野花組合在撫順煤礦區生態恢復中的應用

陳慶偉，薛晟巖＊

1.撫順礦業集團林業處甲幫苗木花卉公司，遼寧 撫順 113004；

2.沈陽市園林科學研究院，遼寧 沈陽 110016

撫順煤田是我國的重要煤炭生產基地，具有百余年的開采歷史，為國家能源工業發展做出了重大貢獻。在煤炭開采和洗煤過程中排放大量廢棄物，嚴重影響生態環境。這些煤矸石在長期露天堆放的環境中，產生大量的污染物并向外排放，造成周圍地區空氣、土壤、地下水嚴重污染[1]。煤矸石山生態恢復一般包括土地整形、土壤重建、植被恢復等幾個過程[2]，其中植被恢復是一個非常重要的環節。由于煤矸石山的各項生態因子嚴重惡化，具有許多不適宜植物生長的客觀條件，因此合適的植物選擇對礦區的生態恢復具有至關重要的意義[3]。草本植物生長快，容易覆蓋地表，有效減少水土流失，可作為礦區生態恢復的先鋒植物。而野花組合是多種草本植物種子的組合，是指人為篩選一至二年生、多年生野生花卉或栽培花卉，經人工調和配置并通過混合播種建立一種模擬自然并富于景觀效果的一種形式[4]。野花組合抗性較強，景觀效果好，花色范圍廣，開花期長，而且具有較強的自我維護和更新的能力，生態效益較高[5]。因此，利用野花組合對煤礦區進行生態恢復，不僅達到快速覆蓋地表目的同時，也提高了礦區生態恢復的觀賞效果。

圖1 6月7日野花組合播種

一、種植地的土壤概況及恢復

（一）研究區域概況

種植選址為遼寧省撫順市礦業集團運輸部東舍場180工區。該種植地位于撫順市市區，原為丘陵山地，屬于溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫6.6℃，年均降水量為804.2mm，無霜期145d。主要的氣候特點是夏熱多雨，冬季漫長，溫差較大，四季分明。

種植地是露天礦剝離物外排棄及撫礦頁巖油廠廢棄頁巖排棄廠，使用年限已超過50a，排土高度50-100m。堆放煤矸石后，原有的植被、農田全部被排棄的矸石所覆蓋，原生植被遭到嚴重破壞[6]。土壤微生物環境遭到破壞，水體、大氣污染日趨嚴重。土壤土層薄，且以裸巖、碎石、砂礫為主，有機質、養分和土壤微生物含量較低，保水性差。

對種植地土壤的pH值、速效氮、速效磷及速效鉀等指標檢測（見表1）。通過檢測分析：種植地土壤pH值在7.5～7.8之間，中性偏堿。檢測點位土壤肥力極為不均衡，速效氮含量均在56～126mg/kg之間，速效氮含量較豐富。速效鉀含量最低值為5.2mg/kg，最高值僅為22.9mg/kg，分別是國標速效鉀最低含量值60mg/kg的8.6%和38.1%，測量速效磷含量最低值為2.1，是國標速效磷最低值的42%，測量最高值僅為6.0 mg/kg。可見，土壤中的磷鉀較缺乏，影響植物正常生長發育。

表1 試驗場地土壤化學性狀

（二）種植地土地整理

對種植地進行土壤平整及修復工作。對坡下整地前先去除雜草及大塊碎石，引進10cm厚客土進行覆蓋處理，并于播種前澆一次透水，利于土壤的緊實度，同時維持土壤10d左右的濕度，促進雜草萌發，再結合平整土地除去雜草幼苗，可有效減少種植地雜草的數量。坡面清除坡面雜草，排除浮石和松動的石塊，確保坡面基本平順和消除落石的隱患。對于比較光滑的開挖邊坡，在坡面橫向開槽，適當增加粗糙度。對于坡度大于35度的坡面，采用噴附植生基質，將草炭土、種植土、植物纖維、保水劑、粘結劑、緩釋復合肥等混合材料配制，經攪拌機充分攪拌均勻后，由噴播機自上而下，左右向來回分次進行噴播，厚度為8cm左右。

根據土壤檢測分析結果，對坡面土壤加入磷鉀復合肥、有機肥及草炭土改良土壤。對于坡下平地根據引進土壤的肥力情況適當加入氮磷鉀復合肥及草炭土提高土壤的肥力，施肥結合平整土地進行。

二、野花組合種植技術

（一）野花組合品種配置

圖2 野花組合播種后覆蓋及澆水

表2 組合品種配置

礦區植物選擇原則：由于煤礦區環境條件惡劣，植物選擇應遵循生長迅速、抗干擾能力強，成活率高，能快速覆蓋地表，從而達到快速改善煤矸石礦山生態環境的作用；要具有脅迫忍耐力，即具有抗旱、抗寒、耐熱、耐瘠薄、耐重金屬等特點；能有效適應煤矸石山淺薄的土層[3]。同時，在選擇礦區生態恢復的植物種類時，兼顧綠化后的景觀效果。選擇鄉土植物和適應當地環境條件的規化物種作為組合的主要品種。

參照以上礦區植物選擇原則，并根據煤矸石礦山的陽坡、陰坡及坡下平地的光照及水分等環境因子選擇不同的植物進行配置。每種組合品種配置以宿根花卉為主，以一二年生為輔。其中，宿根花卉作為組合的骨架品種應具有較強抗旱性、耐熱性，能夠改良土壤，具有較強的生存能力和更新能力，對土壤起到恢復作用，具有較高生態效益，同時具有一定觀賞效果。一二年生品種能夠快速覆蓋地面，減少水分蒸發，抑制揚塵，具有抗性較強，適應種植地的環境，同時具有較高的觀賞性，保證種植當年的景觀效果。為保證景觀的延續性，每年春季可適當補播一二年生品種。品種配比上，應嚴格控制一二年生的種子用量，使作為骨架品種的宿根花卉能夠有足夠的生長空間。根據煤矸石山的不同坡向，選擇不同的品種進行配置（見表2）。

圖3 野花組合翻種1個月小苗生長情況

（二）野花組合種植及養護管理

1.播種。播種時間，由于播種地煤矸石較多，溫度較高，水分蒸發量大，且澆水不方便等原因，避免早春干旱季節播種，播種日期為6月7日；播種方式為人工撒播；播種量適當加大，每平方米5g。播種前將種子與細沙或土進行混合后播種；播種后覆土不易過厚，以蓋嚴種子為宜，覆土后用滾子等碾壓土壤；覆蓋草簾，在覆蓋物（草簾子）上澆透水。注意，在整個生長過程中草簾不用揭除，起到保水作用。

2.養護管理。水分管理。6月14日出苗，發芽期及幼苗期需要充足的水分，保持土壤一個月左右的連續濕潤，隨著小苗生長，逐漸減少澆水次數。覆蓋草簾后，每2～3d噴淋1次水，若土壤蒸發量較大，可縮短澆水間隔，每天早晚澆水1～2次，保持10cm左右的土層濕潤。做好冬灌，利于越冬和第二年返青。

施肥管理7月中旬開始進入花期，結合打藥進行葉面施肥。每隔1個月施肥一次，可根據植物生長情況，以施葉面肥為主。但注意避免過量施肥，否則會利于雜草生長，導致花卉徒長，開花減少。

病蟲害管理。病蟲害防治，以預防為主。主要進入雨季預防花卉葉斑病和白粉病等病害。可施入代森錳鋅及多菌靈等藥物進行防治，一般從7月份開始，每隔15～20d左右打遍藥，入秋后打藥間隔可延長。

雜草管理。雜草控制是苗期及后期養護的最大的問題。一般采用人工方式進行拔出。除草時間一般為播種后一個月左右，根據雜草多少，確定除草次數，一般為2～3次。藥劑防治主要防治禾本科雜草，選擇精喹禾靈或精禾草克等藥劑，進行預防。全部花期結束后，剪除地上部分，避免火災。

表3 三種野花組合應用綜合評價

三、結果與分析

對種植地的陽坡、陰坡及坡下三種不同立地條件配置的三種野花組合的應用情況進行調查，并對應用效果進行景觀評價，見表3。

根據表3可知，三種組合應用綜合評價排序為組合三＞組合二＞組合一。由于組合三種植地為坡下，陽光充足，地勢平坦，土壤保水較坡上性好，澆水較方便，土層相對較厚，利于植物生長，養護管理方便，生長勢強，綠地覆蓋率較高，對土壤修復作用較好。且所選的品種較豐富，花期較長，景觀效果較好，其中一年生百日草、波斯菊及多年生小冠花，黑心菊表現較好。組合一種植地為陽坡，光照充足，土壤水分蒸發量大，土壤保水性差，土塊較大，土層較薄，不利于植物的生長，組合植株長勢較弱，綠地覆蓋率較低，對土壤的修復相對較弱，整體景觀效果一般，其中波斯菊及天人菊、小冠花較耐旱，表現較好。組合二種植于陰坡，光照較少、水分蒸發量少，較陽坡土壤保水性好，土層較陽坡厚，陰坡植物長勢較陽坡好，綠地覆蓋率較陽坡高，其中硫華菊、二月蘭、賽菊芋及紫花苜蓿表現較好。

圖4 野花組合盛花期效果

煤礦區的生態恢復和重建成為一個重要的研究領域。通過景觀建設和環境綠化，來恢復自然生態系統的完整性，實現礦區資源開發與生態建設協調發展[7]。本文根據煤礦礦區的立地條件，選擇抗性較強、景觀效果好、具有較強的生存能力和更新能力及生態效益較高的22種花卉配置三種組合模式。野花組合應用當年一至二年生品種陸續開花，長勢較好，其中蛇目菊、百日草、硫華菊、波斯菊在種植當年長勢較好，種植后第二年天人菊、黑心菊、小冠花、紫花苜蓿及賽菊芋等品種在應用表現突出，組合花期較長，景觀效果較好，并且能過迅速覆蓋種植地，有效抑制揚塵，對土壤起到修復作用，生態效益顯著，因此，將野花組合應用于礦區進行生態修復具有廣泛應用前景。