豆科牧草在煤矿废弃地生态修复中的应用

罗晶

摘 要 豆科牧草又被称之为豆科草类，分布广泛，对温度、湿度的要求不高，可以显著改善土壤性质，在煤矿废弃地生态修复上，具有其他植物不可替代的作用。本文分析了煤矿废弃地的环境负效应，并探讨豆科牧草在煤矿废弃地生态修复中的应用方式。

关键词 豆科牧草 煤矿废弃地 生态修复  应用

中图分类号：S181.3文献标识码：A

在经济发展下，由于煤矿过度开发造成的生态破坏、环境污染问题日益严重，近年来，各个地区加大了煤矿治理工作，但是在煤矿废弃地上，却缺乏科学的修复措施，导致大量土地抛荒，严重影响了地域经济发展。煤矿废弃地会造成严重的环境化学效应、环境生物效应以及环境物理效应，探讨煤矿废弃地生态修复措施，对于促进区域经济发展具有积极作用和价值。

1煤矿废弃地环境负效应

我国有着丰富的煤矿资源，数据统计，国有矿山数量约有8000座，乡镇、个人经营矿山数量有26万座，煤矿资源为我国经济发展做出了突出贡献，但是，煤炭资源枯竭后，对于当地生态环境也造成了负面影响。数据显示，在全国范围内，煤矿废弃地面积达到了288万公顷，这一数据每年都在扩大，大量的煤矿废弃地毁坏农田、草原、森林，造成土地干旱化、水土流失等严重后果，也带来了土壤、水土和空气污染，在短期内，很难消除。根据测算，煤矿废弃地废石堆造成的污染将会超过500年，与之相关的经济损失达到了90亿元。煤矿废弃地的环境负效应表现在几个方面：

水环境负效应：如矸石山淋滤污染、含水层水质恶化、沉陷洼地积水、矿区供水矛盾等;

岩土环境负效应：如地面裂缝、滑坡、废石场边坡失稳、崩塌等;

地貌景观负效应：如植被破坏、矿山地质灾害、山岩裸露等;

土地资源负效应：如土地沙漠化、水土流失、压站土地、土壤污染等;

大气环境负效应：排土场、煤矸石山扬尘以及矿区沙尘暴。

煤矿废弃地是一个开放、复杂的综合系统，我国煤矿资源分布广泛，类型繁多，不同地区的煤矿废弃地矿山问题也有显著差异，在煤矿废弃地的治理上，生态治理是一种行之有效的方式，将豆科牧草应用在煤矿废弃地治理上，可以有效消除煤矿废弃地的负效应，做到标本兼治。

2豆科牧草在煤矿废弃地生态修复中的应用

豆科牧草又被称之为豆科草类，在世界各地都有广泛分布，如三叶草、苜蓿、红豆草、草木犀、紫云英等，多为草木，也有灌木、半灌木、藤本植物，根系发达，能够深入地下，对温度、湿度的要求不高，广泛应用于庭院绿化、保持水土以及防风固沙等领域。以紫花苜蓿为例，其适应范围广泛、抗逆性理想，可以生长在各种土壤环境与气候中，根系发达，能够为土壤提供丰富的有机物，也可以从土壤深层吸收钙素，改善土壤性质，形成团粒，其枝叶繁茂，覆盖面积广泛，是多年生植物，将其应用在煤矿废弃地修复中，能够起到改善土壤性质、防止冲刷、减少水土流失的作用。

我国在豆科牧草的栽培上，有悠久历史，在国家开始实施西部大开发战略后，在国外引入了各种高产、优质豆科木材，当前，豆科牧草在煤矿废弃地治理中的应用也逐步成熟。

2.1豆科牧草在煤矿废弃地生态修复中的应用方法

2.1.1土壤改良

土壤改良是对土壤中存在的各种不良性状进行处理，以此来提高肥力、增产增收，改善土壤环境。在煤矿废弃地中，磷含量中等、水解氮与有机质含量不高、重金属污染大，在土壤改良上，可以采用几种方式：

复垦土改良：在种植了豆科牧草后，少量多次施以磷肥和氮肥，逐渐提高土壤肥力。还可以在土壤中施加有机肥料，如粪便、生活垃圾、堆制綠肥，这类肥料来源广泛，对土壤有良好的改良效果。同时，还可以通过白三叶、紫花苜蓿、黄花草木樨几类豆科牧草来修复煤矿废弃地土壤，可以显著降低土壤的重金属污染。

2.1.2矸石土改良

矸石土土壤肥力差，结构以非活性孔隙为主，汗水量少，是修复工作的难点，缺乏营养物质，植物生长困难。因此，可以种植豆科牧草，施以磷肥、氮肥、钾肥，并施加有机物质。有机物质具有良好的胶结作用，能够改变矸石土颜色，也为微生物活动提供良好的环境。

2.1.3植被修复

煤矿废弃地土壤结构不佳，缺乏植物生长所需的养分，重金属污染严重，治理难度高，在具体修复上，需要分析重金属污染情况，并选择适宜的豆科牧草，以便让矸石地能够在短期恢复肥力。

2.2修复技术方法的应用

在煤矿废弃地生态修复上，需要考虑诸多因素，相当一部分煤矿废弃地与畜牧地距离不远，在选择修复方式上，要基于畜牧生产、园区规划来选择技术方法，将经济效益、生态效益以及社会效益整合。在具体应用上，也要对矿区进行科学的区域划分，目前，常见的修复技术方法有几类：

2.2.1生态农业养殖模式

生态农业养殖模式即应用两种或两种以上的豆科牧草进行修复，在废弃地土地肥力提升、重金属污染改善后，即可应用生态农业养殖模式，种植紫花苜蓿、玉米、黄花黄木樨等植物，构建出“养殖-种植”循环的生态基地。在生态基地中，以牛粪、羊粪等作为农作物生长基质，豆科牧草、玉米秸秆又可以作为牲畜饲料，实现了循环利用。

2.2.2生态景观种植模式

生态景观种植模式即根据经济发展需求、煤矿废弃地环境来划分为“景观区”、“防护区”、“生态区”几个区域。

景观区：在景观区植物的选择上，需要根据土壤环境来确定，其中，矸石区、复垦区金属污染大，在选择景观区植物时，需要优先选择垂柳、油松、玫瑰、榆树等具有抑菌、修复功能的植物，建立隔离带。建立景观区，可以有效缓解大气污染，还能调节区域气候，遮蔽不良景观。

防护区：煤矿废弃区土壤包括“林地土壤”、“矸石土”、“复垦土”几种类型，在选择防护区植物时，要充分考虑到几种土壤条件的需求。其中，林地土壤肥力较好，污染小，适合种植的豆科牧草广泛，矸石土与复垦土污染严重，要选择耐性好的豆科牧草，一方面，豆科牧草生物量要大，有巨大根系和较长的生长周期，可以在土壤内部形成发达根系，吸收土壤中的污染物。

生态区：在生态区，可以选择的植物类型较多，除了一般的豆科牧草之外，还可以搭配种植樟子松、新疆杨、油松等具有防风固沙效果的植物，并进行一定的修饰整理，煤矿煤矿废弃地环境。

2.3豆科牧草的管理

在播种后，要严格按照丰产田标准来开展田间管理工作，包括“灌溉”、“排水”、“除草”、“中耕”、“病虫害防治”等，其中又以病虫害防治为重点，病虫害防治要做到彻底、及时，定期除草。

2.4生态景观的营造

豆科牧草在煤矿废弃地修复中的应用还要考虑到生态景观营造问题，利用绿地植物优势，构建出包括豆科牧草、森林、雨水花园、绿道于一体的绿色空间网络，从而提高土质，引入绿色技术、循环再利用场地资源。在绿色廊道、道路之间形成“线”，将水系、湿地组成“面”，构建绿色骨架，这不仅可以改善土壤质量，还可以发挥出水环境的作用。除此之外，还可以设置生态雨水搜集器、透水砂石路面，科学引流雨水，构建出弹性景观。

3结语

煤矿资源曾经为人类社会的发展和进步提供了稳定的经济、物质基础，但是其造成的环境问题也非常深远，对于煤矿废弃地，需要采用科学有效的生态恢复措施。要解决上述问题，需要对煤矿废弃地组分关系进行分析。豆科牧草根系发达，对于煤矿废弃地的修复具有其他植物不可替代的作用，在具体应用上，需要充分考虑到各地的生态条件、经济发展需求，将豆科牧草与其他植物搭配使用，建立生态修复植物群落，做好田间管理工作，以此来发挥出豆科牧草的生態效用。当前，豆科牧草在我国煤矿废弃地修复上的应用还处于初级阶段，相信在研究的深入下，其应用范围也会日渐广泛。相关人员要对此予以高度重视，多方获取经验，结合矿区情况来选择适宜的豆科牧草，促进煤矿废弃地科学、合理的转变。

基金项目：衡阳市科技计划指导性项目，项目编号：S2018F9031018290。

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