对矿区矸石废弃地植被恢复与绿化技术的研究

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  【摘 要】本文将以鸡西矿区为例,从5个方面分析评价矸石山、工矿废弃地的植被及环境恢复和保护问题。
  【关键词】矸石山;工矿废弃地;复垦绿化
  现今国家矿产资源开发巨大,矿区废弃地的植被恢复和绿化是十分必要的。本文将以鸡西矿区为例,对矿区对矿区矸石废弃地植被恢复与绿化技术的研究。
  1.基本情况
  鸡西矿业集团位于黑龙江省东部,地处完达山系肯特阿岭南麓。属低山丘陵地带,地里坐标为北纬44b57c至45b29c,东经130b05c至131b05c之间。总面积为69926hm2。鸡西煤矿已有百年开采历史,共有12座煤矿生产煤炭,为国家建设提供了大量的煤炭资源。由于开采历史悠久,早期生产主要是斜井开采,历史上形成了大量的矸石山。据不完全统计,全矿区共有矸石山百余座,据实地调查,其中由于年代久远,已风化沉降并燃烧的矸石山40余座,其余大部分仍属于未沉降的新矸石山。同时,废弃工矿石坑等不同类型的废弃地也有几十座。它们既不能保水,又影响生态环境,也易造成新的自然灾害。恢复植被,美化矿区是当务之急。
  2.生态学理念与生态恢复方法
  2.1生态学理念
  生态学是认识人与自然、植物与环境的理论基础。利用绿化技术进行矸石废弃地环境恢复必须遵循以下生态学原则:①以群落为基本单位;②适地适树;③生态演替;④生物多样性;⑤景观多样性;⑥整体性与系统性。
  2.2生态恢复植被重建的方法
  煤矸石山植被恢复的最终目的是建立稳定、高效的矸石山人工植被生态系统。根据生态学演替理论,顶极群落是与当地的气候、地形、土壤等环境因子相适应的一种稳定的群落。演替前期的群落为演替后期的群落提供适宜的环境条件,经过若干阶段群落接二连三的替代, 最后达到顶极群落。这种由裸地开始的自然演替到顶极群落的过程需要很长时间,有时可能要数百年,但是如果通过人工措施,提供组成顶极群落优势种所需的条件,就有可能大大缩短演替时间。在较短时间内建立适应矸石山环境条件的、稳定的顶极群落类型的方法和主要步骤如下:
  第一,实地调查,摸清潜在植被类型。通过调查矸石山及其周边地区的气候、地形、土壤及其残存的植物种类等,确定潜在植被类型。
  第二,要改良土壤。土壤作为植物生长的介质, 在生态环境恢复与重建的过程中是非常重要的。矸石山土壤瘠薄,蓄水保水能力差,一般在栽植前都得进行土壤改良。土壤基质改良的方法主要有客土法改良、城市污泥改良、植被改良等。
  第三,应该选择优势树种。通过实地考察和询问当地群众, 调查矸石山天然植物种入侵状况,了解当地乡土树种和山上动物活动状况, 确定优势植物种。一般来讲,固氮树种能适应严酷的立地条件,特别是刺槐等豆科植物,因而常选用它们作为先锋树种。
  第四,应当培育良种壮苗。采集所选定植物的成熟种子,采用科学的技术与方法,在苗床上用营养钵育苗,或用无性繁殖方法培育壮苗。
  第五,要认真栽植。当幼苗长到30~50cm高度时,移栽到经过精细整理的矸石山上。栽植时,先扶正苗木,再填入湿润表层土,约达穴深1/2 时,轻提苗, 使根呈自然向下舒展,然后踩实。继续填满穴后,再踩实一次,最后盖上一层土与地相平,使填土与原根茎相平或略高3~5cm。
  第六,一定要精心管护。幼苗移栽后,在幼苗间覆盖地膜或植物的秸秆,并及时灌水。无雨天不能超过一昼夜就应浇第一次水,干旱或多风情况下应立即浇水,水一定要浇透。同时要加强综合管理,搞好除草与病虫危害防治,促进苗木健康生长。
  3.选地实验
  1997年以来,在各级部门重视下,林业分公司配合市水务局和东北林业大学组成专家组,投入专项经费,对矸石山等工矿废弃地人工绿化植被进行实验。先后在城子河矿、低滴道矿的矸石山工矿废弃地和滴道电厂灰坝进行了试验性的复垦绿化。
  4.精心组织,科学施工
  311 城子河矿矸石山于1997年开始进行实验,造林面积70亩。选择营造树种为樟子松、赤松、沙棘等耐干旱树种。采用的整地方式为人工刨穴,客土回填。当年成活率较低,在40%左右,第二年进行人工补植,第三年又进行了补植。目前长势良好,林地地表已全部被覆盖。312 2003年,在城子河矿区一块面积为250亩的水泥厂采石废弃地上造林,因为当初该地块表土层已全部被破坏,为了保证造林成活,恢复植被,东北林业大学和水务局的专家分析研究,结合现地实际情况,采取了乔、灌、草结合的方式,将作业的地块划分为7个区域,分别采取不同的树种、灌木和草种,采取不同的栽植方式进行营造,并形成对照区,以便观察生长状况。第一具体的造林树种为樟子松、兴凯赤松、沙棘;灌木品种为紫穗槐、胡枝子、柠条;草本植物为木樨、苜蓿、地锦。第二栽植方法采用了直接造林、客土回填、营养袋、营养袋生根粉4种方式。第三栽植后由于当年干旱少雨,施工现场采取每天浇水两次,连续浇12天,基本保障了苗木正常生长。第四栽植后进行精心管理,现场立牌公示,并派专人管护,防止人、畜毁林。3132003年在滴道区廢弃矸石山上营造沙棘64亩(即滴道林场在44林班18小班),采取的方式为人工刨穴、回填客土。同年在滴道林场42林班19小班,即滴道电厂灰坝营造沙棘30亩,直接造林和客土回填造林各15亩,以便进行对比。314 2007年5月,在滴道矿一处矸石山(滴道林场44林班2小班)进行复垦,该项目名为5矸石山生态恢复植物种类筛选与优化技术示范区6,由于年代较近,没有经过沉降和燃烧,地表基本为矸石结构,表层松动、施工难度较大。在进行规划整地时将整座矸石山划分为左、中、右三部分。分别为/矸石山土壤基质改良示范区、原图栽植示范区、客土栽植示范区,并根据不同的造林模式,采用筑边埂、穴状整地、鱼鳞坑、水平沟、客土回填等整地方式。造林树种为樟子松、兴凯赤松、沙棘、山杨、白榆;灌木为紫穗槐、胡枝子、柠条;草本为草木樨、紫花苜蓿等。其中,树种搭配结合方式为:樟子松、草木樨乔草模式;兴凯赤松、紫花苜蓿乔草模式;山杨、白榆、紫花苜蓿模式;沙棘春林模式等等。目前长势良好。
  5.春季成活率验收
  2007年春,各部门组成专家组对各实验地块进行成活率检查验收,城子河林场沙棘苗造林成率达86%,樟子松成活率达78%,兴凯湖赤松成活率达75%,草本植物成活率达95%,滴道林场造林成活率达98%。
  6.结语
  通过目前对鸡西矿区矸石山等废弃地复垦绿化的具体实验,今后在矿山矸石山复垦方面还要花大气力,下功夫恢复生态环境、复垦绿化。 [科]
  【参考文献】
  [1]冷平生.园林生态学[M].北京:中国农业出版社,2003.
  [2]王向荣,任京燕.从工业废弃地到绿色公园——景观设计与工业废弃地的更新[J].中国园林,2003(3):11-18.
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