礦區廢棄地植被恢復對改善土壤肥力的研究

楊忠華

摘 要：本文對雞西工礦廢棄地不同植被恢復措施對原土壤肥力影響展開研究，并從植被的生物量和基質綜合肥力兩個重要指標入手揭示主要方面進行研究，研究結果表明：工礦廢棄地不同林分枯落物生物量和土壤綜合肥力指數順序均為：胡枝子林>興凱赤松林>樟子松林>沙棘林。

關鍵詞：工礦廢棄地;植被恢復;土壤肥力

一、研究區域概況

1.地理位置及氣候

雞西市位于黑龍江省東南部，（東經130°24′24″～133°56′30″，北緯44°51′12″～46°36′55″之間），處于完達山脈和老爺嶺結合部位，海拔180～697m，屬低山丘陵地帶，該市下轄6區3縣。氣候屬中溫帶濕潤季風氣候區，四季分明，東部氣候溫暖、降水偏少，西部山地氣候冷、降水較多。據市氣象臺統計，多年平均蒸發量1272.5mm，年平均氣溫3.9℃，最高37.1℃，最低-35℃，年平均無霜期145d，最深凍層1.8m，最大積雪厚度60.7mm，年平均降水量537.7mm，四季降水差異大，多集中在6～8月份。

2.土壤及植被類型

該地區土壤共分7個類型，16個亞類，21個土屬，27個土種。其中：以暗棕壤面積最大，占土壤總面積的47.3%，該土壤呈微酸性;其次是草甸土，占總面積的9.8%，再次是白漿土，占總面積的7.6%。植被類型屬于長白區系，以天然次生林和人工針葉林為主，主要樹種有蒙古櫟、樺、楊、椴、榆和樟子松、落葉松等，森林覆蓋率61.9%。

該地區礦產資源豐富，現已發現56個礦種，已開發利用19種，重要礦種15種。主要有煤、石墨、硅線石、鉀長石、大理石、泥炭、黃金、礦泉水等。其中：原煤80億噸，礦區面積2400平方公里;石墨總儲量7.8億砘，工業儲量1.5億噸，儲量居亞洲首位;大理石地質儲量6.3億噸，目前只有小規模開采，年產礦石40萬噸。這些礦產資源的開采，雖然推動了地方經濟，但也產生了不少負面影響，主要有：矸石山、石墨尾礦、電廠粉煤灰等壓占耕地，破壞地表景觀和污染環境。據調查資料統計：雞西市有矸石堆112處，占地768.3公頃，尾礦場3個，占地5.5公頃;采石場92處，破壞地表植被面積178.3公頃。

雞西綠海林業有限公司（原雞西礦務局林業處） 多年來始終重視開展礦區環境治理、植被恢復工作，2003年開始后與東北林大、雞西市水務局開始合作開展工礦廢棄地、水土流失嚴重地的植被恢復科技攻關。遵循“宜喬則喬，宜灌則灌，宜草則草”的技術路線，采用容器造林、客土造林、高臺整地、壘壩積等科學方法，全方位開展工礦廢棄地植被恢復工程。截止2018年10月已累計完成各類工礦廢棄地造林4000余畝，主要有：矸石山造林1045畝，采石場工礦廢棄地造林2000畝，粉煤灰壩造林230畝，石墨尾礦場造林140畝，目前看效果良好大部分已成為有林地。本次試驗研究所在地位于礦資源開發歷史較長，地表資源破壞相對嚴重的城子河區和麻山區進行。

二、研究方法

1.枯落物生物量研究方法

工礦廢棄地內枯落物層生物量的測定，因林分生長年限較長，且季節性落葉不明顯，故其枯枝落葉層的生物量及性質保持相對穩定。野外調查工作選在2018年7月群落地上生物高峰期進行測量。按照林分類型設置3個有代表性的1m×1m的小樣方，在每個樣方內，先測定枯枝落葉厚度，在把樣方內所有的枯枝落葉取下來，立即稱重M1，再帶回實驗室，浸入水中24小時后稱重M2，然后在烘干箱內烘干（80℃，24h），烘干后立即測其干重M3，最后測定其生物量（以其干重計量）。

2.土壤有機質含量的測定

對從土壤剖面取得的各層次土壤樣品，分別采用重鉻酸鉀氧化一加熱法測定有機質含量。

三、結果與分析

通過對全年枯落物累積量的測定可知，就枯落物的生物量而言，其順序是：胡枝子林（6.83t/hm2）>興凱赤松林（3.27t/hm2）>樟子松林（2.87t/hm2）>沙棘林（1.75t/hm2）。胡枝子人工林其枯落物厚度大約8cm，其主要成分來源于胡枝子林的落葉。胡枝子具有耐干旱、耐貧瘠、耐寒冷等特性，對土壤要求不嚴格，在自然環境與土壤貧瘠的礦區廢棄地都能很好的生長。胡枝子屬于豆科，其根系發達，生長速度快，枝葉繁茂，每年都有大量的落葉累積;興凱赤松林與樟子松林有很大相似，這兩種林分本身枯落物較少，但由于在當前的畜牧環境下，每年都會有不同程度的放牧，羊群在林地中穿梭會碰落一部分枝葉，會留下一定量的糞便，所以外部環境造成了這兩種林分的枯落物數量增加，由于興凱赤松林內植被較豐富，經過四季更替也會產生部分枯枝落葉，導致興凱赤松林內枯落物生物量稍高于樟子松林;沙棘林的枯落物原本數量較多，但由于其林下土壤表層獨特的小氣候以及環境非常適合微生物的生長，在土壤層表面形成了一個獨特的生物層，該層次以沙棘林細根為主的根系密密麻麻，盤根錯節，夾雜部分分解、半分解的枯落物和少量土壤，在其上面是一層不到1cm厚的枯落物層，這些層次共同形成了一成約5cm的根毯，覆蓋在人工沙棘林的地表。在其根毯內有腐蝕性的小昆蟲、根際微生物、根菌，在有機酸的共同作用下使沙棘林的枯落物能夠快速的分解;混交林保護較好，未受到放牧影響，且未形成獨立的層次，枯落物生物量最小。

參考文獻：

[1]徐嵩齡.采礦當地生態重建和恢復生態學 [M].科學導報，1994，（3）：49-51.

[2]楊修.高林.吳剛，礦山廢棄地復墾的理論與技術.社會-經濟-自然復合生態系統可持續發展研究[J].北京：中國環境科學出版社，1994，124-136.