煤石山生态治理的主要问题

煤石山生态治理的主要问题

11.1煤炭的开采和加工对矿区及其周边的环境造成严重的破坏作为一种一次性能源，煤炭在中国能源成分中占74%左右，在经济和社会发展中发挥着重要作用。然而，煤炭的开采和加工严重影响了矿区及其周边地区的环境。煤矸石即采煤过程和洗煤生产过程中排出的矸石,它作为煤炭开采和加工过程中的必然产物,占原煤产量的10%~30%,我国每年要排放煤矸石1.5~2.0亿t1.2煤石山生态治理进展煤矸石山复垦的最终目标是建立稳定、高效的人工植被生态系统,治理煤矸石山对生态环境的破坏与污染,恢复土地生产力,为人民的生产和生活、动植物的生存提供良好的生态环境条件。在煤矸石山的生态治理方面,美国、德国、英国、波兰、加拿大等国家都取得了较大的成就。在美国,矸石山复垦的目标是把其变成草地或林地,并重点进行了土地整形、植物筛选、土壤理化性质及发育规律、营养物质的供应与动态平衡方面的研究。英国、波兰、加拿大等国家也都比较重视煤炭资源开发后的土地复垦和生态环境的恢复治理,对煤矿区土地复垦工作的研究和实践开展得较早2人为设计理论自我设计与人为设计理论是唯一从恢复生态学中产生的理论。自我设计理论认为,只要有足够的时间,随着时间的推移,退化的生态系统将根据环境条件合理地组织自我并最终改变其组分。人为设计理论认为,通过工程方法和植物重建可直接恢复已退化的生态系统,但恢复的类型可能是多样的。二者的不同点在于:自我设计理论把恢复放在系统层次上,是以自然演替为理论基础;人为设计理论则把恢复放在个体或种群层次上恢复生态学应用了许多学科的理论,但应用最多、最广泛的还是生态学理论。这些理论主要有:限制性因子原理、热力学定律、种群密度制约及分布格局原理、生态适应性原理、生态位原理、演替理论、植物入侵理论、生物多样性原理、缀块—廊道—基底理论等。恢复生态学强调人为干涉及应用性,强调人为促进退化生态系统的恢复33.1煤石山整地方式煤矸石山一般堆成圆锥形,为了满足煤矸石山植被恢复的栽植工程和水土保持的要求,需要对煤矸石山进行整形整地。煤矸石山整形包括:修建环山道路、平整山顶、重塑地貌景观、建排水系统。煤矸石山的整地方式主要有全面整地和局部整地,局部整地有利于蓄水保熵且经济省工。煤矸石山的整地深度最低限值因植被不同而异:草本植物为15cm,低矮灌木为30cm,高大灌木为45cm,低矮乔木为60cm,高大乔木为90cm3.2土壤毛细作用的影响若酸性煤矸石山未经处理就种植,那么矸石淋溶后的酸性物质会通过毛细作用上升到土层,造成土壤的酸化,从而严重影响植物生长和土壤微生物的生成。当植物根系穿过覆土层遇到酸性的矸石时,根系的生长发育将受到影响。一般采用的改良方法是把破碎后的CaO或CaCO3.3覆土的种植方式根据煤矸石山表面风化程度的不同,在种植之前,应采取适当的覆土措施,按覆土的厚度不同,可分为不覆土直接种植、薄覆土、厚覆土。对风化程度好的煤矸石,一般采用不覆土直接种植,仅需适当整地即可;对于风化程度稍好,表现为煤矸石山表面酸度过大、含盐量高、表层温度过高时,需要覆土3~5cm后才能进行种植,薄层覆土栽植植被的根系能够深入到矸石深层吸收水分和养分,有利于植物的成活和发育;对于没有风化或风化程度极低的煤矸石山,即矸石山表面全为不易风化的白矸,大块的岩石不能保肥、保水,必须覆土50cm以上后再进行种植,厚覆土虽然可以让植被在短期内迅速生长发育,但由于需要的土方量增加,且运输距离较远,从而提高了复垦投资,所以难于推广。3.4草本植物和灌木选择适宜的植物种类是生态恢复的关键技术之一。由于煤矸石山立地条件极端恶劣,所以耐干旱、耐高温、耐贫瘠、固氮、速生、高产的草本或灌木是首选种类,这类植物可以迅速生长,强有力地改变了遭破坏的生态环境,为其他植物的迁移、定居创造条件。在种植过程中,根据煤矸石山的元素组成,辅一定的水肥,尤其是微生物肥,这些措施有利于植物的快速生长和立地条件的改善44.1建立可持续生态系统的必要性生态工程学作为一门新兴且发展迅速的学科,通过对面临问题的系统诊断分析,建立一个可持续的生态系统,在促进社会经济可持续发展方面发挥着越来越重要的作用。在煤矸石山复垦的过程中,单靠自然恢复植被很难解决高温干旱和养分流失等问题,必须采用生态工程技术人为地促进煤矸石山植被的演替过程。4.2景观空间格局配置分型景观生态学理论可以指导退化生态系统恢复实践,可使重建所要恢复的各种要素具有合适的空间构型,从而达到退化生态系统恢复的目的;通过景观空间格局配置构型来指导退化生态系统恢复,使得恢复工作获得成功。在煤矸石山恢复的过程中,应该结合矿区的发展和矿区区域环境条件,合理地规划设计矸石山的绿化景观,创造更高的景观生产力和景观价值,实现矸石山植被生态系统稳定、自维持的同时,还能满足城镇居民日益增长的休憩需求,也为正在发展的矿业旅游提供良好的生态环境基础和景观环境基础。4.3石山复垦树种选择和整地自然生态环境的恢复是一个相当缓慢的过程,生态恢复与重建应选择生长快、积累物质多、对土壤改良有较好效果且有重要经济价值的树种,并多层次混交,以达到迅速稳定立地条件、快速恢复和重建的目的。在进行煤矸石山复垦中,要对当地的气候条件、矸石山的立地情况进行综合考虑,在选择复垦树种时,要以耐旱、耐寒、根系发达的树种为主,进行人为的乔、灌、草立体生态系布置,使其具有较好的保持水土的能力;在植被的配置上,要根据各种植物的生物特