山西地區(qū)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(xué)院，山西 太谷 030801）

1 引言

為引導(dǎo)和規(guī)范煤矸石綜合利用行為，減少其對土地資源占用和環(huán)境的影響，促進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展，推進生態(tài)文明建設(shè)，中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會聯(lián)合中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部、中華人民共和國工業(yè)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(huán)保措施，并進行無害化處置，按照礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理技術(shù)規(guī)范等要求進行煤矸石堆場的生態(tài)保護與修復(fù)，防治煤矸石自燃對大氣及周邊環(huán)境的污染，鼓勵對煤矸石山進行植被綠化”。

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

在山西省的地理地質(zhì)特征、土壤及氣候條件制約下，結(jié)合煤矸石填埋場的狀態(tài)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(yīng)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(jù)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(yè)固體廢物（具體還需要對樣品化驗，但山西大部分區(qū)域所生產(chǎn)出的煤矸石屬于一般工業(yè)固體廢物），在填埋場選址中有嚴格的規(guī)定，距離居住區(qū)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(qū)、偏遠地段，多人跡罕至。煤矸石填埋場的封場綠化多表現(xiàn)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(tài)恢復(fù)治理技術(shù)規(guī)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(tài)與分布都各有特點，當植物的根部穿透覆土層有可能會導(dǎo)致根部被矸石層損傷，植物生長受到影響，嚴重情況下導(dǎo)致植物死亡。因此，對于煤矸石填埋場覆土片區(qū)進行綠化恢復(fù)，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(shù)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(chǔ)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(xiāng)土樹種為主

鄉(xiāng)土樹種是該地區(qū)的植物經(jīng)過千百年來的自然淘汰選擇，最終存活下來的樹種，對當?shù)氐臍夂蛴兄烊坏倪m應(yīng)性，能夠適應(yīng)本地區(qū)的各種氣候條件，并能表現(xiàn)良好的生長狀態(tài)，因此，在植物的選擇上優(yōu)先選擇適應(yīng)當?shù)貧夂虻泥l(xiāng)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(yōu)先

在選擇煤矸石填埋場綠化植物時，要對植物根系結(jié)構(gòu)類型進行研究和篩選，尤其在邊坡綠化時候根系的結(jié)構(gòu)型尤為重要，根系的根構(gòu)型和單根抗拉性決定了植物對邊坡的加固能力。目前，國內(nèi)有許多學(xué)者都進行了相關(guān)研究，如伍紅燕[3]在《模擬邊坡條件下不同植物根構(gòu)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(jié)論。她的研究結(jié)果表明歐李的護坡效果最好，而在山西地區(qū)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(fā)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(yōu)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(cè)柏、杜仲、法桐、刺槐、楊樹、水曲柳、桃、紫葉李、構(gòu)樹、膠東衛(wèi)矛、小葉黃楊等；常見固土能力較強的草本植物有中華結(jié)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(fēng)品種優(yōu)先選擇

由于煤矸石填埋場常常位于郊外區(qū)域，無法借用市政澆灌設(shè)施對綠化植物進行維護，導(dǎo)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(fēng)物體，封場綠化的植物會面對較強的自然風(fēng)，只有抗風(fēng)能力較強的植物能適應(yīng)此種立地條件。植物的抗風(fēng)能力體現(xiàn)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(tài)效應(yīng)的影響》文章中得出結(jié)論，即刺槐林地和油松林地的生態(tài)增強效應(yīng)表現(xiàn)較強。刺槐和油松在山西地區(qū)也是常見植物，在多數(shù)地區(qū)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(fēng)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(yōu)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(xué)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(yù)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(huán)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(yǎng)化程度很低，因此，綠化植物還需兼顧耐貧瘠與抗寒。

鄉(xiāng)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(jié)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(jīng)濟、美觀、生態(tài)四個原則，綠化設(shè)計中要求做到適用、經(jīng)濟、美觀、生態(tài)四者之間的辯證統(tǒng)一。因為四者之間的關(guān)系是相互依存、不可分割的，所以，應(yīng)根據(jù)不同性質(zhì)、不同類型、不同環(huán)境的差異，做到彼此之間互相照應(yīng)且有所側(cè)重。在煤矸石山封場綠化設(shè)計中，不需要重點考慮觀賞價值，應(yīng)以經(jīng)濟和適用性優(yōu)先，生態(tài)以及美觀則作為滿足優(yōu)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(qū)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(shè)內(nèi)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(quán)衡，科學(xué)選擇，合理布局。如多數(shù)淺根系植物的抗風(fēng)能力差，而煤矸石山的植物選擇又對淺根系和抗風(fēng)提出要求，這樣就要求設(shè)計者根據(jù)具體的情況具體對待，進行權(quán)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(tài)過程。

在研究立地條件的基礎(chǔ)上，要研究植物群落演化的生態(tài)進程與規(guī)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(tài)條件改善的基礎(chǔ)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(shè)計者在規(guī)劃設(shè)計時需要考慮它的服務(wù)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(qū)域內(nèi)的環(huán)境與生態(tài)，也能滿足經(jīng)濟節(jié)約的綠化原則，為山西的煤矸石治理、環(huán)境改善提供一些幫助。

5 結(jié)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(huán)境、恢復(fù)生態(tài)、治理污染的重要舉措，煤矸石填埋場的綠化手段和技術(shù)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(dǎo)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(yǎng)護等方面的要求，還需要結(jié)合植物的生理生態(tài)特征來綜合統(tǒng)籌，以更好地為山西省生態(tài)建設(shè)服務(wù)，也為近似條件下類似工程項目實踐提供借鑒。