中部煤粮复合区生态保护修复关键区识别及差异化策略研究

Research on identification of critical zones and differentiated strategies for ecological protection and restoration in the coal-grain overlapping areas of central China: A case study of Henan Province

摘要

针对采煤塌陷耕地损毁与保护的突出矛盾，构建煤粮复合区生态安全格局并提出“分区管控—分类施策—分级治理”差异化保护修复策略，将生态系统服务重要性评价与电路理论结合，构建中部煤粮复合区生态安全格局，并结合《河南省国土空间规划（2021—2035年）》和《河南省四水同治规划（2021—2035年）》，划定关键生态保护修复区域并提出对策。研究结果表明：1）河南省煤粮复合区生态系统服务功能重要性呈现“东西高、南北低”的空间分布特征，生态“源地—廊道—节点”呈不均匀的集聚分布；2）综合确定了平原水源涵养及水土流失防治区、平原地下水超采保护区、山地丘陵水源涵养及水土流失防治区、山地丘陵地下水超采保护区4个分区，重点修复类、一般修复类、生态保护类3个类别以及极重要、重要、一般3个先后修复级；3）不同类型区存在问题及生态保护修复面积差异明显，改进了传统生态修复分区划定模式，探索集“分区管控—分类施策—分级治理”于一体的煤粮复合区生态保护修复策略。研究结果能为国土空间保护修复提供方法和建议，为中部煤粮复合区生态保护修复和可持续发展提供参考。

Abstract

To address the prominent contradiction between cultivated land damage and protection in coal mining subsidence areas， this study constructs an ecological security pattern for central China’s coal-grain overlapping areas and proposes a differentiated protection-restoration strategy characterized by “zonal management， categorized measures， and hierarchical governance”. By integrating ecosystem service importance assessment with circuit theory， we established an ecological security pattern for central China’s coal-grain overlapping areas. This framework was synergized with the “Henan Provincial Territorial Spatial Planning （2021-2035）” and “Henan Four Waters Co-Governance Plan （2021-2035）” to delineate critical ecological protection-restoration zones and formulate targeted strategies. The findings reveal that： 1） The spatial distribution of ecosystem service importance in Henan’s coal-grain overlapping areas exhibits a pattern of “high values in the east-west direction and low values in the north-south direction”， with ecological “source-corridor-node” elements showing uneven agglomeration. 2） A integrated framework was identified， comprising four different zones （plain water conservation and soil erosion control zones， plain groundwater over-extraction protection zones， mountain-hill water conservation and soil erosion control zones， and mountain-hill groundwater over-extraction protection zones）， three categories （key restoration， general restoration， and ecological conservation） and three priority levels （critical， important， and general）. 3） Significant disparities exist in regional challenges and restoration areas across different zones. This study improved the traditional ecological restoration zoning models by proposing an integrated strategy that combines zonal management， categorized measures， and hierarchical governance for the coal and grain overlapped area. This study provides practical methods and recommendations for ecological protection and restoration projects of territorial space， and offers critical references for ecological conservation and sustainable development in central China’s coal-grain overlapping areas

Graphical abstract

关键词

国土空间修复与保护 / 生态安全格局 / 煤粮复合区 / 差异化修复策略 / 电路理论

Key words

restoration and protection of national land space / ecological security pattern / coal grain overlapping areas / differentiated repair strategy / circuit theory

粮食安全和能源安全是国家安全战略体系的重要组成部分^‎［1］。一方面，粮食安全关系到国计民生^‎［2］，另一方面煤炭在我国一次能源消费中所占比例55%以上，作为我国能源结构的主体将在很长一段时间内难以改变^［3］。煤炭的过度开发推动了我国经济的快速发展，但大规模开采造成的开采区的地形地貌改变、区域水环境被扰动、固体废弃物排放、耕地损毁等问题^‎［4］，对矿区生态安全格局、耕地保护与可持续发展造成了严重威胁。中国煤炭生产大省中有12个是粮食主产区，煤炭与耕地资源复合面积占耕地总面积的42.7%^‎［5］，煤炭与粮食复合生产区（以下简称“煤粮复合区”）^‎［6］是国家安全战略体系中的重要区域，协调煤炭开采与耕地保护矛盾十分艰巨。如何改变煤矿与粮食之间“零和博弈”的思维局限，从煤粮复合区整体性、均衡性出发，探寻煤炭资源开发与耕地保护之间的平衡点，构建煤粮复合区国土空间生态保护修复格局，最大限度地推进生态保护与修复是当前亟待解决的问题。

科学划定国土空间生态保护修复格局是推进煤粮复合区生态保护与修复、协调煤炭开采与耕地保护的前提^‎［7］。目前生态安全格局构建作为指导国土空间生态修复关键区识别受到广泛关注^‎［8］。生态安全格局的构建广泛应用于生态保护修复关键区识别^‎［9］、区域系统规划和治理^‎［10］、生态网络韧性提升等^‎［11］多个领域，已形成“源地识别—阻力面设置—廊道提取”的基本范式^‎［12］。生态源地是物种栖息地、生态要素流动及生态系统提供产品和服务的重要斑块，主要通过斑块生态功能与斑块的形态特征两方面进行评价，前者以生态系统服务功能重要性评价^‎［13］、“敏感性-重要性-连通性”评价^‎［14］、生态风险评价^‎［9］等方法为代表，后者以形态学空间格局分析（Morphological Spatial Pattern Analysis， MSPA^‎［15］）、粒度反推法^‎［16］等方法为代表。生态阻力面的空间分布直接影响生态廊道模拟的准确性，多结合区域自然要素、生态胁迫等方面构建^‎［17］。生态廊道作为生态源地间物质和能量流通的桥梁，通常采用最小累计阻力模型（Minimum Cumulative Resistance Model， MCR）、电路理论、蚁群算法、重力模型等多种方法^［18-21］提取，其中电路理论可以更好地反映生态系统服务在斑块和廊道的相对重要性，并识别出物质、能量流动过程中的关键节点^‎［22］。近年来，在矿区范围内通过构建与优化生态安全格局来识别潜在生态保护修复区并进行策略研判已逐渐增多，但仍存在以下不足：1）目前关于生态安全格局的研究多集中于资源枯竭型城市^‎［23］、半干旱类型的矿区^‎［24］，以中部煤粮复合区为对象的研究较少；2）采煤塌陷与耕地保护矛盾突出，如何构建出符合区域特点的分区分类分级生态保护修复策略仍需深入研究。

煤粮复合区主要分布在中国的华北平原、黄淮海平原以及东北平原的部分地区，河南省作为中国重要农业大省和煤炭生产基地之一，生态保护修复关键区识别和差异化对策的提出对于保障中部粮食安全和生态平衡至关重要。因此，为给中部煤粮复合区生态保护修复提供决策依据，本研究拟以河南省煤粮复合区为研究对象，基于“源地提取-阻力面构建-廊道识别”的生态安全识别逻辑，利用电路理论、InVEST、MSPA等模型构建河南省煤粮复合区生态安全格局，结合《河南省国土空间规划（2021—2035年）》^［25］及《河南省四水同治规划（2021—2035年）》^［26］，识别并划定煤粮复合区关键生态保护修复区域，在此基础上提出“分区管控—分类施策—分级治理”生态保护修复对策，以期为中部煤粮复合区国土空间生态保护修复与综合治理提供更有针对性的指导。

1　研究区概况与数据来源

1.1　研究区概况

河南省位于黄河流域中下游地区（31°23′~36°22′ N， 110°21′~116°39′ E），总面积16.7万km²，总体地势呈东低西高，丘陵山地主要分布于西、南地区，东、中、北地区为平原地带。河南省是国家规划的14个大型煤炭基地之一，煤炭资源分布呈“北多南少，西多东少”的特点，大部分分布在豫西、豫北和豫东地区。河南省被定位为“大国粮仓”，粮食主产区主要分布在豫东和豫北地区。2020年河南原煤产量为9 773万t，粮食产量为6 649.1万t^［27］。河南省各地市煤矿产能和粮食产量比例分布详见图1。长期以来，煤炭和耕地资源空间交叉重叠，采动沉陷导致的连片耕地积水问题频发，大量耕地弃耕荒芜，开采沉陷不但改变了区域地形、地貌，甚至不断冲击着周边的居民点及农业景观。煤粮复合区主要位于郑州市、洛阳市、平顶山市、许昌市、安阳市、鹤壁市、新乡市、焦作市、三门峡市、商丘市、驻马店市、信阳市、济源示范区等13地级市，研究区主要粮食作物为小麦、水稻和玉米，土壤类型主要为褐土、潮土。

1.2　数据来源及预处理

本研究采用数据包括河南省土地利用数据、坡度数据、逐月归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）、夜间灯光数据、净初级生产力数据、数字高程模型（Digital Elevation Model， DEM）数据、耕地斑块密度和年总降雨量数据等（表1）。其中，土地利用数据经ArcGIS重分类为林地、水域、草地、耕地、未利用地和建设用地6种类型；夜间灯光数据参考郝瑞军等^‎［28］的处理方式； NDVI数据通过像元二分法^‎［29］计算得到植被覆盖度。本研究将所有栅格数据转换为WGS_1984_UTM_Zone_49N投影坐标系，将其重采样为30 m×30 m空间分辨率，并根据河南省行政边界裁剪至统一范围进行分析。

2　技术路线与方法

2.1　技术路线

本研究采用“生态安全格局构建—生态保护修复分区分类分级识别—差异化对策”的框架模式，来实现中部煤粮复合区生态保护修复关键区识别及差异化策略的研究（图2）。具体内容如下：1）基于生态系统功能重要性评价和MSPA模型确定初始生态源地，并结合景观连通性获得最终生态源地；2）在构建综合阻力面的基础上，利用电路理论提取生态廊道和生态节点，构建生态安全格局；3）结合《河南省国土空间规划（2021—2035年）》^［25］及《河南省四水同治规划（2021—2035年）》^［26］划定“4‑3‑3”个分区、分类、分级生态保护修复区域；4）提出“分区管控‑分类施策‑分级治理”差异化修复保护策略。

2.2　研究方法

2.2.1　生态源地识别

1）生态系统服务重要性评价。在煤粮复合区，生态系统服务的高低受到采煤活动及耕地活动的剧烈影响。考虑河南省煤粮复合区特点，选取土壤保持、生境质量、碳储量、粮食生产、防风固沙、水源涵养作为生态系统服务重要性评价指标，计算方法详见参考文献^［13］。利用自然断点法将生态系统服务重要性划分为非常重要、比较重要、一般重要、不重要和非常不重要5个等级^‎［30］。提取非常重要和比较重要级别作为生态源地备选区。

2）MSPA模型。MSPA模型基于数学形态学的图像处理技术，强调的是空间结构性连接。考虑到人为扰动较小及形态完整性的特点，借助ArcGIS将研究区土地利用类型按照0和1进行二值化，将林地、草地、水体作为前景区，设为1，其余土地利用类型作为背景区，设为0。进一步利用GuidosToolbox 2.8软件将前景区分为核心区、桥接区、支线、边缘区、环岛、孤岛和孔隙等7类景观类型。提取核心区的基础上剔除<3 km²的区域，得到生态核心区。

3）生态源地连通性。将生态系统服务非常重要、比较重要与生态核心区相交，利用Conefor软件采用边到边的距离并设置距离阈值为2 km，计算生态源地的连通性^‎［31］，采用自然断点法将生态源地连通性值分为3个等级，得到极重要生态源地、重要生态源地和一般生态源地。

2.2.2　生态阻力面构建

选取土地利用类型、高程、坡度、净初级生产力、植被覆盖度、夜间灯光6个数据指标作为阻力因子^［32］，通过SPSS软件进行数据归一化处理，再利用层次分析法^［14］对各阻力因子赋权重（表2），利用ArcGIS栅格计算器加权叠加得到生态阻力面。

2.2.3　生态廊道和生态节点识别

利用ArcGIS工具包中的Linkage Mapper和Circuitscape工具识别出研究区潜在生态廊道，并使用自然断点法将潜在生态廊道分为3级，分别为极重要、重要和一般生态廊道^‎［33］。生态节点是廊道中电流密度最大的区域，对于维持生态过程、保护生物多样性具有重要作用^‎［34］，利用Pinchpoint Mapper工具识别河南省煤粮复合区的生态廊道电流密度，使用自然断点法将结果划分为5级，取电流密度最高等级的斑块为生态节点。

2.2.4　生态保护修复分区、分类、分级标准

1）分区标准。水资源是支撑煤炭资源开发、区域经济发展和生态环境协调的基础资源，保护地下水资源建设生态矿区是黄河流域煤炭开发的重大战略需求^‎［35］。本研究在考虑河南省农业空间格局分布的基础上叠加河南省水生态系统保护与修复规划格局图，重分类后得到4类分区：平原水源涵养及水土流失防治区（Ⅰ区）、平原地下水超采保护区（Ⅱ区）、山地丘陵水源涵养及水土流失防治区（Ⅲ区）、山地丘陵地下水超采保护区（Ⅳ区）。

2）分类标准。耕地斑块密度是衡量耕地破碎化的重要指标^‎［36］，其反映了耕地在空间上的分割和细碎程度，斑块密度越高，耕地破碎化程度越大。叠加河南省煤粮复合区生态安全格局，制定了如下分类标准（表3），划定为重点修复类（Priority restoration areas，PR）、一般修复类（General restoration areas， GR）和生态保护类（Ecological conservation areas， EC）3类。

3）分级标准。矿区分布的密集程度和生态问题的严重性直接相关^‎［37］，影响治理的优先级和投入力度。本研究使用核密度分析法^‎［38］来揭示河南省煤矿分布的“热度”，并通过自然断点法将核密度值由高到低分为3级，分别为极重要治理级（Critical treatment level， CT）、重要治理级（Important treatment level， IT）和一般治理级（Moderate treatment level， MT）。极重要级别的矿区点位密集，该区域由煤炭开采导致的生态安全问题严重，需要优先治理并投入更多的人力、物力和财力。重要级别的矿区修复治理紧迫性稍低，可以在确保极重要区域得到有效治理的基础上进行。一般级别的矿区点位分散，生态问题相对较轻，修复治理可以按照常规节奏进行。

3　结果与分析

3.1　河南省煤粮复合区生态安全格局识别

3.1.1　生态系统服务重要性评价

通过模型模拟得到河南省煤粮复合区生态系统服务重要性空间分布特征见图3。可见：河南省煤粮复合区生态系统服务重要性整体上呈现“东西高、南北低”的空间格局；生态系统服务重要性高值区主要集中于河南省西部的南阳、三门峡和洛阳等地级市以及北部和南部部分区域，其中西部海拔较高的区域位于伏牛山生态屏障区，植被覆盖率高，生态状况良好，矿区分布较少，其生境质量、水土保持能力、碳储量及水源涵养功能均处于较高水平；生态系统服务重要性低值区主要集中于河南省南部区域和中部以北区域，沿着矿点及城镇由点及面呈“散射状”分布，其防风固沙、生境质量、水土保持和水源涵养功能处于较低水平，其中郑州、许昌、平顶山、焦作、商丘等矿区的粮食供给能力呈现较低水平。

3.1.2　形态学空间格局分析结果

通过形态空间格局分析，得到研究区MSPA识别结果，见图4和表4。可见利用MSPA模型识别得到7种生态景观类型的总面积为40 413.16 km²。其中：核心区是生态系统中最为连续和稳定的区域，通常是生物多样性丰富和生态系统功能较强的区域，总面积为26 392.76 km²，占研究区前景数据的65.31%，集中分布在河南省西部的洛阳、平顶山、三门峡和焦作以及信阳市的南部；桥接区是连接不同核心区的生态廊道，可促进物种迁移，增加区域内整体景观的连通性，研究区内的桥接区多为城市绿化带，占研究区前景数据的5.21%，表明研究区内原有的生态廊道较少；环岛和支线也具有一定的连通性，但景观连接度较差，占前景数据的7.78%。孤岛是彼此不相连的孤立、破碎的小型自然斑块，占前景数据的7.31%；孔隙表明生态空间核心区内部的建设用地，不具有生态效益，占前景数据的3.66%。

3.1.3　生态源地重要性分级结果

通过叠加生态系统服务重要性和MSPA结果，得到河南省煤粮复合区生态源地最终空间分布特征，结果见图5。可见：极重要生态源地面积为15 182.32 km²，占研究区总源地的55.9%，主要分布在河南省三门峡市、洛阳市、平顶山市西部和南阳市北部部分区域；重要生态源地面积为425.35 km²，主要分布在南阳市和三门峡市。上述区域矿区和耕地分布较少，以大面积覆盖林地和草地为主，生态源地连通性较高，能够提供较高的生态服务功能。一般生态源地面积为9 721.00 km²，主要分布在研究区北部和南部部分区域，围绕矿区和耕地呈“带状”分布，其中包括郑州矿区、平顶山矿区、焦作矿区和济源矿区等。

3.1.4　阻力面构建结果

根据表2阻力因子指标计算得到综合阻力面，结果见图6。可见：阻力值空间分布差异较大，呈“南北高、东西低”的空间分布特征。阻力值高值区分布在人类高频活动区域，除城镇区域外主要围绕矿区“由点及面”扩散分布，包括郑州市的荥巩矿区和登封矿区，新乡市北部的九里山矿区和韩王矿区，焦作市的焦作矿区等，这是由于采矿活动导致地形发生改变，煤粮复合区生态完整性遭到破坏，破碎化程度加剧，进而增加生物体穿越难度，阻力值增大。河南省西部和南部的林地、草地等不同的生境为各种生物提供了生存条件，有助于物质和能量流动使得该地区阻力值较低。

3.1.5　生态廊道提取

基于河南省煤粮复合区生态源地空间分布与综合阻力面分析结果得到研究区生态廊道空间分布图，结果见图7。可见：生态廊道整体上自西向东由密变疏。中部生态源地斑块较为破碎，生态阻力值大，该区域生态廊道呈现出短且密的特点，中部区域连通性较好；而东部地区由于缺少生态源地，潜在生态廊道缺失，东部连通性较差。其中，极重要生态廊道共有145条，总长度1 748.58 km，主要分布在研究区中部，穿过荥巩矿区、登封矿区、宜洛矿区和义马矿区；重要生态廊道280条，总长度6 405.19 km，横跨河南省的南北方向，主要穿过平顶山矿区、焦作矿区和临汝矿区；一般生态廊道153条，全长2 360.10 km，穿过朝川矿、高庄矿和六矿。

3.1.6　生态节点识别与生态安全格局构成

根据Pinchpoint Mapper工具运算结果，得出电流密度和范围为0~248.2，取电流密度最高等级的斑块为生态夹点，结果见图8（a）。可见：研究区共识别出生态夹点513个，空间分布以各生态廊道的交接点为主；生态夹点总面积为3 251.45 km²，其中最大的一个生态夹点面积为417.3 km²，位于登封矿区，其余生态夹点主要分布在中部生态源地和廊道衔接处以及西北方向部分狭长的生态廊道上，主要包括义马矿区、平顶山矿区和鹤壁矿区等。生态夹点处的土地利用主要是草地，占夹点区总面积一半以上。生态源地、生态廊道和生态夹点共同构成了河南省煤粮复合区生态安全格局，结果见图8（b），可见煤粮复合区生态安全格局空间上呈现西部联系密集，中东部分散的阶梯式分布。

3.2　河南省煤粮复合区生态保护修复关键区识别

按照“分区管控—分类施策—分级治理”识别原则，得到研究区分区—分类—分级3类空间范围（图9（a）~（c））。进一步将上述3类区域叠加，识别到如下生态保护修复关键区（图9（d））和Ⅰ~Ⅳ各分区中分类分级的面积分布表（表5），可见：

平原水源涵养及水土流失防治区（Ⅰ区）总面积为5 846 km²，其中重点修复区中的一般治理级、重要治理级和极重要治理级面积占比分别为4.48%、19.09%和0.68%。重点修复区主要位于平顶山矿区和洛阳市、鹤壁市、新乡市、焦作市、许昌市、郑州市部分矿区；平原地下水超采保护区（Ⅱ区）总面积为2 194 km²，其中重点修复区中的一般治理级、重要治理级和极重要治理级面积占比分别为0.96%、1.78%和5.61%。重点修复区主要位于商丘、许昌和郑州市部分矿区；山地丘陵水源涵养及水土流失防治区（Ⅲ区）总面积为22 383 km²，其中重点修复区中的一般治理级、重要治理级和极重要治理级面积占比分别为3.47%、2.52%和2.94%。重点修复区主要位于洛阳、三门峡、焦作、平顶山和济源部分矿区；山地丘陵地下水超采保护区（Ⅳ区）总面积为3 870 km²，其中重点修复区、一般修复区和生态保护区分别占比6.41%、5.19%和12.84%。重点修复区位于郑州市和许昌市大部分矿区以及洛阳市部分矿区。

3.3　河南省煤粮复合区生态保护修复差异化策略

研究表明，不同类型区存在问题及生态保护修复面积差异明显，应统筹考虑自然地理单元、水资源约束、耕地破碎化、矿区集聚程度、生态安全格局识别与结果等因素^［39］，以生态问题为导向确定各分区具体修复策略，根据受扰动程度合理分配人工修复和自然恢复比重，面向生态保护修复紧迫程度，按照轻重缓急确定不同煤粮复合区分级治理的优先程度，详见表6。具体修复策略如下：

1）平原水源涵养及水土流失防治区。区域存在耕地减产、水土流失和水源涵养生态空间不足等问题。重点采取水土流失防治和避免耕地减产措施。在重点修复区控制塌陷导致的水土流失，采用局部充填体支撑的区域性岩层控制、排水等工程措施，减轻耕地采动影响程度，应开展休耕轮作、免耕覆盖措施，在复垦耕地的同时，合理构造人工湿地，涵养水源；在一般修复区，减少沉陷，采用煤矸石等进行填充，进行土地平整，根据地形构建储水库，形成自流灌溉耕地、林地和草地的方法体系，保障生态系统完整性；在生态保护区要开展动态立体监测，保护现有耕地和植被，促进生态自我修复，提高涵养水源能力。

2）平原地下水超采保护区。区域存在地表塌陷，地下水位下降、灌溉条件差、生境质量和水源涵养能力较差等问题。重点采取地下水综合治理，改善塌陷区和涵养水源等措施。在重点修复区，禁止开采地下水，采用“限高开采”、“条带开采”等保水采煤技术，延缓水位下降速度，同时加快灌区节水改造，提升节水灌溉面积比例，严控农业种植和灌溉面积发展，采取调整农业种植结构、耕地休养生息等措施，减少超采区农业用水量。在一般修复区，限制开采地下水，待地面塌陷稳定后，充填裂缝，恢复原有耕地的耕种条件，通过河道整治，修建拦蓄工程，充分挖掘地表水资源开发利用潜力，减少地下水开采量。针对已经或可能严重损毁并积水的耕地，应当优化水陆布局^［40］，改善塌陷区空间结构，在复垦耕地的同时，合理构造人工湿地，涵养水源。在生态保护区，工程措施与生物措施并重，层层拦蓄，充分涵养水源，实现对地下水的补给，进而保障水资源的可持续利用。

3）山地丘陵水源涵养及水土流失防治区。

区域存在水土流失严重，粮食供给能力差等问题。重点采取水土流失综合防治和耕地复垦措施。在重点修复区，营造水土保持林，建设小型截排蓄水工程和治沟工程等措施，减少水土流失，通过改善土壤结构和理化性质提高土壤肥力；在一般修复区，将坡耕地改为水平梯田，同步建立生态沟渠等低影响开发措施保障水资源，减少水土流失，通过合理增施有机肥，进行粮草轮作等措施改土培肥、提高地力。在生态保护区，保护现有耕地和植被，维持生态系统多样性和完整性。

4）山地丘陵地下水超采保护区。

区域存在塌陷与地下水位下降、粮食供给能力差等问题。重点开展地下水综合治理和土地整治措施。在重点修复和一般修复区分别禁止和限制开采地下水，同时加快农业水源置换，山丘区因地制宜修建一批小型调蓄工程、雨水收集净化工程、汛期洪水利用工程等；在塌陷区开展土地整治工程，修筑梯田或改为缓坡地，种植大豆、花生等豆科植物或禾本科植物、增施有机肥等措施提高复垦土壤质量。在生态保护区，保障粮食供给能力的同时要兼顾其他生态系统服务功能，构建近自然植物群落，有效提升景观层次，增强异质性和稳定性，提高生物多样性及生态系统服务功能。

4　讨论与结论

4.1　讨论

生态安全格局能够维持系统稳定性和保证生态系统可持续发展^［41］。本研究在构建生态安全格局的基础上叠加现有规划，识别河南省煤粮复合区生态保护修复关键区，划定结果更具有现势性和可靠性。在“分区管控—分类施策—分级治理”划定的基础上，通过提出差异化修复策略去实现促进矿区生态修复和减少耕地损毁的目标，指导中部煤粮复合区开展生态保护和修复实践，是当下国土空间保护与修复的有效方法。

在河南省煤粮复合区生态安全格局的构建上，其空间格局特征与吴贺等^［42］的研究结果一致，进一步证明本研究方法具有可靠性。煤粮复合区生态保护与修复不应单一依赖某策略，需要考虑自然本底差异以及面临的关键问题，不能过度依赖人工修复，也不能完全采取自然恢复^［43］，这与当下生态退化区国土空间生态修复策略的研究思路一致^［44］。相较于其他研究仅简单构建生态安全格局后划定生态保护修复分区^［23］，本研究提出了“4—3—3”的分区分类分级保护修复策略，以平原地下水超采保护区重点修复区为例，对于严重损毁并积水的耕地，应当通过优化水陆布局合理构造人工湿地，改善塌陷区空间结构，这与胡振琪等^［40］在研究黄河下游平原采煤塌陷地提出的治理策略一致，进一步佐证该措施具有可操作性。本研究分别从“水—土—生”等多角度提出生态修复策略，全面考虑了生态系统的完整性、系统性、整体性^［45］，相较于矿区传统的生态修复，强调了山水林田湖草沙一体化保护修复，这对于恢复和提升研究区生态系统的服务功能，同时保障粮食生产安全和煤矿开采活动的经济收益，实现煤矿开采与耕地保护的可持续发展具有重要的理论和实践指导价值。

本研究在构建河南省煤粮复合区生态安全格局的基础上提出了分区分类分级生态保护修复策略，但仍存在一些不足：1）对于识别出的生态廊道最佳宽度设置考虑不足，生态廊道在后续生态保护修复过程中如何发挥作用仍需进一步研究；2）尽管提出了详细的分区分类分级策略，后续如何保障具体工程项目和策略落地仍需深刻解答，未来还需就如何安排具体策略、资金保障等问题进行研究。

4.2　结论

本研究从煤粮复合区生态保护修复角度，基于“源地-廊道-关键点”生态安全格局构建范式，利用电路理论、InVEST、MSPA等模型构建河南省煤粮复合区生态安全格局，识别煤粮复合区生态保护修复关键区，划定“分区管控—分类施策—分级治理”的区域并提出相应对策。主要结论如下：

1）通过“源地—廊道—节点”有机连接形成河南省煤粮复合区生态安全格局，空间上呈现西部密集，中东部分散的阶梯式分布。重要和极重要生态源地附近的矿区较少，主要土地利用类型为林地和草地，能提供较高的生态服务功能。一般生态源地主要围绕矿区和耕地呈“带状”分布，反映了这些区域附近需要加强生态修复。

2）从生态安全格局和现行规划综合角度，煤粮复合区生态保护修复需要根据农业空间格局和水资源分布开展分区管控（平原水源涵养及水土流失防治区、平原地下水超采保护区、山地丘陵水源涵养及水土流失防治区、山地丘陵地下水超采保护区）；根据耕地斑块密度和生态安全格局开展分类施策（重点修复类、一般修复类、生态保护类）；根据矿点分布集聚程度开展分级治理（极重要、重要、一般）。

3）以生态问题为导向，根据煤粮复合区受扰动程度及生态修复的紧迫程度，制定递进式的“分区管控、分类施策、分级治理”生态保护修复策略，为中部煤粮复合区国土空间生态保护修复与综合治理提供参考依据。

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基金资助

河南省哲学社会科学规划年度项目(2023CJJ119)

河南省软科学计划项目(252400411142)

河南省高校哲学社会科学基础研究重大项目(2025-JCZD-11)

河南省高等学校重点科研项目(25B630001)

河南财经政法大学校级科研项目(22HNCDXJ22)