皖江經(jīng)濟帶環(huán)城鐵礦山及周邊植物種類調(diào)查篩選*

譚 輝 徐慶榮 陳宏貴

（1.中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司；2.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司）

我國95%以上的能源、80%以上的工業(yè)原料、70%以上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料都來自礦產(chǎn)資源，礦山資源的開發(fā)與利用在推進(jìn)社會進(jìn)步的同時，也產(chǎn)出了大量的廢石、尾礦等礦山廢棄物，其堆存還涉及大規(guī)模占地、水土流失、環(huán)境污染等問題。隨著我國土地資源減少和生態(tài)環(huán)境要求的提高，礦區(qū)尤其是排土場、尾礦庫的生態(tài)環(huán)境修復(fù)等問題亟待解決［1-5］。

礦山建設(shè)時表土資源保護不足，而開采后礦山尤其是露天礦山破壞面積較大，因此表土資源已成為礦山生態(tài)修復(fù)限制因素之一，原生土壤中的本土植物種子庫也隨表土資源的破壞而喪失。林草措施是目前最為有效的生態(tài)修復(fù)方式，但人工引入的植被因種類、組合等原因往往不能形成穩(wěn)定的植被結(jié)構(gòu)，在長期無人為干預(yù)的狀況下，多被自然植被取代。因此，礦業(yè)廢棄地植物措施應(yīng)以近自然的植被恢復(fù)為目標(biāo)［6-7］，以保證林草措施能發(fā)揮長效，改善礦區(qū)不良生態(tài)環(huán)境，需盡可能地選取近自然的植被。

1 調(diào)查及試驗方法

該項目選取馬鞍山市市區(qū)周邊現(xiàn)存礦區(qū)（2個）及周邊區(qū)域進(jìn)行植被調(diào)查，以確定該區(qū)域植被種類和生長狀況。礦區(qū)內(nèi)調(diào)查按點型工程和線狀工程進(jìn)行，點型工程采取抽查法，線性工程采取巡查法；外部調(diào)查采取樣方調(diào)查方法，其中樣方按20 m×20 m設(shè)置。試驗選取耐旱、耐貧瘠的植物種類在礦山排土場等區(qū)域種植，從而為礦山排土場等大范圍礦業(yè)廢棄地植被恢復(fù)提供可行經(jīng)濟的種類。

2 調(diào)查及試驗結(jié)果

2.1 調(diào)查結(jié)果

（1）礦區(qū)植被。根據(jù)生產(chǎn)功能，調(diào)查區(qū)域礦區(qū)可分為露天采場、工業(yè)場地、排土場、尾礦庫、運輸?shù)缆贰５V山占地內(nèi)以人工植被為主，也有少量自然恢復(fù)植被。從各功能區(qū)植物來看，其中排土場和工業(yè)場地植物種類數(shù)量較多（表1）。該區(qū)域多為露天礦山，采場、排土場占地面積較大，為與周邊區(qū)域分隔同時減少揚塵影響，在植物選擇上多采用生長較快或樹形較大的喬木構(gòu)建屏障，喬木栽植以楊樹、刺槐為主，其他種類進(jìn)行點綴栽植。工業(yè)場地內(nèi)多采用當(dāng)?shù)爻Ｒ妶@林植物搭配栽植，內(nèi)部道路沿線多采用喬灌配置，場地內(nèi)多采用喬灌竹花草配置，多以灌草為主，喬木為點綴。運輸?shù)缆费鼐€植物種類為13種，考慮運輸安全要求，多采用喬灌草搭配，地表鋪設(shè)草皮，同時間隔栽植喬灌木，多為疏透結(jié)構(gòu)。

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從植被上看，礦區(qū)喬木栽植有15種，栽植種類以楊樹、刺槐、香樟、廣玉蘭為主，但栽植數(shù)量相對較少。灌木栽植種類有10種，多形成綠籬或綠化分隔帶，其中以紅葉石楠、黃楊、紫葉小檗、紫穗槐為主，栽植數(shù)量相對較多。草本植物有4種，其中工業(yè)場地多使用草皮，采場、排土場多采用撒播草籽方式，撒播面積較大。竹類用于工業(yè)場地圍墻外形成分隔空間，花主要用于工業(yè)場地內(nèi)的綠化、美化。

（2）礦山周邊植被。礦山周邊植被喬木有4種，以構(gòu)樹、泡桐為主，灌木以金銀花、狹葉山胡椒、野薔薇為主，草本植物有22種，其中較干旱區(qū)域以狗牙根、牛筋草、馬唐、野豆子、葛藤為主，水分較充足區(qū)域以蘆葦、空心蓮子草、香蒲、巴茅草為主。另外，礦區(qū)邊界部分區(qū)域存在部分竹類。礦山周邊植被調(diào)查結(jié)果見表2。

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經(jīng)對比分析，礦區(qū)植被除草本低于自然植被，竹類種數(shù)一致外，其他均多于自然植物種數(shù)。相對于自然植被，礦區(qū)植被多為人工栽植，人工管護條件較好，因此其生長狀況相對較好，但草本植物相對單一。自然植被中草本植物種類多與礦區(qū)植被，且與喬灌形成穩(wěn)定的群落結(jié)構(gòu)，草本中的葛藤、野豆子其生長速度極快，在部分區(qū)域可快速形成覆蓋，從而減少地表裸露和水土流失。

2.2 試驗結(jié)果

試驗中草本植物選擇的白三葉、紫花苜蓿、百喜草狗牙根、彎葉畫眉草、黑麥草直接在礦渣基質(zhì)上種植，其中2周后出苗率依次為黑麥草＞百喜草＞紫花苜蓿＞白三葉＞彎葉畫眉草＞狗牙根，其中百喜草在2周后出苗率達(dá)到48.33%。兩個月后存活率依次為百喜草＞黑麥草＞狗牙根＞白三葉＞紫花苜蓿＞彎葉畫眉草，其中百喜草存活率為81.67%、黑麥草36.67%、狗牙根26.67%，平均高度分別為10，10，5 cm，百喜草和黑麥草長勢良好，可作為該區(qū)域植被恢復(fù)的首選物種。彎葉畫眉草、白三葉和紫花苜蓿生長狀況較差，不宜采用單個品種進(jìn)行植被恢復(fù)，可與其他物種混合利用。另外，適當(dāng)利用豆科植物有利于土壤肥力和土壤結(jié)構(gòu)的改變。盆栽植物篩選見表3。

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3 分析與討論

礦山建設(shè)中擾動的工業(yè)場地可綠化面積相對較小，多采用園林植物進(jìn)行綠化，而露天采場、排土場等破壞嚴(yán)重的區(qū)域肥力和保水性較差，采用園林植被成本較高且管護等耗水量較大。礦區(qū)周邊植被其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，其中的喬木、灌木可作為礦山后期植被恢復(fù)的首選種類。

礦山范圍內(nèi)的植被恢復(fù)多為人工植被，小范圍的人工植被成本相對較低，但排土場、尾礦庫等面積較大的區(qū)域如采用人工景觀植物成本較大，因此選取成本較低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的植物種類及組合對礦山恢復(fù)較為重要。目前，河道治理倡導(dǎo)“近自然”的治理方法，礦區(qū)植被恢復(fù)時應(yīng)盡可能選擇礦區(qū)周邊的鄉(xiāng)土物種，因為其適應(yīng)性更強，但因部分自然植被的種源、苗木較難獲取，可適當(dāng)采用人工篩選的植物作為先鋒植物，逐步改善條件后為自然植被的傳播生長創(chuàng)造條件。

以往研究表明，豆科喬灌木植物在枝條萌蘗、成活率等方面優(yōu)于其他樹種［8-10］，因此可優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土物種中的豆科植物作為優(yōu)勢物種，同時草本植物可選擇先鋒植物與多種當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土植物進(jìn)行混合后撒播，從而迅速改善生態(tài)環(huán)境。

生態(tài)恢復(fù)模式應(yīng)多樣化，關(guān)注土壤改良和植被結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等問題。土壤改良后可適合多種植物生長，對于礦山排土場等大面積廢棄地應(yīng)盡可能利用礦區(qū)內(nèi)的材料進(jìn)行土壤級配、養(yǎng)分等重構(gòu)。另外，植被結(jié)構(gòu)應(yīng)采用喬灌草結(jié)合的模式進(jìn)行，考慮到實際水分、肥力等條件，建議初期可采用草地模式或灌草模式，后期逐步栽植喬木，以構(gòu)建喬灌草復(fù)合結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

該研究中所選草本植物種類相對較少，后期應(yīng)加大植物篩選和管護條件設(shè)定，從而為礦山植被恢復(fù)提供更科學(xué)的借鑒與指導(dǎo)。

4 結(jié)語

礦山生態(tài)恢復(fù)作為山水林田湖草的一部分，應(yīng)因地制宜，以恢復(fù)生態(tài)學(xué)、循環(huán)經(jīng)濟理論作為指導(dǎo)，針對礦業(yè)廢棄地的最終治理目標(biāo)，充分考慮土壤、植物種類、植被結(jié)構(gòu)等，利用多種治理方法，使恢復(fù)后的植被結(jié)構(gòu)合理、功能完善，避免出現(xiàn)植被退化現(xiàn)象。