淺析綠化造林對矸石山生態(tài)環(huán)境的影響

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(huán)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(diào)節(jié)土壤pH值，提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量；矸石山植被的種類和數(shù)量增多，恢復(fù)了生物的多樣性，改善了矸石山的生態(tài)環(huán)境。

[關(guān)鍵詞]：綠化造林；矸石山；生態(tài)環(huán)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(jù)不完全統(tǒng)計(jì)：目前我國累計(jì)堆積矸石總量達(dá)50億t，其中規(guī)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(fā)地質(zhì)災(zāi)害、造成水土流失等，因此矸石山的治理和綠化成為礦區(qū)環(huán)境保護(hù)的重要研究方向，而且綠化造林后的矸石山對礦區(qū)的生態(tài)環(huán)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(tuán)的興隆煤礦和濟(jì)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(huán)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(nèi)，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(fā)現(xiàn)：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(zhì)統(tǒng)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(jìn)入人體肺部，危害身體健康。工礦區(qū)粉塵污染嚴(yán)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(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)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(yīng)[4]。降溫的主要原因?yàn)椋禾柟庖徊糠直痪G化植被反射、一部分被植被吸收、只有少部分透過植物到達(dá)林地，導(dǎo)致林地內(nèi)外下墊面接受不同的輻射能量[6]，從而導(dǎo)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(jì)三煤礦的煤矸石進(jìn)行了基礎(chǔ)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(cè)柏）對應(yīng)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(jìn)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(zhì)酸化有一定的作用[7]。

2.3 有機(jī)質(zhì)

矸石山造林綠化后，土壤中有機(jī)質(zhì)含量明顯提升。蔣文瓊研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)矸石山植被恢復(fù)為刺槐林后，其土壤中有機(jī)質(zhì)含量為1.77%，而裸露矸石山的有機(jī)質(zhì)含量僅為0.51%，造林后有機(jī)質(zhì)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(fù)，恢復(fù)了生態(tài)環(huán)境，形成了森林小氣候，已適宜多種植被的生長。

4結(jié)論

矸石山綠化造林后，降低了矸石山小環(huán)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(diào)節(jié)土壤pH值，提高土壤中有機(jī)質(zhì)的含量；矸石山植被的種類和數(shù)量增多，恢復(fù)了生物的多樣性，改善了矸石山的生態(tài)環(huán)境。

【參考文獻(xiàn)】：

[1] 高小建.馬保國.煤矸石資源化利用的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境影響分析[J].中國礦業(yè)，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(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究 [D].北京林業(yè)大學(xué)，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(shù)，2008， 14（2）：102-104.

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

[6] 李毅.邵明安.新疆農(nóng)田作物覆膜地溫極值的時(shí)空變化 [J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，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(fēng)化物理化特性的影響 [J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007， 35（36）：11929-11930.