī)模和密度大、社會危害性強的特點[40-42]，嚴重威脅群眾的生產(chǎn)生活和生命財產(chǎn)安全，影響社會安定。

(4)地表水資源保護：研究區(qū)內(nèi)自東向西貫穿大汶河—東平湖水系，大汶河主要匯集泰山東部、南部、西部諸水，流入東平湖，是東平湖的重要補給水源。流域內(nèi)，長度大于5 km的河流260余條，年均徑流量10.8億 m3。南水北調(diào)東線工程實施前，整個大汶河流域水質(zhì)均屬劣Ⅴ類，經(jīng)過多年治理，關(guān)停和改造化工、養(yǎng)殖、造紙、印染、紡織等重污染企業(yè)400余家，建成城鎮(zhèn)污水處理廠11余座，大汶河流域、東平湖水質(zhì)已有了明顯改善，達到南水北調(diào)水質(zhì)要求，但穩(wěn)定達標(biāo)水平還比較低，水質(zhì)安全保障還存在隱患，水資源開發(fā)利用不盡合理，水環(huán)境保護形勢不容樂觀。

(5)地下水污染：研究區(qū)內(nèi)主要污染源分布有特色農(nóng)業(yè)種植區(qū)、化工企業(yè)園區(qū)、煤礦開采區(qū)、石膏、巖鹽開采區(qū)、城市垃圾處理廠等，主要分布于岱岳區(qū)南部、新泰市中部、寧陽縣中部及南部，肥城市中西部及北部，對研究區(qū)內(nèi)的地下水具有一定的污染風(fēng)險。

4.2 生態(tài)修復(fù)對策

生態(tài)脆弱性越高的區(qū)域，生態(tài)承載力越低，越需加大治理投入。在一個具有系統(tǒng)性、整體性、復(fù)雜性的山水林田湖草綜合生態(tài)區(qū)的生態(tài)修復(fù)不可能一蹴而就，應(yīng)分步驟、多目標(biāo)、有針對性地制定生態(tài)修復(fù)對策，本文通過對研究區(qū)的生態(tài)脆弱性評價和主要生態(tài)環(huán)境問題分析，并綜合考慮研究區(qū)實際狀況，筆者認為應(yīng)從“推進礦山生態(tài)修復(fù)、提高林草覆蓋率、綜合整治水域系統(tǒng)、增加生物多樣性、完善生態(tài)安全系統(tǒng)”等5方面建立多目標(biāo)、強功能、高效益的系統(tǒng)修復(fù)治理體系，從而對泰安市山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)開展生態(tài)修復(fù)。

(1)推進礦山生態(tài)修復(fù)。積極推進礦山生態(tài)修復(fù)治理，開展工礦廢棄地復(fù)墾治理工程，減少土地占損率，防止水土流失，保護國土資源。首先，應(yīng)及時修編及編制礦山地質(zhì)環(huán)境治理規(guī)劃，劃分優(yōu)先治理區(qū)，研究區(qū)內(nèi)康匯河流域、柴汶河流域、環(huán)東平湖流域及重要交通沿線可視范圍內(nèi)的破損山體和采煤塌陷地視覺污染嚴重，對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有直接的影響，應(yīng)予以優(yōu)先治理。其次在治理過程中，要與工礦廢棄地復(fù)墾利用和農(nóng)田環(huán)境整治有機結(jié)合，通過多部門協(xié)調(diào)聯(lián)合，把破損山體治理、灌溉與排水設(shè)施配套建設(shè)、土地平整及田間建設(shè)緊密結(jié)合在一起，通過灌排、田間道路以及土地平整等工程措施，實現(xiàn)高效農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。通過后續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，增施有機肥、實施生物改良措施，改善已破壞區(qū)土壤結(jié)構(gòu)性狀，加速土壤改良，促進農(nóng)田生態(tài)良性循環(huán)，將進一步減少裸巖荒山面積，改善小環(huán)境，進一步改善農(nóng)田的整體生態(tài)環(huán)境，防止水土流失，提高生態(tài)系統(tǒng)的抗災(zāi)能力，保護生態(tài)環(huán)境。

(2)提高林草覆蓋率。通過提高林草覆蓋率，增加植物多樣性，提升華北平原生態(tài)屏障功能。首先加強對泰山、徂徠山、蓮花山、東平濱湖等國家森林公園、地質(zhì)公園、濕地公園的生態(tài)保護，以“泰山區(qū)域山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)工程”為契機，通過科學(xué)規(guī)劃，強化泰山山脈周邊森林草地資源保護，搞好林地草地撫育更新、封山育林種草、荒山造林綠化等工程，加快人工草場建設(shè)的步伐，盡快提高森林和草地覆蓋率。在加大人工林地、草地覆蓋率的同時，加強大汶河?xùn)|平湖流域生態(tài)發(fā)展規(guī)劃，開展退耕還林、退養(yǎng)還灘，逐步增加林草覆蓋率，定期開展泰山水系(大汶河、東平湖流域)生態(tài)環(huán)境調(diào)查與評估，推進外來物種防控、原生土著生物保護，合理規(guī)劃植物種類，營造多樣化的森林類型，形成多樹種搭配、多層次的景觀結(jié)構(gòu)，以有效發(fā)揮華北平原生態(tài)屏障的重要作用。

(3)綜合整治水域系統(tǒng)。大汶河—東平湖流域系統(tǒng)貫穿整個泰安市山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)，是水域綜合整治的重點及核心，應(yīng)積極落實水污染防治行動計劃，通過實施結(jié)構(gòu)調(diào)整、清潔生產(chǎn)、末端治理等全過程污染控制，逐步使排污單位達到環(huán)境容量能夠基本接納的治污水平。首先，綜合整治城區(qū)水系系統(tǒng)，將城區(qū)泮河、明堂河、雙龍河、唐王河、箭桿河、梳洗河、奈河、三里河、七里河、開元河、叉河、石臘河、鳳凰河和勝利渠(“13+1”河流水系)納入山水林田湖生態(tài)保護修復(fù)工程“水環(huán)境工程類”治理范圍，恢復(fù)城市與水系相互依賴、相互制約的共生關(guān)系，多層次多角度完善河流生態(tài)系統(tǒng)與濱水空間系統(tǒng)，實現(xiàn)泰安綠色轉(zhuǎn)型，助理構(gòu)建布局科學(xué)、特色獨具的國際性山水生態(tài)旅游城市。其次，加強飲用水水質(zhì)安全，對黃前水庫、光明水庫、東周水庫、金斗水庫、肥城市飲用水水源地、王家院水庫等城市、城鎮(zhèn)集中式飲用水水源保護區(qū)實施規(guī)范化建設(shè)，依法清理保護區(qū)內(nèi)違法建筑和排污口。第三，嚴控地下水超采，實施回灌補源、地下水源替代工程，縮小地下水超采區(qū)面積[43]。加強農(nóng)村飲用水水源地保護，劃定農(nóng)村水源保護區(qū)或保護范圍；促進水資源節(jié)約和循環(huán)利用，以循環(huán)經(jīng)濟理念為指導(dǎo)，因地制宜地構(gòu)建企業(yè)和區(qū)域再生資源循環(huán)利用體系，減少資源消耗和廢棄物排放；制定實施農(nóng)業(yè)面源污染綜合防治方案，全面推廣低毒、低殘留農(nóng)藥，開展農(nóng)作物病蟲害綠色防控和統(tǒng)防統(tǒng)治，調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)與布局，減少面源污染；東平湖實行湖區(qū)功能區(qū)劃制度和養(yǎng)殖總量控制制度，禁止人工投餌網(wǎng)箱、圍網(wǎng)等養(yǎng)殖方式探索實行不投餌、不灑藥的生態(tài)漁業(yè)養(yǎng)殖。實施標(biāo)準化養(yǎng)殖魚塘建設(shè)改造，推廣生態(tài)養(yǎng)殖模式，以形成了良好的水體生態(tài)環(huán)境。

(4)增加生物多樣性。通過實施泰山、大汶河、東平湖、蟠龍山等生態(tài)帶、區(qū)建設(shè)，恢復(fù)濕地面積，提高生態(tài)系統(tǒng)調(diào)蓄能力，增加生物多樣性。濕地生態(tài)功能退化對水源涵養(yǎng)功能造成嚴重威脅和損害，生物多樣性減少，破壞生態(tài)系統(tǒng)功。建議濕地生態(tài)保護工作按照“退耕還濕、退漁還湖、疏通還濕、治理保濕”的方針推行，把濕地生態(tài)保護工作作為生態(tài)建設(shè)新常態(tài)，加大生態(tài)治理力度，增強水源涵養(yǎng)能力，保護動植物生境，在濕地資源分布重點地和生態(tài)區(qū)位重要的地區(qū)建立和擴大濕地自然保護區(qū)，如在天頤湖沿岸通過灘涂清淤、土石方挖運及綠化、美化等生態(tài)治理工程，打造“泰山花海”景區(qū)；同時，對天頤湖下游—小漕河上游河道進行綜合治理，建設(shè)上泉濕地公園，或沿大汶河及支流水系開展?jié)竦厣鷳B(tài)修復(fù)工程，沿康匯河與采煤塌陷地治理相結(jié)合，打造潛流濕地生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)建生態(tài)廊道系統(tǒng)，由局部小氣候生態(tài)系統(tǒng)帶動整體生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。

(5)完善生態(tài)安全系統(tǒng)。本著“以人為本”的原則，科學(xué)規(guī)劃泰安市泰山區(qū)域山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工作，首先，優(yōu)先規(guī)劃實施泰山景區(qū)、岱岳區(qū)、新泰市等地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性區(qū)域占比高的縣市區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工作，以地質(zhì)災(zāi)害隱患點工程治理和避災(zāi)搬遷為重點，以保護人民生命財產(chǎn)安全和保障社會穩(wěn)定為目的，通過各種防治措施的綜合治理，做好防災(zāi)減災(zāi)科普宣傳教育工作，有效遏制地質(zhì)環(huán)境惡化，最大限度地減少人員傷亡和經(jīng)濟損失，實現(xiàn)生態(tài)修復(fù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治管理規(guī)范化、綜合治理科學(xué)化，提高地質(zhì)災(zāi)害防治對經(jīng)濟社會安全保障能力，為經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展創(chuàng)造一個良好的地質(zhì)環(huán)境。其次，對生態(tài)脆弱區(qū)生態(tài)安全影響因子建立監(jiān)測、預(yù)測、預(yù)警預(yù)報保障系統(tǒng)，建立泰山生態(tài)區(qū)、大汶河—東平湖生態(tài)區(qū)一體化監(jiān)測、預(yù)警體系，利用3S技術(shù)(GPS、GIS、RS)和計算機技術(shù)對工作區(qū)的水文、氣候、地質(zhì)災(zāi)害、地下水等生態(tài)安全評價基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行搜集，采用遙感普查和抽樣普查相結(jié)合的方法，將森林覆蓋率、水土流失、降水量等數(shù)據(jù)統(tǒng)一錄入數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)各站點數(shù)據(jù)、信息實時共享與交流，科學(xué)監(jiān)測和合理評估脆弱生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)過程動態(tài)演變規(guī)律，建立脆弱生態(tài)背景數(shù)據(jù)庫資源共享平臺，確保生態(tài)脆弱區(qū)具有明顯退化趨勢或潛在威脅的生態(tài)因子能夠被密切地、動態(tài)地監(jiān)測與評估，為相關(guān)部門進行生態(tài)安全評價、決策與管理提供技術(shù)支持。

5 結(jié) 論

(1)采用“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”框架模型，重點考慮具有短期響應(yīng)性質(zhì)的壓力指標(biāo)構(gòu)建生態(tài)脆弱性評價指標(biāo)體系，對研究區(qū)進行了生態(tài)脆弱性評價，將研究區(qū)劃分為脆弱性高區(qū)、脆弱性較高區(qū)、脆弱性較低區(qū)和脆弱性低區(qū)四個生態(tài)脆弱區(qū)。脆弱性高區(qū)面積為1071.50 km2，占總面積的13.80%；脆弱性較高區(qū)面積為2234.94 km2，占總面積的28.79%；脆弱性較低區(qū)面積為2947.20 km2，占總面積的37.97%；脆弱性低區(qū)面積為1507.54 km2，占總面積的19.42%。各縣市區(qū)中泰山區(qū)、岱岳區(qū)、肥城市的生態(tài)脆弱性指數(shù)以脆弱性較高所占的比例最高，分別為48.77%、37.15%和30.97%，其脆弱性較高及脆弱性高區(qū)的總和占比分別為67.51%、45.60%和52.10%，說明泰山區(qū)、岱岳區(qū)、肥城市的生態(tài)環(huán)境問題相對較為嚴重，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷，承受的生態(tài)壓力較大，自我恢復(fù)能力弱。

(2)結(jié)合生態(tài)脆弱性空間分布特征及各單因子評價圖的疊加分析了研究區(qū)內(nèi)生態(tài)脆弱性高區(qū)的主要生態(tài)環(huán)境問題，研究表明，礦山地質(zhì)環(huán)境問題分布密度、崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害點分布密度、巖溶塌陷易發(fā)性、采煤塌陷地地表塌陷程度、污染源災(zāi)害等級、植被覆蓋指數(shù)、生物豐度指數(shù)等指標(biāo)是影響研究區(qū)生態(tài)脆弱性的主要因素。以上因素的主要生態(tài)環(huán)境問題主要表現(xiàn)在：礦山地質(zhì)環(huán)境問題、崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害、巖溶塌陷、地表水資源保護、地下水污染等方面。

(3)本文通過對研究區(qū)的生態(tài)脆弱性評價和主要生態(tài)環(huán)境問題分析，并綜合考慮研究區(qū)實際狀況，提出了從“推進礦山生態(tài)修復(fù)、提高林草覆蓋率、綜合整治水域系統(tǒng)、增加生物多樣性、完善生態(tài)安全系統(tǒng)”等5方面建立多目標(biāo)、強功能、高效益的系統(tǒng)修復(fù)治理體系，從而對泰安市山水林田湖草生態(tài)修復(fù)區(qū)開展生態(tài)修復(fù)。為下一步工程規(guī)劃部署、工程合理布局提供科學(xué)依據(jù)，同時對我國山水林田湖草工程的實施具有一定借鑒和指導(dǎo)意義。