山西地區煤矸石填埋場封場后綠化植物選擇探討

詹景強

（晉中信息學院，山西 太谷 030801）

1 引言

為引導和規范煤矸石綜合利用行為，減少其對土地資源占用和環境的影響，促進循環經濟發展，推進生態文明建設，中華人民共和國國家發展和改革委員會聯合中華人民共和國科學技術部、中華人民共和國工業和信息化部等10個部門頒布了《煤矸石綜合利用管理辦法》（2014年修訂版）[1]，自2015年3月1日起施行，其對煤矸石的綜合利用提出了多種用法，明確指出：“其中對確難以綜合利用的，須采取安全環保措施，并進行無害化處置，按照礦山生態環境保護與恢復治理技術規范等要求進行煤矸石堆場的生態保護與修復，防治煤矸石自燃對大氣及周邊環境的污染，鼓勵對煤矸石山進行植被綠化”。

山西省是傳統的產煤大省，由于早期的重視程度不夠，導致大量的煤矸石亂堆亂放，造成極大的環境破壞。近幾年，山西省加大治理環境力度，聯合多個部門出臺了各項相關政策，煤矸石治理成為山西省環境治理的一個重要工程。

在山西省的地理地質特征、土壤及氣候條件制約下，結合煤矸石填埋場的狀態與特點，綠化的植物種類選擇不能照搬公園綠化中的植物品種運用手法，應探討其特殊條件與選擇原則。

2 煤矸石山綠化的基本條件

2.1 煤矸石填埋場位置問題

根據GB/T 39198—2020《一般固體廢物分類與代碼》的分類，煤矸石屬于一般工業固體廢物（具體還需要對樣品化驗，但山西大部分區域所生產出的煤矸石屬于一般工業固體廢物），在填埋場選址中有嚴格的規定，距離居住區直線距離需要＞500 m，周圍沒有水源地等。因此，煤矸石填埋場選址一般位于山谷地區、偏遠地段，多人跡罕至。煤矸石填埋場的封場綠化多表現為覆土并綠化以防止矸石裸露、防止矸石堆自燃等手段，并不需要按照城市公園標準進行綠化。針對這種情況，在植物選擇上不能按照公園模式來選擇，要選擇耐旱、易成活的植物，不過多追求觀賞性。

2.2 煤矸石填埋完畢后綠化土層厚度問題

煤矸石填埋場填埋完畢后必須進行封場處理，按照山西省頒布的DB14/T 1755—2018《煤矸石堆場生態恢復治理技術規范》要求[2]：邊坡覆土厚度＞0.5 m，頂部覆土厚度＞0.8 m，因此，煤矸石填埋場大多覆土厚度值不高。由于不同植物的根系形態與分布都各有特點，當植物的根部穿透覆土層有可能會導致根部被矸石層損傷，植物生長受到影響，嚴重情況下導致植物死亡。因此，對于煤矸石填埋場覆土片區進行綠化恢復，需要在植物選擇上進行嚴格篩選，充分考慮植物根系特征。

2.3 煤矸石填埋場完畢后邊坡綠化問題

煤矸石填埋場在堆填過程中邊坡通常緩于1∶2.5，有的填埋場甚至要求邊坡的坡度比達到1∶3.0（見圖1、圖2），雖然，從土壤的坡度安全上滿足了土壤的“自然安息角”的要求，但也給邊坡綠化帶來了技術性的困難。山西省煤矸石填埋場按照荒山綠化中的山坡綠化方法，一般要做魚鱗坑，但在煤矸石填埋場的邊坡上做魚鱗坑會更減少邊坡土層的厚度，以至于植物的選擇上更加苛刻。

圖1 煤矸石填埋場坡面及坡頂綠化截面示意圖

圖2 煤矸石填埋場坡面及坡頂綠化平面示意圖

從上述3個條件可以看出，煤矸石填埋場的綠化基礎不同于城市公園，因此，煤矸石填埋場綠化在植物選擇上需要充分考慮這些制約條件，有針對性地進行植物運用。

3 山西煤矸石填埋場綠化植物選擇的原則

3.1 鄉土樹種為主

鄉土樹種是該地區的植物經過千百年來的自然淘汰選擇，最終存活下來的樹種，對當地的氣候有著天然的適應性，能夠適應本地區的各種氣候條件，并能表現良好的生長狀態，因此，在植物的選擇上優先選擇適應當地氣候的鄉土樹種。山西各地植物緯度地帶性分布稍有差異，但楊樹、紫穗槐、荊條、繡線菊、歐李、胡枝子等在山西各地都能很好地生長。

3.2 護坡能力強的植物優先

在選擇煤矸石填埋場綠化植物時，要對植物根系結構類型進行研究和篩選，尤其在邊坡綠化時候根系的結構型尤為重要，根系的根構型和單根抗拉性決定了植物對邊坡的加固能力。目前，國內有許多學者都進行了相關研究，如伍紅燕[3]在《模擬邊坡條件下不同植物根構型及其單根抗拉特性研究》中運用主成分分析法得出11種植物綜合護坡效果依次為：歐李＞胡枝子＞沙打旺＞紫穗槐＞紫花苜蓿＞鹽膚木＞馬棘＞荊條＞黃刺玫＞酸棗＞檸條的結論。她的研究結果表明歐李的護坡效果最好，而在山西地區常見的植物檸條反而綜合排名最差，雖然檸條具有較強的耐旱性和耐寒性，但由于根系不發達制約了其護坡能力。除了木本植物外，草本植物在固土護坡方面更是具有天然優勢，可做地被覆蓋使用。

山西常用淺根系的木本植物有白杄、青杄、日本落葉松、臭冷杉、雪松、側柏、杜仲、法桐、刺槐、楊樹、水曲柳、桃、紫葉李、構樹、膠東衛矛、小葉黃楊等；常見固土能力較強的草本植物有中華結縷草、披堿草、無芒雀麥、芨芨草、扁穗冰草、葦狀羊茅、牛筋草、沙打旺、甘草、小冠花、敗醬、白三葉等。

3.3 抗旱、抗風品種優先選擇

由于煤矸石填埋場常常位于郊外區域，無法借用市政澆灌設施對綠化植物進行維護，導致植物種植成活后只能依靠自然界降雨、降雪來進行水分補充，因此，植物品種的選擇上要偏向抗旱能力較強的植物。另外，矸石封場后一般會凸出周邊地塊，形成一個人工山頭，四周沒有遮風物體，封場綠化的植物會面對較強的自然風，只有抗風能力較強的植物能適應此種立地條件。植物的抗風能力體現在植物的形體和根系分布特點，祁宇麟[4]博士在《黃土高原整地措施對植物群落根系分布特征及其生態效應的影響》文章中得出結論，即刺槐林地和油松林地的生態增強效應表現較強。刺槐和油松在山西地區也是常見植物，在多數地區生長狀況良好，但又因根系較深，不適宜種植于邊坡等土層較淺之處。

適宜山西省煤矸石填埋場的抗風抗旱能力較強的常見植物有華北落葉松、樟子松、白皮松、鋪地柏、青楊、旱柳、沙柳、遼東櫟、榆、金葉榆、文冠果、沙拐棗、紫穗槐、沙棗、翅果油樹等。

3.4 抗病蟲害較強、耐貧瘠、耐寒的植物優先選擇

因為矸石山封場綠化后管理精細度遠低于公園的綠化管理，所以，在植物選擇上必須選擇抗病蟲害能力強的植物，后期利用科學的植物病蟲害防治方法，能夠有效保證綠植不受侵害，同時，對于植物病蟲害防治需要嚴格遵守預防為主、綜合治理的基本原則，在防治病蟲害措施中，盡量使用無公害方式治理病蟲害，避免對環境造成二次污染。山西屬于典型的黃土高原，土壤條件與氣候條件對植物生長影響很大，煤矸石山覆土的土壤更是營養化程度很低，因此，綠化植物還需兼顧耐貧瘠與抗寒。

鄉土植物多屬于抗病蟲害能力較強植物，且大多對土壤條件要求不高，且易于管理，節約成本。

3.5 綜合成本考慮，同等條件的苗木中選擇價格低廉的苗木

在園林綠化中有適用、經濟、美觀、生態四個原則，綠化設計中要求做到適用、經濟、美觀、生態四者之間的辯證統一。因為四者之間的關系是相互依存、不可分割的，所以，應根據不同性質、不同類型、不同環境的差異，做到彼此之間互相照應且有所側重。在煤矸石山封場綠化設計中，不需要重點考慮觀賞價值，應以經濟和適用性優先，生態以及美觀則作為滿足優先條件外的考慮條件[5]。

4 煤矸石填埋場綠化的特點與注意事項

4.1 綜合考慮、全面衡量、重點突出

山西地區的煤矸石填埋場封場綠化是一個需要綜合考慮、全面衡量、重點突出的綠化建設內容。綠化植物的選擇要充分考慮以上要求，并且進一步進行權衡，科學選擇，合理布局。如多數淺根系植物的抗風能力差，而煤矸石山的植物選擇又對淺根系和抗風提出要求，這樣就要求設計者根據具體的情況具體對待，進行權衡，考慮不同的栽植位置的具體栽植條件，進行合理的植物匹配。

4.2 植物選擇與配置要充分考慮生態過程。

在研究立地條件的基礎上，要研究植物群落演化的生態進程與規律，進行合理的植物種類配置，如草本植物與木本植物的配置比例；綠化前期與后期的生長效果等。煤矸石填埋場立地條件與管護條件制約下，可以多考慮前期草本植物為主，木本植物為輔的配置模式，后期在生態條件改善的基礎上逐步增加木本植物的比例。

煤矸石山封場綠化和平時的公園綠化還有城市街頭綠化有明顯不同。設計者在規劃設計時需要考慮它的服務對象不同，綠化的目標不同，后期維護的標準不同等情況，做出合適的綠化方案，既改善了區域內的環境與生態，也能滿足經濟節約的綠化原則，為山西的煤矸石治理、環境改善提供一些幫助。

5 結語

對于山西這樣的煤炭大省，煤矸石填埋場的封場綠化是保護環境、恢復生態、治理污染的重要舉措，煤矸石填埋場的綠化手段和技術研究具有非常積極的意義，能夠給工程項目提供有效的指導與建議。煤矸石填埋場的綠化既要考慮位置、土壤、地形等立地條件的制約，又要滿足綠化功能、管理養護等方面的要求，還需要結合植物的生理生態特征來綜合統籌，以更好地為山西省生態建設服務，也為近似條件下類似工程項目實踐提供借鑒。