煤炭开采对油松林生物量的影响及治理对策

崔 璐

（山西省林业科学研究院， 山西 太原 030012）

煤炭资源的开发利用为国家现代化建设做出了巨大贡献，但长时间、大规模、高强度的煤炭开采不可避免地要破坏原生的矿床地质条件和占用、破坏大量的土地，造成原有生态系统的严重破坏，引发植被退化、水土流失、物种减少等一系列生态效应。在开采煤炭资源的同时，研究其对煤矿区及其周边生态的影响，开展相应的生态保护工作非常必要。矿物开采对林分生物量与生产力的影响，一直是破坏性干扰对林分功能影响研究中的难点内容，其难度主要集中在研究方法。常用的方法是，将开采区与非开采区的林分进行对比，该方法获取的研究结果很受质疑，这是因为区域间的立地条件、林分特征通常存在较大差异；第二种方法是，在同一区域，对不同开采梯度上的林分生物量进行比对，该方法相对可靠，但难以满足尺度扩展需求；第三种方法是，在特定空间尺度上选择立地条件与开采历程在省际水平有代表性的区域，对该区域的代表性林分（要求林分的林龄与开采时间或较大规模开采时间相匹配，以保证林分对开采信息及所受影响记录的完整性）进行观测，然后将观测结果与对应空间尺度上、无开采或开采规模很小时期的同龄林分进行比较。

1 研究方法

本研究将第二与第三种研究方法相结合，在综合分析山西省不同区域煤炭开采历程的基础上，以开采特征（单位面积开采量、开采深度等）为梯度划分指标，在气候、土壤特征在省际水平上有代表性的太原西山（西山地区气候、土壤特征的代表性：据山西省108个气象台站、1961年－2005年逐年气候观测资料，山西省多年平均降水量为400 mm～500 mm，多年平均气温为7.5℃左右；山西森林土壤以山地褐土为主，这些特征与西山地区的情况十分接近，因此说所选区域在省际尺度上具有较强的代表性）选取了轻度开采、中度开采与重度开采区，对其上代表性油松林分的生物量进行测定，并将观测结果与开采强度很小时期（1985年前）、同龄林分的平均生物量进行比较，以揭示煤炭开采对其的影响。

2 结果与分析

2.1 山西煤炭开采区油松林的分布状况

山西植被分布图与煤炭开采区分布图叠加后显示，60%的油松林（约27.4万hm2）分布在煤炭开采区。研究表明，山西省油松林的生态服务功能价值量位列全国第二，为 262.06亿元/年（郭浩等，2008），在国家与省际尺度上的生态地位十分重要，所以煤炭开采对油松林的影响需引起高度重视。

2.2 煤炭开采对油松生物量的影响

1985年前，受开采条件与国民经济发展水平的限制，开采强度很小，当时，全省油松林林龄为40 a～50 a的平均生物量为88.18 t·hm-2；历经20多年高强度开采之后，在轻度、中度与重度开采区，同龄林分的生物量分别为 72.7 t·hm-2、60.5 t·hm-2 与29.0 t·hm-2，为开采强度很小时期的 82.45%、68.61%与23.70%，同比下降17.56%、31.39%与76.30%。

2.3 煤炭开采对油松生产力的影响

从德国林学家提出以森林永续利用理论为支撑的经营技术后，森林经营先后形成了木材培育理论、森林多功能理论、船迹理论与协同理论、林业分工理论、德国近自然林业理论与美国新林业理论为支撑的技术历程。进入20世纪，针对全球森林资源及环境的严重破坏、生物多样性锐减以及生命支撑系统的进一步恶化等问题，森林可持续经营技术开始步入深入研究与实践阶段，目前各国林学家对其内涵基本达成共识，即森林可持续经营主要是指森林生态系统的生产力、物种、遗传多样性及再生能力的持续发展，以保证有丰富的森林资源与健康的环境。至此，生产力调控在可持续经营中的重要地位得到确认。

森林生产力是衡量一个国家或地区林业可持续发展水平的重要标志。油松是山西人工林的主要成林树种，分布面积较大，对山西生态环境与林业产业具有举足轻重的影响。1985年前，山西油松的平均生产力为 1.76～2.20 t·hm-2·a-1，历经 20多年高强度开采之后，在轻度、中度与重度开采区，油松林的平均生产力分别降至1.45～1.82 t·hm-2·a-1、1.21～1.51 t·hm-2·a-1、0.58～0.73 t·hm-2·a-1，下降幅度十分明显。如何借鉴吸收国内外森林经营的先进经验与方法，消除煤炭开采影响，大幅提高油松林生产力，是今后很长一段时期内全省森林经营的核心，也是实现“绿化山西”与增资源、增效益目标的关键所在。

3 建议及对策

研究表明，煤炭开采导致油松林的生物量下降了17.56%～76.30%，生产力也出现了明显下降，已经开始威胁其生产力与生态功能，继而对生态环境造成严重破坏，对此需高度关注。

鉴于煤炭开采的破坏性，应从以下方面加强治理：一是全面征收生态补偿金。通过实施生态环境补偿，每年可以为山西省提供生态环境治理与恢复资金约200亿元。据不完全测算，如果这些资金全部用于生态环境治理与恢复，可综合治理水土流失面积2 200 km2，恢复森林 28.87万hm2，恢复湿地 212 km2，复垦破坏土地7 267hm2。这些措施的落实，将基本上可以遏制住山西省煤炭开采使生态环境进一步恶化的趋势；二是加强生态复垦与重建。煤矿土地复垦的最终目标是恢复因采矿而破坏的土地的利用价值，实现矿区生态系统的平衡。矿区的土地复垦和生态重建应与采矿活动同步进行，根据矿山不同开采时期的技术特点和自然环境等因素及时决策，确定相应的复垦或生态重建方案，尽量避免或减少对环境的破坏，实现采矿与生态重建的一体化。生态重建与土地复垦主要内容是：根据矿区周围主要特征的动态变化，如土地利用特征的变化等，根据不同的用途，如农业用地、林业用地、建筑用地等，进行系统的开发利用或景观设计；根据矿山开采对矿区土壤的物理化学性质、地质水文的影响，按不同的土地利用方式和环保、水管部门的要求，提出具体的控制和利用措施。三是加强林分抚育和管护，切实巩固生态治理成果。要按照质量第一的要求，以提高林业综合效益为中心，树立全新质量观念，将林分抚育和管护作为一项重要工作来抓。四是稳步推进造林绿化工程。在继续加强天然林保护、退耕还林等国家林业重点工程建设的同时，重点对矿区生态环境加强治理，将煤炭开采造成的影响将至最低。五是开展相关技术攻关研究。随着我国经济、社会的快速发展，木材及林产品的国内消费迅速增长，仅依靠进口和节约资源是远远不够的，需要立足科学经营，在维持生态效益的基础上最大限度地提高生产力。很长一段时期内，我国森林经营技术研究主要以提升生态功能（如水保功能、水源涵养功能等）为目标，对经营技术的生产力效应与生产力最佳调控时间关注较少。在此背景下，直接以提高生产力为核心的经营技术体系匮乏，甚至出现了大面积的低质低效林，其改良难度与日俱增。此外，在现有经营技术中，针对特定立地（如困难立地）或特定演替阶段（如中幼林）的居多，有效覆盖整个演替序列的较少。因此，森林经营出现时间上的断续性与空间上的片段化，景观破碎程度加剧，亟待采用以整个演替序列为对象的系统经营技术进行修复。因此，应开展覆盖不同程度开采区、整个演替系列的油松生产力提升技术研究。

[1]郭浩，王兵，马向前，等.中国油松林生态服务功能评估[J].中国科学 C 辑，2008，38（6）：565-572.