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淺析綠化造林對矸石山生態環境的影響

2018-08-07 07:12:26楊青森
中國綠色畫報 2018年5期
關鍵詞:生態環境

楊青森

[摘要]:通過綠化造林后的矸石山與裸露矸石山對比分析,矸石山綠化造林后,降低了矸石山小環境氣溫,氣溫變化幅度變小,增加了空氣濕度,并減少空氣中粉塵含量;土壤溫度降低,調節土壤pH值,提高土壤中有機質含量;矸石山植被的種類和數量增多,恢復了生物的多樣性,改善了矸石山的生態環境。

[關鍵詞]:綠化造林;矸石山;生態環境。

[引言]:我國煤炭資源在一次能源消耗中占75%左右,煤矸石是與煤伴生的巖石,是煤炭在開采和洗選加工過程中被分離出來的固體廢棄物[1]。據不完全統計:目前我國累計堆積矸石總量達50億t,其中規模較大的矸石山有1900多座[2]。矸石山的存在引起了眾多的次生問題:壓占土地、污染大氣、污染地表水和地下水、引發地質災害、造成水土流失等,因此矸石山的治理和綠化成為礦區環境保護的重要研究方向,而且綠化造林后的矸石山對礦區的生態環境具有顯著的改善作用。

1對矸石山空氣的影響

1.1 空氣溫度

蔣文瓊通過對山東兗礦集團的興隆煤礦和濟三煤礦的研究表明:在4月、7-9月份,綠化后的矸石山比裸露矸石山日平均氣溫低3.3℃,月溫差低3.9℃[3]。秦勝等研究表明:在4月份,7-10月份,綠化矸石山的氣溫最高月均值為30.0℃,最低月均值為14.3℃,最高月均值與最低月均值相差15.7℃;裸露矸石山的最高和最低月均值分別為33.3℃和13.7℃,其差值為19.6℃,因此,綠化矸石山的月溫差均值小于裸露矸石山的月溫差均值[4],綠化后的矸石山林地可以降低矸石山小環境氣溫,減小氣溫變化幅度。

1.2 空氣濕度

在4月份、7-10月份的典型晴天內,綠化矸石山的空氣相對濕度與裸露矸石山的空氣相對濕度對比,前者的日平均相對濕度分別比后者高3.1%、8.5%、3.3%、10.0%和10.4%;但是綠化矸石山的相對濕度變化幅度與裸露矸石山對比后發現:4月、7-10月份,綠化矸石山的濕度差值比裸露矸石山的濕度差值低1.5%、5.9%、1.1%、0.5%和0.9%[3]。由此可見,綠化矸石山的空氣濕度高于裸露矸石山的空氣濕度,但其濕度差值低于裸露矸石山的濕度差值。

1.3 空氣中粉塵含量

懸浮在大氣中的顆粒物質統稱為塵(TSP),其中直徑大于10μm的為降塵,小于10μm的為飄塵,直徑0.1-1μm的為粉塵煙霧可以直接進入人體肺部,危害身體健康。工礦區粉塵污染嚴重,尤其是粉煤灰顆粒中含有對人體致癌的芳香族化合物。王幸福等人研究表明:綠化矸石山和裸露矸石山的TSP日平均濃度均未超過環境標準,但綠化矸石山與裸露矸石山相比,前者的日平均TSP濃度比后者低0.039mg/m3[5]。由此說明:綠化后的矸石山具有明顯的滯塵作用。

2對矸石山土壤的影響

2.1 溫度

分別對綠化矸石山和裸露矸石山的土壤采樣(采樣深度為0-20cm)進行分析,研究不同深度(0、5、10、15和20cm)的土壤月平均溫度,綠化矸石山均比裸露矸石山低3.8℃、3.7℃、3.7℃、4.1℃和4.5℃,說明綠化后矸石山有明顯的降溫效應[4]。降溫的主要原因為:太陽光一部分被綠化植被反射、一部分被植被吸收、只有少部分透過植物到達林地,導致林地內外下墊面接受不同的輻射能量[6],從而導致綠化矸石山的土壤溫度比裸露矸石山的土壤溫度低。

2.2 pH值

蔣文瓊對興隆煤礦和濟三煤礦的煤矸石進行了基礎研究:裸露矸石山的pH值為10.5,綠化矸石山(綠化樹種分別為刺槐、火炬樹和側柏)對應的pH值分別為8.85、8.29和9.05,可見:綠化造林可以起到防止土壤鹽漬化的作用[3]。魏忠義對山西省王莊煤礦的煤矸石進行研究后:裸露矸石山呈堿性,pH值為8.4,矸石山綠化后(疏林地)pH值為6.72,說明綠化造林對改善矸石介質酸化有一定的作用[7]。

2.3 有機質

矸石山造林綠化后,土壤中有機質含量明顯提升。蔣文瓊研究發現:當矸石山植被恢復為刺槐林后,其土壤中有機質含量為1.77%,而裸露矸石山的有機質含量僅為0.51%,造林后有機質含量提高了1.26%[3]。

3對生物多樣性的影響

王幸福等研究表明:矸石山造林初期,人工栽植了植被共7科、7種,但是在造林綠化后期,矸石山上的植被增加了26科、59種[3,5],植被基本恢復,恢復了生態環境,形成了森林小氣候,已適宜多種植被的生長。

4結論

矸石山綠化造林后,降低了矸石山小環境氣溫,氣溫變化幅度變小,增加了空氣濕度,并減少空氣中粉塵含量;矸石山通過綠化造林,土壤溫度降低,調節土壤pH值,提高土壤中有機質的含量;矸石山植被的種類和數量增多,恢復了生物的多樣性,改善了矸石山的生態環境。

【參考文獻】:

[1] 高小建.馬保國.煤矸石資源化利用的經濟效益與環境影響分析[J].中國礦業,2005,14(5):45-48.

[2] 呂永健.煤矸石的利用和矸石山綠化概述 [J].煤, 2012,21(1):72-74.

[3] 蔣文瓊.綠化造林改善矸石山生態環境效應的研究 [D].北京林業大學,2004.

[4] 秦勝.曹志洋.田莉雅.等.煤礦矸石山綠化造林的小氣候研究 [J].潔凈煤技術,2008, 14(2):102-104.

[5] 王幸福.蔣文瓊.綠化造林改善煤矸石山環境效應的研究 [J].海河水利,2005,5:57-59.

[6] 李毅.邵明安.新疆農田作物覆膜地溫極值的時空變化 [J].應用生態學報,2004, 15(11):2039-2044.

[7] 魏忠義.胡振琪.張光燦.等.煤矸石山植被綠化措施對煤矸石風化物理化特性的影響 [J].安徽農業科學,2007, 35(36):11929-11930.

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