浅析绿化造林对矸石山生态环境的影响

杨青森

[摘要]：通过绿化造林后的矸石山与裸露矸石山对比分析，矸石山绿化造林后，降低了矸石山小环境气温，气温变化幅度变小，增加了空气湿度，并减少空气中粉尘含量；土壤温度降低，调节土壤pH值，提高土壤中有机质含量；矸石山植被的种类和数量增多，恢复了生物的多样性，改善了矸石山的生态环境。

[关键词]：绿化造林；矸石山；生态环境。

[引言]：我国煤炭资源在一次能源消耗中占75%左右，煤矸石是与煤伴生的岩石，是煤炭在开采和洗选加工过程中被分离出来的固体废弃物[1]。据不完全统计：目前我国累计堆积矸石总量达50亿t，其中规模较大的矸石山有1900多座[2]。矸石山的存在引起了众多的次生问题：压占土地、污染大气、污染地表水和地下水、引发地质灾害、造成水土流失等，因此矸石山的治理和绿化成为矿区环境保护的重要研究方向，而且绿化造林后的矸石山对矿区的生态环境具有显著的改善作用。

1对矸石山空气的影响

1.1 空气温度

蒋文琼通过对山东兖矿集团的兴隆煤矿和济三煤矿的研究表明：在4月、7-9月份，绿化后的矸石山比裸露矸石山日平均气温低3.3℃，月温差低3.9℃[3]。秦胜等研究表明：在4月份，7-10月份，绿化矸石山的气温最高月均值为30.0℃，最低月均值为14.3℃，最高月均值与最低月均值相差15.7℃；裸露矸石山的最高和最低月均值分别为33.3℃和13.7℃，其差值为19.6℃，因此，绿化矸石山的月温差均值小于裸露矸石山的月温差均值[4]，绿化后的矸石山林地可以降低矸石山小环境气温，减小气温变化幅度。

1.2 空气湿度

在4月份、7-10月份的典型晴天内，绿化矸石山的空气相对湿度与裸露矸石山的空气相对湿度对比，前者的日平均相对湿度分别比后者高3.1%、8.5%、3.3%、10.0%和10.4%；但是绿化矸石山的相对湿度变化幅度与裸露矸石山对比后发现：4月、7-10月份，绿化矸石山的湿度差值比裸露矸石山的湿度差值低1.5%、5.9%、1.1%、0.5%和0.9%[3]。由此可见，绿化矸石山的空气湿度高于裸露矸石山的空气湿度，但其湿度差值低于裸露矸石山的湿度差值。

1.3 空气中粉尘含量

悬浮在大气中的颗粒物质统称为尘（TSP），其中直径大于10μm的为降尘，小于10μm的为飘尘，直径0.1-1μm的为粉尘烟雾可以直接进入人体肺部，危害身体健康。工矿区粉尘污染严重，尤其是粉煤灰颗粒中含有对人体致癌的芳香族化合物。王幸福等人研究表明：绿化矸石山和裸露矸石山的TSP日平均浓度均未超过环境标准，但綠化矸石山与裸露矸石山相比，前者的日平均TSP浓度比后者低0.039mg/m3[5]。由此说明：绿化后的矸石山具有明显的滞尘作用。

2对矸石山土壤的影响

2.1 温度

分别对绿化矸石山和裸露矸石山的土壤采样（采样深度为0-20cm）进行分析，研究不同深度（0、5、10、15和20cm）的土壤月平均温度，绿化矸石山均比裸露矸石山低3.8℃、3.7℃、3.7℃、4.1℃和4.5℃，说明绿化后矸石山有明显的降温效应[4]。降温的主要原因为：太阳光一部分被绿化植被反射、一部分被植被吸收、只有少部分透过植物到达林地，导致林地内外下垫面接受不同的辐射能量[6]，从而导致绿化矸石山的土壤温度比裸露矸石山的土壤温度低。

2.2 pH值

蒋文琼对兴隆煤矿和济三煤矿的煤矸石进行了基础研究：裸露矸石山的pH值为10.5，绿化矸石山（绿化树种分别为刺槐、火炬树和侧柏）对应的pH值分别为8.85、8.29和9.05，可见：绿化造林可以起到防止土壤盐渍化的作用[3]。魏忠义对山西省王庄煤矿的煤矸石进行研究后：裸露矸石山呈碱性，pH值为8.4，矸石山绿化后（疏林地）pH值为6.72，说明绿化造林对改善矸石介质酸化有一定的作用[7]。

2.3 有机质

矸石山造林绿化后，土壤中有机质含量明显提升。蒋文琼研究发现：当矸石山植被恢复为刺槐林后，其土壤中有机质含量为1.77%，而裸露矸石山的有机质含量仅为0.51%，造林后有机质含量提高了1.26%[3]。

3对生物多样性的影响

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种，但是在造林绿化后期，矸石山上的植被增加了26科、59种[3，5]，植被基本恢复，恢复了生态环境，形成了森林小气候，已适宜多种植被的生长。

4结论

矸石山绿化造林后，降低了矸石山小环境气温，气温变化幅度变小，增加了空气湿度，并减少空气中粉尘含量；矸石山通过绿化造林，土壤温度降低，调节土壤pH值，提高土壤中有机质的含量；矸石山植被的种类和数量增多，恢复了生物的多样性，改善了矸石山的生态环境。

【参考文献】：

[1] 高小建.马保国.煤矸石资源化利用的经济效益与环境影响分析[J].中国矿业，2005，14（5）：45-48.

[2] 吕永健.煤矸石的利用和矸石山绿化概述 [J].煤， 2012，21（1）：72-74.

[3] 蒋文琼.绿化造林改善矸石山生态环境效应的研究 [D].北京林业大学，2004.

[4] 秦胜.曹志洋.田莉雅.等.煤矿矸石山绿化造林的小气候研究 [J].洁净煤技术，2008， 14（2）：102-104.

[5] 王幸福.蒋文琼.绿化造林改善煤矸石山环境效应的研究 [J].海河水利，2005，5：57-59.

[6] 李毅.邵明安.新疆农田作物覆膜地温极值的时空变化 [J].应用生态学报，2004， 15（11）：2039-2044.

[7] 魏忠义.胡振琪.张光灿.等.煤矸石山植被绿化措施对煤矸石风化物理化特性的影响 [J].安徽农业科学，2007， 35（36）：11929-11930.