宜昌市礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡植被恢復的物種推薦與搭配探討

郭 萍，夏 棟(.湖北三峽職業(yè)技術(shù)學院，湖北 宜昌 443000； .三峽大學 水利與環(huán)境學院，湖北 宜昌 443000)

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會對資源的需求與日俱增，大規(guī)模無序開采礦產(chǎn)資源給生態(tài)環(huán)境帶來嚴重破壞，造成表土層破壞、土壤基質(zhì)物理結(jié)構(gòu)不良、水分缺乏、持水保肥能力差、缺乏植物能夠自然生根和伸展的介質(zhì)，從而導致生物多樣性減少、地質(zhì)災(zāi)害時有發(fā)生，因此生態(tài)環(huán)境修復迫在眉睫[1]。

礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡是一類特殊的退化生態(tài)系統(tǒng)，由于人為的巨大干擾，超出了原有生態(tài)系統(tǒng)的修復容限[2]。近年來，國家加大了礦山生態(tài)修復力度，在礦區(qū)邊坡的土壤改良技術(shù)、植被選擇技術(shù)等方面取得了較好的實踐成果。但受限于環(huán)境惡劣、礦山邊坡土壤極端貧瘠、氮磷鉀及有機質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)不足或是養(yǎng)分不平衡等，植被重建難度大，礦山生態(tài)恢復呈現(xiàn)高投入低產(chǎn)出的狀態(tài)。本研究以宜昌市龍泉鎮(zhèn)某礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡為例，在對現(xiàn)有植被實地調(diào)查的基礎(chǔ)上進行植被重建分析，旨在為今后類似礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡的生態(tài)修復提供參考。

1 植被類型調(diào)查

1.1 調(diào)查方法

本研究應(yīng)用普通生態(tài)學[3]調(diào)查方法，采用踏查法和樣方法相結(jié)合的方法對邊坡重建植被群落進行調(diào)查。根據(jù)植被類型，沿坡面對角線設(shè)置1 m×1 m樣方，記錄樣方內(nèi)的植物名稱、生長型等。

1.2 調(diào)查結(jié)果

調(diào)查結(jié)果表明，礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡的植被生態(tài)修復樣地內(nèi)植物種類共計15科24屬24種(具體見表1)，其中禾本科和菊科植物居多，分別為5種和6種，其他都是1科1種。將這些植物按生長型進行分類，可分為：一年生或二年生草本植物(annual herbaceous & biennial herbaceous，以A/B表示)、多年生草本植物(perennial herbaceous，以P表示)、 藤本植物(lianas，以L表示)、灌木或半灌木(shrubs or subshrubs，以S/SS表示)、喬木(arbors，以AS表示)[4]。

表1 調(diào)查區(qū)的植物物種組成及生長型

在礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡的植被生態(tài)修復樣地內(nèi)，隨生態(tài)修復年限的增加，本地種逐漸侵入和定居，重建植被群落的科、屬、種數(shù)量較建植初期均表現(xiàn)出大幅的增加。在擾動邊坡植被生態(tài)修復的演替過程中，群落物種的種屬都有快速增加的過程，但并不是隨演替時間的增長而持續(xù)增加，此過程受環(huán)境和群落中優(yōu)勢物種的影響，是一個波動的過程。

2 礦區(qū)植被恢復物種推薦與搭配

2.1 物種篩選原則

礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡植被修復物種的篩選應(yīng)充分考慮修復地的立地條件和植物的生物學生態(tài)學特性，將兩者有機結(jié)合起來。依循植物學及生態(tài)恢復學的理論，篩選及運用時應(yīng)遵循包括地帶性原則、適地適樹原則、抗逆性原則和經(jīng)濟性原則在內(nèi)的物種篩選原則。

2.2 物種推薦

目標植物群落設(shè)計應(yīng)依據(jù)地區(qū)的地帶性植被和潛在自然植被來確定目標類型、選擇植物種類并進行相應(yīng)的物種配置，營造近自然植被群落，即以后期自然生長為主，應(yīng)用模擬自然的手法,營造在種類和群落上與區(qū)域自然環(huán)境接近的結(jié)構(gòu)完整、物種多樣性豐富、生物量高、趨于穩(wěn)定狀態(tài)、后期完全遵循自然循環(huán)規(guī)律的“少人工管理型”人工植被群落。

礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡目標植被群落可選用草本型或草灌型。

草本型植被群落是以草本植物為主體的植被群落。草本植物具有前期生長快、易成活等特點。礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡可選用的常用暖季型草種有狗尾草、狗牙根、假儉草、結(jié)縷草、百喜草等，冷季型草種有白三葉、多年生黑麥草、高羊茅、草地早熟禾等。在修復中可根據(jù)立地條件選擇冷季型和暖季型草種混播。

草灌型植被群落是以草本植物為建群種、灌木為伴生種的群落類型。礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡常用的灌木有胡枝子、牡荊、紫穗槐、沙棘、錦雞兒、夾竹桃、檸條等。在修復中可先噴播一定量的草種作為先鋒物種。因草灌混播時，灌木難以成活，所以灌木宜采用栽植的方式。

2.3 先鋒物種

根據(jù)前期的植物調(diào)查和文獻統(tǒng)計，篩選出礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡植被生態(tài)修復先鋒物種為：狗尾草、狗牙根、鋪地榕、高羊茅和竹葉草。

2.4 物種配置模式

在篩選出先鋒物種的基礎(chǔ)上，考慮礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡的陸生生態(tài)環(huán)境保護和水土保持措施，為快速達到邊坡復綠效果，形成生長速度快、持續(xù)性好的植物組合，提出如下的物種配置模式：草本植物的組合一般為冷暖季型草種混播，同時配置豆科植物，如狗尾草+紫花苜蓿+高羊茅組合、紫花苜蓿+狗牙根+黑麥草組合、狗牙根+鋪地榕組合等；草灌植物的組合在考慮地表覆蓋的情況下，增加灌木的數(shù)量，如多花木藍+高羊茅+黑麥草組合、胡枝子+狗牙根+黑麥草組合等。

3 結(jié) 語

由于不同的礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡氣候特征、周邊環(huán)境及恢復程度均不相同，因此在邊坡生態(tài)修復過程中要因地制宜地進行植被恢復物種的選擇和物種配置模式的設(shè)置。尤其是在修復的中后期，要適時根據(jù)修復效果及植被的生長狀況進行物種補充。

礦山廢棄地的生態(tài)恢復是當今世界關(guān)注的問題之一[5]，但對于礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡的修復多數(shù)是在閑置多年后生態(tài)環(huán)境問題極為嚴重時才開始，而在閑置的較長時間內(nèi)，礦渣對周邊環(huán)境的污染范圍和破壞程度均發(fā)生了擴展，僅靠篩選物種無法達到邊坡生態(tài)修復的最終目的，應(yīng)該及時對整個礦區(qū)環(huán)境可能會遭受到的破壞程度進行評估，制訂相應(yīng)的生態(tài)修復技術(shù)方案。

[1] 朱愛蘋.礦山廢棄場地植被修復技術(shù)[J].河北林業(yè)科技,2014(3):102.

[2] 張鴻齡,孫麗娜,孫鐵珩，等.礦山廢棄地生態(tài)修復過程中基質(zhì)改良與植被重建研究進展[J].生態(tài)學雜志,2012,31(2):460-467.

[3] 尚玉昌.普通生態(tài)學[M].3版.北京:北京大學出版社,2016:67-68.

[4] 張筑生.西南干熱河谷地區(qū)水電工程高陡邊坡植被恢復及生態(tài)效應(yīng)研究[D].宜昌:三峽大學,2012:13.

[5] 王志宏,李愛國.礦山廢棄地生態(tài)恢復基質(zhì)改良研究[J].中國礦業(yè),2005,14(3):22-27.