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nkou-machikou fresh air zone: an ecologically scare resource for the utilization of fresh air in beijing city proper

北京市社会科学院世界城市研究基地研究员  丁 军   

摘要：北京城区上风口南口—马池口区域，随风卷起的灰尘暴和长期弥漫的沥青烟，对下风向北京城区造成了严重的“新风增霾效应”和“灰尘承接效应”。然而，城市边界新风环境保护和新风资源利用在北京城市规划中，却显得十分薄弱。在北京空气污染和“热岛效应”日益严峻的大背景下，城市边界风源地已成为比肩水源地而不可多得的稀缺资源。本课题通过对北京湾内小平原三大进风口的比较分析、以及对马池口地区时达两年的实地调研，提出了以率先建设“马池口新风库示范保护区”为契机，构建北京“新风大系统”规划理念，进而打造南口-马池口新风库，从而推动北京三大风源地规划升位和生态环境改造全面升级。

    一、 昌平南口-马池口新风库承担着北京城区空气更新的重要功能
　　1、北京的空气污染已成为社会关注的焦点
　　2013年1月，北京空气污染指数将会写下历史性的一页。北京观象台提供的数据显示，北京雾霾天数创下近60年纪录之最，空气污染指数最高接近400，大部分地区达到严重或重度污染级别。世界卫生组织2013年10月份发布的一份报告称：北京空气污染问题如不采取果断行动，北京可能会变成一座危险的城市。空气污染已成为舆论、乃至全社会关注的焦点。
　　2、国内外城市利用城市边界新风资源的范例
　　2013年入秋以来，杭州市雾霾进入了高发期，杭州市迅速作出反应，立即展开“城市边界风环境”的规划研究，着手将城市边界上风向的新风纳入城区空气更新的规划之中。
　　武汉市已开展了新风资源的实际利用，建成了六条生态走廊，构成了六条“绿色风道”，最窄二三公里，最宽十几公里，它使武汉市夏季最高温度平均下降了1至2℃，城市热岛效应明显下降，城市综合节能效果开始显现。
    上海浦东面向风口规划建设了一条250米宽的世纪大道，这条“风走廊”，可以让城市边界新风通透穿过城区。
　　德国慕尼黑规划建设了五条连接城市风口的风廊道，犹如给城市安装了新风系统，城市空气质量提升效果良好。
　　国内外城市充分利用城市边界新风资源给我们的启示是，新风资源是城市、特别是大城市不可多得的稀缺资源，是调节城市微气候、改善城市微循环、提升空气质量、降低城市热岛效应难以替代的有效手段，是一座城市可持续发展的生命源。
　　北京城市规划应当确立“城市边界新风环境保护和新风资源利用”的理念，按照“新风系统工程和新风流动场” 的原理，从城市上风口区域的风库生态规划建设和环境保护开始做起。
　　3、南口是对北京城区空气质量影响最大的上风口
　　北京地区存在三大风带。一是西北风带，自延庆康庄经八达岭、南口顺温榆河河谷而下，向东南至顺义天竺；二是东北风带，自古北口顺潮河、潮白河、小中河河谷南下，在天竺与西北风带汇合，形成北京“y”大风带1；第三条风带由西北向东南顺永定河河谷而下。与此相对应，北京平原三大新风进口分别是：昌平南口、密云水库，以及门头沟三家店。其中，昌平南口的区位决定了有别于其它风口的六大特征：一是处于西北风带春冬盛行风向为西北风的北京城区的上风向2；二是与同处于城区上风向的密云水库距离城区更近；三是南口还是包括流村、马池口、阳坊和南口农场在内的五大风沙危害治理区之一3；四是这一风沙区聚集了相当多的低端产业和污染源；五是南口还是同一风带上游五大风沙危害治理区之二——康庄风沙区的承接区，而康庄年降水量仅387毫米，是北京市降水量最少的区域4；六是三大风带中，西北风带风速最大，南口一带风速可达34米/秒5。上述六重因素的叠加作用，使得南口成为对城区空气质量影响最大的上风口。因此，打造昌平南口——马池口新风库，对于迅速改善北京空气质量，并为其他风口的改造树立生态效益样板，显得尤为必要和迫切。
    4、南口新风库还是北运河水系重要的发源地之一6。
　　南口西部、流村和马池口是关沟、兴隆口沟、白羊沟、柏峪口沟、高崖口沟的新风净水汇聚之地，其上游有响潭水库、王家园水库和黑寨水库等，高崖口沟山洪河道流经马池口西部，京密饮水渠流经马池口、阳坊进入海淀区，马池口还是北京四大应急水源地之一，其水源保护区面积达149平方公里。
　　然而，作为北京新风净水底蕴的重要源头，这里也是北京西北生态涵养带上土地沙化严重的区域和新风污染的源头。如何治理、规划和保护这一环境敏感区域已成为改善城区生态环境的“双刃剑”。
    二、 昌平南口—马池口新风库的区位、功能和核心区域环境现状
    1、南口—马池口新风库的区位 
    北京处于内蒙高原与华北平原的过渡地带，西北侧以太行山为依托，东北侧凭燕山作屏障，两大山脉在昌平关沟一带交汇，在构成了面向东南渤海凹向展开的半圆形 “北京湾”的同时，也形成了湾内的主要进风口——以关沟南口为代表的由多条山谷组成的南口新风带。
    由于北京湾内的北京小平原地势呈现西北高、东南低，南口新风带相对于北京小平原处于西北高位。从构建北京“新风大系统”气源口的角度，本课题将南口新风带定义为北京城区新风源库。新风库主要由关沟、兴隆口沟、白羊沟、柏峪沟、高崖口沟等和流村小山湾山前的沟口承接区组成，包括了南口西部、流村、南口农场、马池口和阳坊区域。
　　春冬两季，北京西北风带盛行风向为西北风。来自中国西北地区的强冷空气，从关沟等多条山谷长驱直入南口西部和流村小山湾，其中关沟南口受沟口地形影响形成西北风强风通过带；兴隆口沟、白羊沟、柏峪沟、高崖口沟受流村向东开口的马蹄形山湾地形影响，形成西风强风通过带。两个方向的风带在马池口一带交汇，产生低空尘暴云团，然后向东南下沉扩散。
　　北京大部分地区瞬间风速等于或大于17米/秒的大风，年平均日数为20-30天，以冬春季节最多，占全年大风日数的60%-70%7。新风库区核心区域距离中关村科学城约25公里，距离天安门约38公里，从中我们可以看出新风库对城区空气更新以及降低城市热岛效应的生态战略服务价值。 
     2、南口—马池口新风库的功能
　　（1）对新风进行过滤、降解、抑尘、增氧、加湿和调温，提升新风质量。
　　（2）更新北京城区被污染的空气，降低城区的污染浓度。   
    （3）降低北京城区“热岛效应”对雾霾污染指数的贡献。
     3、新风库核心区域马池口环境污染现状
　　马池口位于库区中部，辖区内温南路坦克博物馆至葛村路段，是关沟南口风带的重要风廊道；该路段以西是白羊沟、柏峪沟和高崖口沟西风通过带。长期以来，这一地区10余平方公里的范围内聚集了重度污染产业群落，在为当地经济发展作出了很大贡献的同时，也付出了当地乃至北京城区生态环境严重恶化的更大代价。
　　由于西北侧存在着连绵不断的山脉屏障，由此产生的污染排放物，源源不断地随西北风向东南城区飘移扩散，京城成为了这一区域污染排放的承接积聚场所，这一现象被当地群众戏称为“皇城墙上撒灰”。有关部门提供的数据显示：2000年北京出现的十多次扬尘天气中，低空扬尘本地污染率占到80%，而高空扬尘本地污染率仅占20%。8
　　马池口一带具有代表性污染源如下：
　　混凝土搅拌站：原材料主要由粉煤灰、水泥、矿粉等组成。物料的露天装卸、堆放、倒运、运输，造成扬尘、土地和道路污染，且近两年设施规模、污染作业面迅速扩大。
　　炉渣及建筑垃圾收售大坑：运输、装卸、堆料、倒运，造成扬尘、土壤和地下水源污染。
　　砂石场：重卡运输、装卸，碎石机作业，铲车堆料、倒运，造成扬尘、土地和道路污染。
　　重卡货运通道：由于白天道路限行，夜间川流不息的重卡运输、装卸，导致遗撒、扬尘和尾气排放污染十分严重。白天重卡停泊辅路，导致路面毁坏严重，雨天行车、泥水四溅，晴天行车、尘土飞扬。
　　地下水非法开采：洗石和混凝土搅拌均是高耗水行业，一些企业长期非法开采地下水且不循环利用，而马池口作为北京四大应急水源地之一，其水源保护区范围为149平方公里，这导致京城上水之地地下水涵养与流失并存。
　　沥青材料厂：主要生产沥青卷材等产品。以沥青、塑料垃圾为原料的冶炼气体是产生二恶英的重要来源。主要污染物是排出的大量褐色烟气和二恶英。二恶英是最为剧毒的致癌物质之一、且不可降解。排放主要在夜间进行，污染源具有隐蔽性。
　　垃圾焚烧：夜间焚烧垃圾情况时有发生，甚至白天也在焚烧垃圾。
　　煤场：重卡运输、装卸，铲车堆料、倒运，造成扬尘、土壤和道路污染。由于煤场建在属温榆河上游北沙河水系的高崖口沟河道荒滩以及河滩两侧，雨季煤水造成地下水和北沙河不可逆的污染，河滩下游约3公里处有京密引水渠横过，一旦山洪爆发，将会给下游水系造成生态灾难。
    在马池口两大风带交汇区域，大风一到，灰土起舞飞扬，形成低空尘暴云团。葛村路口被村民称之为 “黑风寨”，水泥搅拌站路口被居民称之为“灰风口”。 夜间四处弥漫着沥青烟、垃圾焚烧烟、重卡尾气和道路扬尘相混合的刺鼻气味。 
    2012年，昌平区政府在马池口地区组织了大规模的植树造林活动，并对这里京北最大的煤场群落进行了清退、客土还林，使马池口地区的煤粉扬尘状况有所缓解。然而，由于涉及方方面面，工作难度很大，这里的污染情况并没有得到根本改观，形势依然十分严峻，并存在随时反弹的条件。目前仍有部分煤场尚未退出，夜间还在隐蔽作业。
    砂石场污染面比煤场更大、污染程度和危害也更严重，但由于粉尘颜色不同，且为夜间作业，因而其污染比煤粉具有隐蔽性。《昌平西部地区砂石坑修复规划》9资料显示， 昌平西部地区的砂石坑已经成为北京地区风沙源的一部分，截止到2001年,昌平西部挖取砂石形成的砂石坑总面积已超过3000公顷。由于多数砂石坑位于河道及河道两侧管理保护范围内,或者水源保护区内等生态脆弱地带，不仅带来地面的沙尘污染和北京西北部生态带景观“溃疡”，对地表环境和地下水质也造成不同程度的破坏。徐伟博士的研究成果10显示：“80年代至2006年，康庄、南口和永定河三大风沙危害区景观破碎化的趋势是：康庄和永定河先增加后减缓，而南口一带却表现为持续增加。”尽管2008年奥运期间，当地政府和有关部门对砂石场的整治工作付出了很大努力，然而，由于情况复杂，砂石场几经关闭后，又屡屡反弹。
　　粉尘承接效应：大家知道，地铁的出入口是地铁进风口，如果在出入口进行拌灰作业，即使地铁内天天吸扫水冲，其保洁效果可想而知。同样，不对上风地区的灰源地予以关闭，而仅仅在城区内加强保洁工作，治尘效果将是事倍功半。
　　新风增霾效应：当室内煤气泄漏时，一个普通的常识是，在关闭煤气阀门的同时，开窗通风。但如果引入的新风已被污染，那么，即使关闭了煤气阀，开窗通风仍不能解决室内空气的污染问题。同理，当城区雾霾弥漫时，不对上风地区的雾霾源予以取缔，而仅仅在城区采取污染限排措施，治霾效果仍是事倍功半。
    三、率先建设“马池口新风库示范保护区”的建议
　　一个明显的例子是，尽管丰台区长辛店区域仍在建设和改造之中，但该区域仅仅园博园的建成，已使周边的空气污染浓度下降了60%。
　　改善北京边界新风环境，建设南口新风库，充分发挥库区对新风的驯化和涵养功能，是优化北京空间生态布局的一项重要战略举措，事关北京污染治理全局的成败，建议北京市将南口新风库建设列为“北京市重大生态工程项目”。马池口作为新风库的核心区域和重度污染的主要源头，应率先从马池口及周边生态环境敏感地区着手，以治理马池口污染重灾区为契机、兴利除弊、化腐朽为神奇，通过建设“马池口新风库示范保护区”积累经验，进而打造南口新风库，从而为北京市三大上风口生态环境的全面改造和规划升位提供一个典范和参照系。在积极争取国家生态建设资金支持的同时，成立北京市“新风区域环境优化行动”筹备小组，协调相关部门和地方政府开展以下试点工作：
　　1、由市科委会同北京社科院组织有关专业技术和城市管理专家，对南口风带区域对北京的生态服务战略价值进行研究，为政府相关决策提供科技支撑。
　　2、由市环保局组织生态、环境、水利、规划、标准、城市管理方面的专家，结合北京水源地保护区环境标准，制定风源地环境指标评价体系和准入标准。建立风源地空气质量监测网络，形成潜在污染源、风口廊道和风带区域在线监控体系，并与交通、环保执法部门实施动态联网。定期公布风源地气象条件和环境卫生指数。
　　3、由市科委、市发改委会同市环保局组织生态环境、规划、城市管理、经济学方面的专家重新论证《马池口镇国民经济和社会发展?第十二个五年规划纲要》提出的“在马池口镇域西南部建立煤炭储运中心”以及在马池口镇“打造京北物流新枢纽” 、《昌平新城规划2005-2020》提出的“把阳坊镇作为接纳北京向外疏散的工厂、企业的基地之一”的环境承载可行性与和合理性，并在论证基础上修订该区域发展规划。
　　4、由市国土局会同市环保局组织有关专家重新公开论证“将昌平西部部分砂石坑修复为工业用地”11的环境承载可行性。
　　5、重塑马池口西部规划定位。在区位功能上，定位于北京“新风大系统”中“气源口”、“上呼吸道”；确立“生态优先、因地制宜、突出特色”的规划理念，聚集人流、限制物流。
　　6、对高污染、高能耗企业，依法予以经济补偿和全面清退，推动马池口西部经济结构全面转型。创立 “新风经济”的独特品牌，做大做强原生态湿地观光游览，发展民俗休闲度假经济，构建马池口（湿地）、阳坊（饮食）、华彬庄园（休闲）、白羊沟（人文）、菩萨山（佛教）旅游圈。引进绿色农业孵化园、教育产业园、低密度生态住宅、低碳生态酒店产业，支持果木园、花卉园产业化。
　　7、争取 “退耕还湿”国家生态建设资金，打造以新风文化为主题、体现运动健身特色的原生态湿地公园。通过湿地公园的投资建设，推动恢复马池口西南部及柏峪口、高崖口河道荒滩湿地保护区的生态修复和区域的整体规划改造工作。公园可包括以下几个功能区域：原生态湿地与河域景观游览带，北京风源地地脉、风向、水势等自然地理展示馆，生态修复示范展览基地，散落式会议休闲度假生态村、野外露营园，有氧运动、健身区，原生态风源地果木林采摘园，植物花卉园等。
　　8、对温南路、昌流路、北葛路，按新风廊道功能规划设计，为库区生态大廊道整体改造，提供一个标杆。应将道路两侧砂石场、炉渣收售场大坑，予以回填，堆土拔坡塑形，恢复丘陵多层次风林景观带。通过建设丘陵林地、路口景观绿地、街头小型园艺公园等绿地斑块，与道路绿化廊道有机结合，使不同性质、不同形状、不同规模的绿地，构成一个有机结合的绿色生态景观走廊。该路段辅路材料，应采用耐压渗水砖进行全面铺装硬化。对坦克道，研究采用石子、石块或水泥等各种材料铺装硬化路面的可行性，会同驻军制定并实施避免坦克道污染环境的方案。由于重卡聚集衍生的路边卡车停泊、维修作业等，造成的路边和店面门前地面大面积毁坏和“脏、乱、差”，应研究制定禁止卡车停泊、清退卡车维修店铺、及相关产业链等“脏、乱、差”门市、恢复地面硬化和植树、以及对搬迁户进行生态补偿等一揽子ag凯发k8国际的解决方案。
　　9、加强交通夜间货运限行管制，避免库区新风通道变成排污通道。禁止重卡货运过路车、渣土煤炭运输车在温南路大风廊借道和停泊，引导重卡车辆通过新开通的京新高速（g7）进入六环。坦克博物馆至葛村路段应加强路面维护管理。对单位出入区路口和店面门前，要实施吸扫冲刷作业；对道路的保洁作业方式，应禁止向马路两侧人工堆扫灰土，采取机械化吸尘作业，彻底清理路面渣灰遗撒和路边堆灰；洒水车应及时洒水抑尘，杜绝道路扬尘乃至尘暴现象的发生。
　　10、全面恢复绿色生态植被，实现裸地绿色全覆盖。全面恢复绿色生态植被，实现裸地绿色全覆盖。加大绿化种植面积，见土插绿，加强对已种植树木、花草的管理、补种和养护工作，提高绿化成活率。重视多层次风林景观带设计，改善绿化种植品种，增强库区的冬季滤风、抑尘功能。加大种植冬季滤风、固土、抑尘效果较好的植物种类。乔木类如油松、柏树等树种，灌木类如沙地柏、大叶黄杨、小叶黄杨、迎春等品种，花草类如丹麦草、扶芳藤等。协调军队有关部门，继续加大靶场种草植树绿化面积。坚决杜绝土地裸露造成的大风一到、就地扬灰乃至尘暴现象。
　　11、扶持、引导、鼓励周边村镇，采暖炊事率先使用天然气、电力等清洁能源。制定政策限制库区周边原煤散烧的消费和增长。对库区实行清洁能源的消费补贴政策。杜绝焚烧垃圾和秸秆现象的发生。














 














1 卢云亭，《北京地理》（初稿）第20页，北京师范大学地理系， 1986年12月。
2 北京市气象局气候资料室，《北京气候志》第72页，北京出版社，1987年。
3 “北京昌平今年造林4.5万亩 重点治沙”“新京报”，2013年4月7日。
4北京市地方志编篡委员会，《北京志·水利·气象卷·气象志》第14页，北京出版社，2003年2月。
5北京市地方志编篡委员会，《北京志·农业卷·林业志》第17页，北京出版社，2003年2月。
6蔡蕃，《北京古运河与城市供水研究》，北京出版社，1987年10月，第7页。
7北京市地方志编篡委员会，《北京志·农业卷·林业志》第17页，北京出版社，2003年2月。
8北京市林业局， “北京市2001-2010防沙治沙生态体系建设规划”， 2010年3月。
9龙瀛、何永， “昌平西部砂石坑生态修复规划”，《北京规划建设》，2007年第1期。
10徐伟博士论文：“北京市典型风沙危害区景观动态及驱动力研究”，北京林业大学，2006年5月1日。
11龙瀛、何永，“昌平西部砂石坑生态修复规划”，《北京规划建设》，北京规划建设杂志社，2007年第1期。
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   参考文献：
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     2、孙冬虎著，《北京近千年生态环境变迁研究》，北京燕山出版社，2007年11月。
     3、北京市环境保护局，《北京市环境质量报告书》， 2003年6月。
     4、项目负责人，蒋有绪，《北京地区起沙扬尘规律及防治途径研究论文成果汇编》，北京市自然科学基金重点项目， 2005年4月。
     5、陈卫等著，《北京湿地生物多样性研究》，科学出版社，2007年2月。
     6、温亚利等著，《北京城市湿地现状与保护管理对策研究》，中国林业出版社，2008年12月。
     7、北京市水利勘测设计处编，《北京市水文手册》， 1975年。
     8、于淑秋、林学椿、 徐祥德，“北京市区大气污染的时空特征”，《应用气象学报》，2002年第1期。
     9、孟伟等，“北京及周边地区大气污染数值模拟研究”，《环境科学研究》，2006年第5期。
     10、王喜全等，“北京城区热岛环流对山地—平原风的调节作用”，《气候与环境研究》，2008年第5期。
     11、陆龙骅等，“冬季北京城市近地层的气象特征”，《应用气象学报》，2002年第4期。
     12、张书余等，“环北京沙尘暴沙尘源区的地表特征分析”，《干旱区资源与环境》，第2004年第4期。
     13、饶戎、董翔，“北京昌平东沙河城市生态湿地规划设计”， 《风景园林》，2011年第1期。
     14、“昌平区新城规划 2005—2020”
     15、席世平等，“复杂地形下山谷风的数值模拟”，《气象与环境科学》，2007年第3期。