海州露天礦廢棄地植被優化配置模式研究

劉寶勇，李艷軍

（遼寧工程技術大學資源與環境工程學院，遼寧阜新 123000）

阜新海州露天礦是國家“一五”時期156個重點工程項目之一，從1956年投產到2005年閉坑破產，累計開采煤炭2.4億t，為新中國成立以來的經濟建設作出了重要貢獻[1]。但是，煤炭資源的開采對土地資源造成了巨大的沖擊，生態環境的惡化，以及人們對人與自然關系認識的深化，要求改善生態環境、提高城鄉居民生活質量的呼聲也越來越強烈[2]。新世紀的城市是生態健全、環境優美、人與自然和諧共存的城市[3]。就阜新海州露天礦而言，閉坑后采場、排土場以及矸石山侵占了大量的土地，污染周圍的土壤、地下水和空氣，生態環境遭到破壞[4]，這些環境問題與社會的協調可持續發展已成為亟待解決的問題，而科學有效的植被建設正是實現該區可持續發展的關鍵措施之一。

1 研究區自然概況

海州露天礦廢棄地位于礦區東部，東西長為7 km，南北寬為3 km，占地16 km2，平面呈弧形條帶，地勢東高西低，最高海拔320 m，排土場相對標高32～200 m[5]。該區屬于溫帶半干旱大陸性季風氣候區，年平均降水量485.2 mm，降水集中于7—9月（占全年降水量的70%）。年均蒸發量1 800 mm，是降水量的3.7倍。年均氣溫7.3℃，歷年日最高氣溫40.6℃，最低氣溫-28.4℃。無霜期156 d，≥10℃的積溫3 341.4℃，年平均風速2.8 m/s[6]。該區植被屬華北植物區系邊緣，華北與蒙古植物區系的過渡地帶，分布著中旱生的草本和灌木，如荊條（Vitex chinensisvar.heterophylla）、虎榛子（Ostryopsis davidiana）、酸棗（Zizyphus jujubavar.spinosa）、白茅（Imperata cylindrica）、黃背草（Themeda japonica）、野古草（Arundinella hirta）等，蓋度為30%～50%；旱生植物如興安胡枝子（Lespedeza davurica）、多葉隱子草（Cleistogenes polyphylla）、百里香（Thymus mongolicus）、大針茅（Stipa grandis）等，蓋度為 10%～50%；耐旱植物如紫菀（Aster tataricus）、羊草（Leymus chinensis）等，蓋度極小[7]。

2 礦區廢棄地劃分

根據土地復墾年限以及植物種類，將海州露天礦區廢棄地劃分為4種類型。

Ⅰ類廢棄地：剝離表層土壤后，未經人工復墾。該土地表層礦渣沒有明顯的風化碎屑，仍呈礦渣狀態，基本上沒有植物覆蓋。此類土壤重金屬含量高，土壤保水、保肥能力差，不利于大多數植物的生長發育。

Ⅱ類廢棄地：經人工復墾1～3 a，該土地以草本植物為主，植物種類稀少，土壤微生物的種類和數量少。

Ⅲ類廢棄地：經人工復墾3～7 a，該土地以喬木為主，但植物種類少，主要為刺槐和榆樹。

Ⅳ類廢棄地：經人工復墾7 a以上，該土地覆蓋面積大，植物種類稍多，土地保水、保肥能力相對較高，適合種植多種植物。

3 植被配置與選擇

3.1 植被選擇的依據

根據海州露天礦廢棄地的地理位置、氣候條件和土壤結構，總結出種植的植物應具有的特征為：（1）適應在土壤貧瘠的惡劣環境中生長，抗性強，固氮、抗旱、抗寒、抗瘠薄、抗病蟲害；（2）選擇植物莖冠與根系發育好，生長、繁殖能力強，有較高的生長速度，能夠有效地穩固土壤，防止水土流失，盡可能在短期內覆蓋所要恢復的土壤；（3）遵循適地適樹、適地適草、喬灌草相結合的原則，在盡可能短的時間內恢復土壤微生物數量和種類；（4）選擇具有良好景觀效應的植物。

3.2 選用的植物品種

通過對比不同種類植被的生長情況，選擇出海州露天礦廢棄地上適生植被（表1）。

表1 海州露天礦廢棄地上適生植被

3.3 植物優化配置模式

根據植被選擇依據及表1，針對海州露天礦廢棄地類型特點，確定4類植被配置模式。

Ⅰ類廢棄地：采用灌草復合模式，草本選擇紫花苜蓿、披堿草，灌木選擇沙棘、紫穗槐。使其可以迅速覆蓋地面，從而減輕水土流失，改善土壤條件。

Ⅱ，Ⅲ類廢棄地：采用喬灌草復合模式，喬木選擇刺槐、榆樹、油松，灌木選擇沙地柏、沙棘，草本選擇紫花苜蓿、沙打旺、冰草。這種植物配置模式以刺槐和榆樹培肥土壤、改善土壤結構為主，以常綠鄉土樹種為輔，且喬灌草搭配可以使綠化效果層次明顯，為今后森林公園建設奠定基礎。

Ⅳ類廢棄地：采用喬灌混交模式，喬木選擇油松、樟子松、側柏，灌木選擇紫穗槐、歐李。該廢棄地土壤條件相對較好，植物條件也比較成熟，已初步形成喬灌草搭配，地勢較平緩。該地以喬木為主，灌木為輔，株行距2 m×3 m，種植穴規格70 cm×70 cm×50 cm，朝森林公園方向發展。此外，對森林公園規劃的同時，對生物棲息和保護區也進行合理規劃，從而公園綠化與生物多樣性協調發展[12]。

4 種植技術

4.1 直播、移栽、扦插技術

直播就是把植物種子直接播入土壤，培育成林，其幼苗根系比較發達，抗旱性、適應性強，易成活；造林成本比較低，簡便易行。移栽與直播不同之處在于移栽的苗木較大，植株生長起來封壟地面快，對于能固氮的植物和有菌根的植物，移栽時可把有益菌帶到新墾地內，促使植株健壯生長。扦插是用植物體的一部分作為繁殖材料，促使其發生不定根和不定芽，培育成根莖兼備完全獨立植株的一種無性繁殖方法。扦插繁殖與種子繁殖不同，它不改變遺傳因子，可將親本的優良基因繼承下來。

4.2 種植次序

依據種植植物的生長規律，協調好喬、灌、草生長，提高整體營造效果。實行喬、灌、草結合，多品種混交。

4.3 種植密度

種植密度影響著植物的生長速度、粗壯程度、根系范圍等。因此，要調整好喬、灌、草的種植間隔。

4.4 撫育管理

撫育管理是植物種植后通過人的活動來創造優越的環境條件，滿足幼樹生長對水、肥、氣、光、熱的需求，使之迅速生長，達到較高的成活率和保育率。撫育管理主要包括灌溉、除草、施肥、修枝、病蟲害防治等。

5 小結

海州露天礦自開采以來，對廢棄地已進行了一系列的綜合治理和植被建設工作，取得了一定成效，但與礦區資源開發造成的植被破壞狀況相比，還有很大差距，因此，必須加大力度進行礦區植被建設，改善生態環境。以廢棄地復墾年限及植被生長狀況為依據，將廢棄地劃分為4種類型，為土壤改良和植被配置提供了重要的依據。依據海州露天礦的地理位置、氣候條件和土壤結構選擇相對應的植物，并對不同類型廢棄地進行配置，對礦區廢棄地植被恢復與重建具有重要的指導意義。

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