煤矸石邊坡植被恢復(fù)探討
——以郴州市青年大道煤矸石邊坡為例

何才生， 曹 煒， 劉海石， 周志遠(yuǎn)， 李茂娟

(郴州市林業(yè)科學(xué)研究所， 湖南 郴州 423000)

煤矸石邊坡植被恢復(fù)探討
——以郴州市青年大道煤矸石邊坡為例

何才生， 曹 煒， 劉海石， 周志遠(yuǎn)， 李茂娟

(郴州市林業(yè)科學(xué)研究所， 湖南 郴州 423000)

以郴州市青年大道煤矸石土壤結(jié)構(gòu)邊坡綠化為案例，提出了利用園林綠化技術(shù)進(jìn)行煤矸石廢棄地景觀改造與生態(tài)恢復(fù)的方法，并調(diào)查了所改造的效果。結(jié)果表明：煤矸石邊坡植被修復(fù)后形成了以鄧恩桉、楊樹、欒樹為主體的植物群落，生態(tài)系統(tǒng)能夠自我維護(hù)，生態(tài)環(huán)境得到了明顯改善。

植被恢復(fù)； 植物群落； 煤矸石邊坡

煤矸石是指在煤礦建設(shè)、煤炭開采及加工過程中排放出的廢棄巖石，是煤層間的脈石(又稱夾矸石)，由無機(jī)質(zhì)和少量有機(jī)質(zhì)組成[1]。積存的煤矸石自燃會導(dǎo)致嚴(yán)重社會問題和環(huán)境問題。煤矸石自燃產(chǎn)生H2S、SO2、CO和氮氧化物等有毒氣體，危害當(dāng)?shù)厝罕姷纳眢w健康，影響煤矸石堆積地區(qū)的植物生長[2]。同時，煤矸石中的重金屬元素容易釋放，可能造成一定的污染，對煤矸石山附近的地下水及農(nóng)田系統(tǒng)構(gòu)成潛在威脅[3]。因此，對煤矸石堆積區(qū)進(jìn)行景觀修復(fù)與生態(tài)重建，對解決當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染問題以及城市發(fā)展有重要意義。

郴州市是典型的山地丘陵城市，自古有“四面青山列翠屏”的美譽(yù)。山林與城市相互交融，形成了良好的城市生態(tài)環(huán)境和美麗的自然山水景觀。近年來，隨著城市發(fā)展，大力開發(fā)礦藏，使地形地貌條件遭到了嚴(yán)重的破壞，城市景觀也受到影響。為此，我們以郴州市青年大道煤矸石土壤結(jié)構(gòu)邊坡為對象，對煤矸石邊坡植被恢復(fù)進(jìn)行探討。

1 郴州市青年大道煤矸石邊坡地概況

郴州市位于湖南省東南部，地處南嶺山脈中段與羅霄山脈南段交匯地帶，東經(jīng)112°13′—114°14′，北緯24°53′—26°50′。東臨江西省，南連廣東省，西接永州市，北鄰衡陽、株洲兩市，屬中亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)。青年大道則位于郴州市中心城區(qū)東南側(cè)，所選擇的改造區(qū)為此路段上的一個煤矸石堆積的土壤結(jié)構(gòu)邊坡，坡上零零碎碎長了一些雜草，沒有喬木和灌木，大部分地面是裸露的黑土，不僅對周圍環(huán)境造成了破壞，也嚴(yán)重影響了市容市貌。該改造區(qū)域存在的不利因素有：場地為大開挖形成的煤矸石粉塵層，土壤貧瘠，干旱時缺水板結(jié)，下雨時積水粘重，蓄水保水能力極差，惡劣的土壤條件對植被恢復(fù)難度較大；場地坡度較陡，邊坡表面有一定侵蝕溝，表面不穩(wěn)定，需要在工程施工中加以考慮。

改造區(qū)海拔、坡度、坡向、匯水等立地條件的調(diào)查詳見表1和表2。

表1 場地主要立地因子表Tab.1 Thetopographicfactorinsampleplot地名海拔(m)坡位坡度坡向母質(zhì)母巖土壤類型土壤質(zhì)地土層厚度青年大道邊坡208下部陡西頁巖煤矸石粉塵層粘土薄

表2 場地主要肥力因子表Tab.2 Thefertilityfactorinsampleplot地名有機(jī)質(zhì)含量(mg/kg)速效N(mg/kg)速效P(mg/kg)速效K(mg/kg)土壤pH值青年大道邊坡34.1921.6504.4

2 景觀改造與生態(tài)恢復(fù)方法

2.1綜合性生態(tài)修復(fù)

設(shè)計場地內(nèi)由于山體開挖，原有植被基本消失，加之土壤淋漓嚴(yán)重，形成侵蝕溝，土壤肥力下降，針對這些影響植被恢復(fù)的不利因素，先對地形地貌、土壤、植被提出專項改造，改造項目見表3。

表3 地形地貌、土壤、植被專項改造表Tab.3 Themeasuresfortopography,soil,vegetationres-toration類型項目措施場地徑流徑流源頭整理坡面徑流邊坡整形,工程措施收集地表徑流土壤土地修復(fù)表層覆土樹穴換土植被綠地再造地植被修復(fù)

2.2綠色空間的再造

2010年6月，結(jié)合場地實際情況，對場地采用多種手段進(jìn)行綠色空間的再造。

(1) 覆蓋50mm的表土進(jìn)行場地修復(fù)，起固土作用。

(2) 選用楊樹、欒樹、鄧恩桉、泡桐、香椿、椿葉花椒以及夾竹桃等耐貧瘠的速生樹種作為先鋒樹種進(jìn)行試種。

(3) 在煤矸石較厚區(qū)域，采用樹穴換土的方式種植樹木，經(jīng)過植物對土壤的理化作用，逐漸修復(fù)煤矸石地貌的立地條件，最終達(dá)到植被恢復(fù)的效果。

(4) 苗木栽植后精心管理：①栽植后及時灌水，以基本滲透到根系范圍為止。②合理施肥。施肥方式以基肥為主，基肥與追肥兼施；肥料種類以有機(jī)肥為主，適當(dāng)使用化學(xué)肥料。③定期培蔸和除草。

(5) 每樹種隨機(jī)取樣10個進(jìn)行標(biāo)記，定期測量生長情況。

3 改造效果

2011年9月，對場地的植被現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查和紀(jì)錄。調(diào)查結(jié)果表明，煤矸石邊坡綠化后植物多樣性、景觀生態(tài)環(huán)境等都有了明顯改善。

3.1生態(tài)群落

煤矸石邊坡植被恢復(fù)后形成的植被類型有落葉闊葉混交林，落葉闊葉常綠混交林。

(1)落葉闊葉混交林： 泡桐-楊樹群落，楊樹-欒樹群落，香椿-欒樹群落。

(2)落葉闊葉常綠混交林：欒樹-鄧恩桉群落，楊樹-夾竹桃群落，椿葉花椒-夾竹桃群落。

恢復(fù)后的植被形成6個喬木樹種和6個灌木樹種，基本組成的人工植物群落，生態(tài)系統(tǒng)能夠自我維護(hù)，一定程度上能忍受環(huán)境的干擾，并逐漸形成穩(wěn)定的頂級群落。

3.2植被生長情況

2011年9月，對場地植被恢復(fù)的主體樹種鄧恩桉、欒樹和楊樹的生長情況進(jìn)行了實地測量，測量結(jié)果見圖1～圖3。

由圖1～圖3可以看出，鄧恩桉生長速度最快，年生長4～5m；楊樹其次，年生長2～4m；欒樹生長較慢，年生長1～2m。三者的生長量均在該物種的正常生長范圍之類，由此可見，經(jīng)土壤改造和換土工作以及精細(xì)的日常管理之后，煤矸石區(qū)的植物均能正常生長，演替基本正常，生態(tài)環(huán)境得到了改善。

3.3景觀效果

采用綠化技術(shù)處理以后，原本光禿、裸露的煤矸石形成了以鄧恩桉、楊樹、欒樹為主體的植物群落，景觀發(fā)生了明顯的變化，整個邊坡郁郁蔥蔥，使人賞心悅目。

圖1 鄧恩桉生長量Fig.1 The growth of Eucalyptus dunnii

圖2 欒樹生長量Fig.2 The growth of Koelreuteria paniculata

圖3 楊樹生長量Fig.3 The growth of poplar

4 討論

通過以上案例可以得知，運(yùn)用生態(tài)學(xué)理念，利用植被重建技術(shù)將城市建設(shè)遺留下來的煤矸石廢棄地轉(zhuǎn)化為城市綠色空間，滿足城市對生態(tài)修復(fù)環(huán)境景觀功能的需求是可行的。郴州青年大道邊坡植被恢復(fù)，使城市中的環(huán)境得到改善，土壤改良，土壤持水和保肥能力提高，獲得了良好的社會、生態(tài)效應(yīng)。

[1] 王偉,張洪江,張成梁,等.煤矸石山植被恢復(fù)影響因子初探——以山西省陽泉市280煤矸石山為例[J] .水土保持通報,2008,28(2):147-151.

[2] 張振文,宋志,李阿紅. 煤礦矸石山自燃機(jī)理及影響因素分析[J].黑龍江科技學(xué)院學(xué)報, 2001,11 (2):12-14.

[3] 高建鈺,白中科,焦志芳.煤矸石山立地條件與林業(yè)復(fù)墾研究——以山西統(tǒng)配煤礦為例[J].山西林業(yè)科技,1999(1):18-21.

(文字編校：張 珉，龔玉子)

Thevegetationrestorationofcoalgangueslope——A case study on gangue slope revegetation of Youth Avenue in Chenzhou City

HE Caisheng， CAO Wei， LIU Haishi， ZHOU Zhiyuan， LI Maojuan

(Forestry Institute of Chenzhou City, Chenzhou 423000, China)

Taken the vegetation restoration of coal gangue slope of Young Avenue in Chenzhou City as an example, the methods for landscape innovation and ecological restoration in gangue waste lands using greening technology were proposed, and the restoration effect was investigated. The result showed that, after vegetation restoration the plant community composed mainly ofEucalyptusdunnii,poplar,Koelreuteriapaniculatain the coal gangue slope was formed. The ecosystem could keep self-adjustment, and the ecological environment was significantly improved.

vegetation restoration; plant community; coal gangue slope

2012-05-15

2012-05-29

郴州市科技計劃項目(2010cg04)。

何才生(1971-)，男,湖南省郴州市人,高級工程師,主要從事園林觀賞植物研究。

S 724

A

1003-5710(2012)03-0050-03

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2012. 03. 013