煤矸石边坡植被恢复探讨——以郴州市青年大道煤矸石边坡为例

何才生， 曹 炜， 刘海石， 周志远， 李茂娟

(郴州市林业科学研究所， 湖南 郴州 423000)

煤矸石边坡植被恢复探讨
——以郴州市青年大道煤矸石边坡为例

何才生， 曹 炜， 刘海石， 周志远， 李茂娟

(郴州市林业科学研究所， 湖南 郴州 423000)

以郴州市青年大道煤矸石土壤结构边坡绿化为案例，提出了利用园林绿化技术进行煤矸石废弃地景观改造与生态恢复的方法，并调查了所改造的效果。结果表明：煤矸石边坡植被修复后形成了以邓恩桉、杨树、栾树为主体的植物群落，生态系统能够自我维护，生态环境得到了明显改善。

植被恢复； 植物群落； 煤矸石边坡

煤矸石是指在煤矿建设、煤炭开采及加工过程中排放出的废弃岩石，是煤层间的脉石(又称夹矸石)，由无机质和少量有机质组成[1]。积存的煤矸石自燃会导致严重社会问题和环境问题。煤矸石自燃产生H2S、SO2、CO和氮氧化物等有毒气体，危害当地群众的身体健康，影响煤矸石堆积地区的植物生长[2]。同时，煤矸石中的重金属元素容易释放，可能造成一定的污染，对煤矸石山附近的地下水及农田系统构成潜在威胁[3]。因此，对煤矸石堆积区进行景观修复与生态重建，对解决当地环境污染问题以及城市发展有重要意义。

郴州市是典型的山地丘陵城市，自古有“四面青山列翠屏”的美誉。山林与城市相互交融，形成了良好的城市生态环境和美丽的自然山水景观。近年来，随着城市发展，大力开发矿藏，使地形地貌条件遭到了严重的破坏，城市景观也受到影响。为此，我们以郴州市青年大道煤矸石土壤结构边坡为对象，对煤矸石边坡植被恢复进行探讨。

1 郴州市青年大道煤矸石边坡地概况

郴州市位于湖南省东南部，地处南岭山脉中段与罗霄山脉南段交汇地带，东经112°13′—114°14′，北纬24°53′—26°50′。东临江西省，南连广东省，西接永州市，北邻衡阳、株洲两市，属中亚热带季风性湿润气候区。青年大道则位于郴州市中心城区东南侧，所选择的改造区为此路段上的一个煤矸石堆积的土壤结构边坡，坡上零零碎碎长了一些杂草，没有乔木和灌木，大部分地面是裸露的黑土，不仅对周围环境造成了破坏，也严重影响了市容市貌。该改造区域存在的不利因素有：场地为大开挖形成的煤矸石粉尘层，土壤贫瘠，干旱时缺水板结，下雨时积水粘重，蓄水保水能力极差，恶劣的土壤条件对植被恢复难度较大；场地坡度较陡，边坡表面有一定侵蚀沟，表面不稳定，需要在工程施工中加以考虑。

改造区海拔、坡度、坡向、汇水等立地条件的调查详见表1和表2。

表1 场地主要立地因子表Tab.1 Thetopographicfactorinsampleplot地名海拔(m)坡位坡度坡向母质母岩土壤类型土壤质地土层厚度青年大道边坡208下部陡西页岩煤矸石粉尘层粘土薄

表2 场地主要肥力因子表Tab.2 Thefertilityfactorinsampleplot地名有机质含量(mg/kg)速效N(mg/kg)速效P(mg/kg)速效K(mg/kg)土壤pH值青年大道边坡34.1921.6504.4

2 景观改造与生态恢复方法

2.1综合性生态修复

设计场地内由于山体开挖，原有植被基本消失，加之土壤淋漓严重，形成侵蚀沟，土壤肥力下降，针对这些影响植被恢复的不利因素，先对地形地貌、土壤、植被提出专项改造，改造项目见表3。

表3 地形地貌、土壤、植被专项改造表Tab.3 Themeasuresfortopography,soil,vegetationres-toration类型项目措施场地径流径流源头整理坡面径流边坡整形,工程措施收集地表径流土壤土地修复表层覆土树穴换土植被绿地再造地植被修复

2.2绿色空间的再造

2010年6月，结合场地实际情况，对场地采用多种手段进行绿色空间的再造。

(1) 覆盖50mm的表土进行场地修复，起固土作用。

(2) 选用杨树、栾树、邓恩桉、泡桐、香椿、椿叶花椒以及夹竹桃等耐贫瘠的速生树种作为先锋树种进行试种。

(3) 在煤矸石较厚区域，采用树穴换土的方式种植树木，经过植物对土壤的理化作用，逐渐修复煤矸石地貌的立地条件，最终达到植被恢复的效果。

(4) 苗木栽植后精心管理：①栽植后及时灌水，以基本渗透到根系范围为止。②合理施肥。施肥方式以基肥为主，基肥与追肥兼施；肥料种类以有机肥为主，适当使用化学肥料。③定期培蔸和除草。

(5) 每树种随机取样10个进行标记，定期测量生长情况。

3 改造效果

2011年9月，对场地的植被现状进行了调查和纪录。调查结果表明，煤矸石边坡绿化后植物多样性、景观生态环境等都有了明显改善。

3.1生态群落

煤矸石边坡植被恢复后形成的植被类型有落叶阔叶混交林，落叶阔叶常绿混交林。

(1)落叶阔叶混交林： 泡桐-杨树群落，杨树-栾树群落，香椿-栾树群落。

(2)落叶阔叶常绿混交林：栾树-邓恩桉群落，杨树-夹竹桃群落，椿叶花椒-夹竹桃群落。

恢复后的植被形成6个乔木树种和6个灌木树种，基本组成的人工植物群落，生态系统能够自我维护，一定程度上能忍受环境的干扰，并逐渐形成稳定的顶级群落。

3.2植被生长情况

2011年9月，对场地植被恢复的主体树种邓恩桉、栾树和杨树的生长情况进行了实地测量，测量结果见图1～图3。

由图1～图3可以看出，邓恩桉生长速度最快，年生长4～5m；杨树其次，年生长2～4m；栾树生长较慢，年生长1～2m。三者的生长量均在该物种的正常生长范围之类，由此可见，经土壤改造和换土工作以及精细的日常管理之后，煤矸石区的植物均能正常生长，演替基本正常，生态环境得到了改善。

3.3景观效果

采用绿化技术处理以后，原本光秃、裸露的煤矸石形成了以邓恩桉、杨树、栾树为主体的植物群落，景观发生了明显的变化，整个边坡郁郁葱葱，使人赏心悦目。

图1 邓恩桉生长量Fig.1 The growth of Eucalyptus dunnii

图2 栾树生长量Fig.2 The growth of Koelreuteria paniculata

图3 杨树生长量Fig.3 The growth of poplar

4 讨论

通过以上案例可以得知，运用生态学理念，利用植被重建技术将城市建设遗留下来的煤矸石废弃地转化为城市绿色空间，满足城市对生态修复环境景观功能的需求是可行的。郴州青年大道边坡植被恢复，使城市中的环境得到改善，土壤改良，土壤持水和保肥能力提高，获得了良好的社会、生态效应。

[1] 王伟,张洪江,张成梁,等.煤矸石山植被恢复影响因子初探——以山西省阳泉市280煤矸石山为例[J] .水土保持通报,2008,28(2):147-151.

[2] 张振文,宋志,李阿红. 煤矿矸石山自燃机理及影响因素分析[J].黑龙江科技学院学报, 2001,11 (2):12-14.

[3] 高建钰,白中科,焦志芳.煤矸石山立地条件与林业复垦研究——以山西统配煤矿为例[J].山西林业科技,1999(1):18-21.

(文字编校：张 珉，龚玉子)

Thevegetationrestorationofcoalgangueslope——A case study on gangue slope revegetation of Youth Avenue in Chenzhou City

HE Caisheng， CAO Wei， LIU Haishi， ZHOU Zhiyuan， LI Maojuan

(Forestry Institute of Chenzhou City, Chenzhou 423000, China)

Taken the vegetation restoration of coal gangue slope of Young Avenue in Chenzhou City as an example, the methods for landscape innovation and ecological restoration in gangue waste lands using greening technology were proposed, and the restoration effect was investigated. The result showed that, after vegetation restoration the plant community composed mainly ofEucalyptusdunnii,poplar,Koelreuteriapaniculatain the coal gangue slope was formed. The ecosystem could keep self-adjustment, and the ecological environment was significantly improved.

vegetation restoration; plant community; coal gangue slope

2012-05-15

2012-05-29

郴州市科技计划项目(2010cg04)。

何才生(1971-)，男,湖南省郴州市人,高级工程师,主要从事园林观赏植物研究。

S 724

A

1003-5710(2012)03-0050-03

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2012. 03. 013