論黑龍江省煤礦廢棄地植被恢復與重建

楊國彬，李峰，孫莉

(1.黑龍江省齊齊哈爾林業學校，黑龍江 齊齊哈爾 161006；2.黑龍江省森林與環境科學研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005；3.賓縣萬人歡林場，黑龍江 哈爾濱 150424)

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論黑龍江省煤礦廢棄地植被恢復與重建

楊國彬1，李峰2，孫莉3

(1.黑龍江省齊齊哈爾林業學校，黑龍江 齊齊哈爾 161006；2.黑龍江省森林與環境科學研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005；3.賓縣萬人歡林場，黑龍江 哈爾濱 150424)

對煤礦廢棄地采取生物措施及人工措施相結合的生態恢復技術，本著先易后難的原則，宜草則草、宜灌則灌、益林則林，建設多樹種搭配、喬灌草混交的生態經濟型水土保持林體系。建立不同類型的煤矸石山及采煤沉陷地治理模式，并提出各種模式區樹種選擇及造林技術等配套措施，逐步根治礦區污染，恢復礦區土地生產力，改善廢棄礦山的自然及人文景觀。

煤矸石山；采煤沉陷地；植被恢復與重建

在煤炭開采、洗選及加工過程中會排出大量固體廢棄物——煤矸石，其排放率隨煤的品種、產地的不同而變化，一般其排放量為原煤產量的10%～30%。煤矸石山不僅占壓土地還污染環境，此外礦山開采還污染地表水和土壤，因此，煤礦區生態環境的修復就成為我國一項十分緊迫的任務[1]。

黑龍江省東部四個煤城，七臺河、雞西、鶴崗、雙鴨山是我國重要的煤礦生產基地，煤炭總產量居全國第二位，自新中國成立以來已累計生產原煤近20億t，為我國的能源供應、經濟發展做出了重大貢獻。黑龍江東部煤礦區資源稟賦條件差，矸石排放量高，綜合利用率不到10%，僅雞西礦區現存矸石山就達112座，占地768.3 hm2，基本處于未治理狀態；鶴崗礦區僅嶺北礦的排矸場占地面積就達500 hm2。矸石廢棄地的存在，不僅破壞和占壓了大量的土地資源，加劇了人地矛盾，同時對當地的生態環境造成嚴重破壞、對人民生產生活造成了極大影響。

黑龍江省煤礦廢棄地植被恢復與重建工作進展緩慢，對矸石廢棄地基質的理化特性缺少研究，造林盲目性較大?，F有造林地植被樹種單一、群落穩定性較差，綜合恢復效益不高。黑龍江省林業廳接收安置龍煤集團15個林場，6 500人，成立雞西綠海林業有限公司。這些林場中煤礦廢棄地也亟待開發，改良煤矸石質地，選擇適宜的樹種草種，綠化煤矸石山，治理廢棄地溝壑，逐步使煤矸石山變成綠水青山、金山銀山。因此，開展黑龍江省煤礦廢棄地植被恢復與重建技術研究，對于恢復礦區土地生產力和生態系統，保持區域社會經濟可持續發展具有重要的現實意義和長遠意義。

1　研究路線、方法

按照恢復生態學、景觀生態學及生態工程理論，煤礦廢棄地生態修復的技術路線大致是：以采煤廢棄地生態本底調查為基礎，通過實驗研究確定關鍵工程技術，進而引入生物學方法，在人為促進條件下實現系統結構及功能的快速恢復。該項研究是結合黑龍江省林業廳接收安置龍煤集團15個林場新的情況下進行的，是對廢棄礦山廢棄地生態環境恢復方面的一次有意義的探索。研究的創新點在于：按照“生態系統演替理論”，對煤礦廢棄地采取生物措施及人工措施相結合的生態恢復技術，本著先易后難的原則，宜草則草、宜灌則灌、益林則林，建設多樹種搭配、喬灌草混交的生態經濟型水土保持林體系。逐步根治礦區污染，恢復礦區土地生產力，改善廢棄礦山的自然及人文景觀。

2　煤矸石山植被調查及立地條件類型劃分與重建技術

在七臺河及雞西市，選擇不同形成年限及不同形式的煤矸石山，進行土壤基質和現有植被調查，根據情況，一般可以劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類矸石山。

2.1Ⅰ、Ⅱ類矸石山植被恢復與重建技術

在這4類立地類型中，Ⅰ類、Ⅱ類矸石山土壤結構差、養分貧乏，需要進行結構調整，同時要補充營養成分，恢復與重建的工程量較大。

2.2Ⅲ、Ⅳ類矸石山植被恢復與重建技術

2.2.1雨季播種豆科植物，固土增肥Ⅳ類煤矸石山，經數十年的風化，土壤結構基本穩定，其大部分表層形成了一定深度的土壤基質，已有部分植被覆蓋，在雨季播種胡枝子及紫花苜蓿等，固定土壤，增加肥力，促進植被自然恢復。

2.2.2在Ⅲ類矸石山上扒環山水平帶，穴狀整地，集水造林在Ⅲ類矸石山上扒環山水平帶、定點挖穴填肥土，施入保水劑，進行集水造林。挖穴栽植喬木樹種樟子松容器苗及家榆，水平帶栽植灌木樹種沙棘、胡枝子、紫穗槐等。

2.3采煤沉陷地的植被重建技術

采煤沉陷地的修復技術主要包括土地平整、疏排、挖深墊淺、充填等修復技術。

2.3.1在采煤沉陷地中上部，進行穴狀整地，填肥土，營建喬灌混交水土保持林。栽植喬木樹種包括樟子松、小黑楊、家榆等，灌木樹種沙棘、胡枝子、紫穗槐、丁香等。

2.3.2在采煤沉陷地下部，進行挖深墊淺、充填客土后，營建固溝護坡林。喬木樹種栽植垂爆109柳、灌木樹種栽植沙柳、沙棘、紫穗槐等。

2.4煤礦廢棄地土壤改良

對于煤矸石山及采煤沉陷地，在進行了土壤現狀評價之后，確定了土壤的理化性質，需要根據評價結果針對礦業廢棄地的具體情況進行土壤改良。

2.4.1化學改良

(1)施加鈣化合物緩解重金屬毒性

許多重金屬離子的毒性就是由于鈣的存在而趨于緩和。已經有實驗證明，鈣離子存在顯著降低植物對重金屬的吸收，因此，可以在廢棄地中施加硫酸鈣或碳酸鈣。

(2)施用石灰等物質調節土壤pH值

煤礦廢棄地一般存在不同程度的酸化問題，可以施用硅酸鈣、碳酸鈣、熟石灰等市售農用石灰性物質以中和土壤的酸性；對于堿性廢棄地，我們宜采用硫酸以及硫酸氫鹽等物質來改善廢棄地的環境。

2.4.2表土轉換植栽喬木樹種時，植樹穴需要客土來進行鋪墊，但取土后不影響將來土地的使用。

2.4.3植物修復植物修復是利用植物的獨特功能，可和根際微生物協同作用，從而可以發揮比生物修復更大的效能。植物修復的成本較低，是物理化學修復系統的替代方法。對矸石山及采煤沉陷地營造的喬木及灌木樹種，采集樹木葉片及林下土壤的樣品，進行重金屬含量測定分析。

3　主要技術經濟指標

3.1在雞西綠海林業有限公司的Ⅲ類矸石山生態修復區，扒環山水平帶，集水造林10 hm2，采用集水造林技術、樟子松容器苗，喬木樹種樟子松容器苗及家榆，灌木樹種沙棘、胡枝子、紫穗槐等。

3.2在七臺河鐵山林場采煤沉陷地生態修復區，通過平整、疏排、挖深墊淺、充填等修復技術整地20 hm2。營建喬灌混交水土保持林10 hm2，栽植喬木樹種包括樟子松、小黑楊、家榆等，灌木樹種沙棘、胡枝子、紫穗槐、丁香等；營建固溝護坡林10 hm2，喬木樹種栽植垂爆109柳、灌木樹種栽植沙柳、沙棘、紫穗槐等。

3.3在雞西綠海林業有限公司的Ⅳ類煤矸石山，雨季播種胡枝子及紫花苜蓿10 hm2，沿等高線開溝播種。

3.4調查分析生態修復區土壤有機質及N、P、K的含量；對土壤中重金屬和植被葉片重金屬元素含量，采用原子分光光度計測定Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Zn等重金屬元素含量。

4　預期成果及效益

4.1建立不同類型的煤矸石山及采煤沉陷地治理模式，并提出各種模式區樹種選擇、造林技術等配套措施。

4.2通過實施植被恢復與重建技術，逐步根治礦區污染，改善煤礦廢棄地的自然及人文景觀，為區域經濟社會發展提供技術支撐。

[1] 胡振琪，龍精華，王新靜.論煤礦區生態環境的自修復、自然修復和人工修復[J].煤炭學報，2014,39(8)：1752

1005-5215(2016)09-0084-02

2016-08-01

楊國彬(1961-)，男，黑龍江肇東人，大學，工程師， 從事林業教學工作.

李峰(1963-)，男，黑龍江呼蘭人，大學，研究員級高級工程師，從事森林生態研究.

Q948

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10.13601/j.issn.1005-5215.2016.09.031