郭鈺琴

(晉城市水利局)

1 自然條件

晉城市四面環(huán)山,山巒疊嶂,丘陵起伏,溝壑縱橫,由于地處溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),光熱條件相對(duì)充足,特殊的地形造就了適合植物生長(zhǎng)的特殊氣候條件。全市主要土壤類型有山地草甸土、山地棕壤、褐土、潮土、紅粘土、粗骨土、石質(zhì)土、新積土等 8個(gè)土類、13個(gè)亞類,其中褐土類面積占全市總土壤面積的 83.3%。褐土肥力較高,有機(jī)質(zhì)含量 2.1%,全氮含量 0.1%。全市森林植被覆蓋率為 23.6%,山區(qū)林草地覆蓋率為 89%。區(qū)域內(nèi)的人工植被,主要喬木樹種有楊樹、柳樹、刺槐、油松等,果樹和經(jīng)濟(jì)樹種有梨、蘋果 、杏、桃、核桃、柿、紅棗、栗子等。

2 煤矸石的主要特點(diǎn)

晉城市位于沁水煤田南端,據(jù) 2006年公布的數(shù)據(jù)顯示,全市年產(chǎn)原煤 8000萬 t,年產(chǎn)煤矸石約1120萬 t,是我省的主要煤炭生產(chǎn)基地之一。在長(zhǎng)期的煤炭生產(chǎn)過程中,形成了眾多的煤矸石山,對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了很大影響,治理任務(wù)任重而道遠(yuǎn)。

煤矸石的主要特性是結(jié)構(gòu)雜亂且松散,粒度很大,并伴有非連續(xù)的縫隙和孔洞存在;表層細(xì)顆粒的風(fēng)化層厚度為 10～15 cm;密度大,地溫高,易蒸發(fā),不利于保水、保肥;但透氣性好,且因其特殊的結(jié)構(gòu)使成活的植物根系易于通過孔洞和縫隙深入矸石深部吸取水分和養(yǎng)分。與黃土相比,煤矸石場(chǎng)具有以下特點(diǎn):含水量低(不足同期黃土的 50%)、田間持水量低(僅為黃土的 1/2-1/3)、入滲快(入滲規(guī)律呈直線型)。

3 矸石場(chǎng)治理方法

晉城市的煤矸石場(chǎng)治理,主要遵循“上導(dǎo)、中截、下?lián)?、后排”的治理新理?并采取植物措施的綠化方法,力求最大限度地減少煤矸石對(duì)周圍環(huán)境的危害,保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境。

3.1 煤矸石堆放

矸石場(chǎng)的治理從堆放方式入手,以增大排矸場(chǎng)的貯矸能力,形成堅(jiān)固的渣體,防止滑坡和自燃,堆成后便于整地、種植和管護(hù)。

矸石堆放時(shí)先用推土機(jī)推平,并用重型機(jī)械壓碎壓實(shí),使之不易透氣,每 0.8-1.0 m厚矸石之間用 0.1 m厚黏土隔開,以防止空氣進(jìn)入矸石內(nèi)部造成自燃。同時(shí),在矸石堆放的邊坡覆土,盡量使煤矸石的裸露面最小,阻斷煤矸石中的可燃物與空氣接觸,以阻止可燃物的氧化自熱、自燃。煤矸石堆放注意外高里低,通過推土機(jī)平整,規(guī)整流路,疏導(dǎo)水流,避免水流對(duì)矸石堆邊坡沖刷。

3.2 矸石場(chǎng)整地

排矸場(chǎng)采用分區(qū)排矸、分區(qū)碾壓、分區(qū)覆土、分區(qū)改良、逐年歸田或綠化的方法。矸石場(chǎng)覆土多為60-100 cm,穴狀整地種植喬灌木,至矸石場(chǎng)使用年限結(jié)束,矸石場(chǎng)上全部覆土進(jìn)行農(nóng)林種植利用。

3.3 矸石場(chǎng)綠化

3.3.1 綠化物種選擇

針對(duì)煤矸石場(chǎng)特殊的立地條件,結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢?、氣候、水文、土壤、植被等自然條件,以鄉(xiāng)土植物為基礎(chǔ),優(yōu)先選擇耐干旱、耐貧瘠、萌發(fā)力強(qiáng)、根蘗性好、成活率高、生長(zhǎng)速度快的優(yōu)良品種,以適地適樹為原則,達(dá)到植物成活、較快生長(zhǎng)和改良土壤多重目的。綜合以上條件,晉城市矸石場(chǎng)綠化主要采用的樹種為側(cè)柏、油松、刺槐以及旱柳、榆葉梅、華北紫丁香、火炬樹等,喬灌木下撒播野菊花、石竹梅、無芒雀麥等。

3.3.2 種植管理技術(shù)

矸石場(chǎng)植物主要選擇在春季栽植,部分矸石場(chǎng)由于施工期限制,選擇在秋季栽植。喬灌木主要采用穴狀整地帶土托種植的方式,穴坑一般為 0.6 m×0.6 m×0.6 m或 0.4 m×0.4 m×0.4 m,栽植過程中嚴(yán)格按照“三埋兩踩一提苗”要求,栽后馬上澆水,以保證植物成活。林下花草采用直播的方式。撫育管理主要是安排專人進(jìn)行管護(hù),注重肥水管理,以保證植物成活與正常生長(zhǎng)。

4 矸石場(chǎng)綠化效果調(diào)查分析

4.1 成活植物品種及成活率

據(jù)對(duì)晉城市已治理的 15個(gè)矸石場(chǎng)綠化植物品種調(diào)查,已成活的植物有 17科、22屬、52種,其中喬木平均成活率 86%,灌木平均成活率 91%,草本平均成活率 95%。另外,還有自然更新生長(zhǎng)的灌木 10余種。調(diào)查結(jié)果表明:常綠樹種的成活率以刺槐和側(cè)柏為最高,針葉樹種相對(duì)闊葉樹種成活率高,帶土球栽植相對(duì)裸根栽植成活率明顯提高,栽后澆水的相對(duì)栽后不澆水的成活率明顯提高,草本植物相對(duì)喬灌木成活率高。

4.2 生長(zhǎng)情況分析

從各樹種抽樣的根系剖面檢測(cè)看出,大多數(shù)樹種根系主要停留在覆土層和矸石風(fēng)化表層中,較難垂直深入,但側(cè)柏和臭椿根系卻能深入矸石深部吸取水分和養(yǎng)分,

從生長(zhǎng)期觀測(cè),矸石場(chǎng)上的喬、灌木及草本植物生長(zhǎng)期較長(zhǎng),比同區(qū)地面同種植物長(zhǎng) 10 d左右,這主要是由于矸石場(chǎng)地溫較高,因此使矸石場(chǎng)上的樹草發(fā)芽早、落葉遲。

從病害的情況看,旱柳栽后第 2年葉片漸小,出現(xiàn)矮化并產(chǎn)生病害;刺槐根系中發(fā)現(xiàn)有根瘤菌,對(duì)促進(jìn)矸石風(fēng)化和吸取養(yǎng)分有利,但 2 a后也部分出現(xiàn)矮化現(xiàn)象,說明旱柳和刺槐不太適合在矸石場(chǎng)栽植。

4.3 植被覆蓋率

采用線路法調(diào)查測(cè)定了矸石場(chǎng)樹木郁閉度和灌木、草本的植被覆蓋度,2005年測(cè)得平均覆蓋率為64%,2007年已達(dá) 82%,個(gè)別區(qū)域樹木郁閉度達(dá)到0.93,充分說明矸石場(chǎng)覆土綠化是成功的。

4.4 綠化效果分析

通過科學(xué)的整地,選擇適生的樹草種,加上合理的管護(hù),矸石場(chǎng)植被覆蓋率明顯提高,減輕了空氣污染,減少了水土流失,美化了礦區(qū)環(huán)境,取得了較好的生態(tài)效益和社會(huì)效益。調(diào)查的 15個(gè)矸石場(chǎng),恢復(fù)了 25 hm2土地的使用價(jià)值,按當(dāng)?shù)鼗纳絻r(jià)格計(jì)算,其效益為 1110.6萬元;矸石山上生長(zhǎng)的 19.3萬多株喬木,按林業(yè)部有關(guān)規(guī)定計(jì)算,到 2007年直接經(jīng)濟(jì)效益為 121萬余元,加上大量灌木幼林、草本植物的效益和間接制造氧氣、防止污染、防止水土流失等生態(tài)環(huán)境效益,綜合效益十分可觀。由于昔日的荒山、“黑山”已披上綠裝,一些動(dòng)物如鳥、鼠、蛇、兔等也開始在這些地方安家,使“荒地”變成了“寶地”,有效地改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境。矸石場(chǎng)的綠化,還起到了防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水分、調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候、變廢為寶、化害為利、造福子孫后代的作用,為全市矸石場(chǎng)的治理提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。目前,在一些距生活區(qū)較近的矸石場(chǎng)已建起了涼亭、花池等,變成了人們休閑娛樂的場(chǎng)所。

5 結(jié)論與建議

晉城市矸石場(chǎng)具有坡度大、粒度大、密度大、地溫高、含水量低、入滲快、易蒸發(fā)、結(jié)構(gòu)性和保水保肥差等特點(diǎn),致使植物生長(zhǎng)的立地條件較差,但矸石場(chǎng)中存在孔洞和縫隙是植物生長(zhǎng)的透氣性良好,且易使成活的植物根系扎入深部吸取水分和養(yǎng)分。

晉城市矸石場(chǎng)綠化注重了適生植物種的選擇、科學(xué)的種植技術(shù)和合理的撫育管理,尤其是保證保苗期和干旱高溫季節(jié)植物生長(zhǎng)所需的水分,這些經(jīng)驗(yàn)是矸石場(chǎng)綠化成功的關(guān)鍵。

矸石的科學(xué)堆放與層間覆土避免了矸石自燃,從而減少了綠化過程中燒苗現(xiàn)象的發(fā)生,值得推廣應(yīng)用。

在矸石場(chǎng)所有的綠化樹草種中,無論從成活率、生長(zhǎng)量,還是郁閉度,種植側(cè)柏的優(yōu)點(diǎn)突出,建議在矸石場(chǎng)綠化中優(yōu)先選擇。

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