露天礦排土場生態(tài)修復(fù)與植被重建技術(shù)

項(xiàng)元和，于曉杰?，魏勇明，2

(1.內(nèi)蒙古水利科學(xué)研究院，010020，呼和浩特;2.內(nèi)蒙古大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，010021，呼和浩特)

黑岱溝露天煤礦自1990年破土動(dòng)工以來，已征用幾十km2的土地。上億t的剝離物堆置、填溝后，形成了礦區(qū)大面積無植被覆蓋、松散剝離土組成的大型排土場(北排土場、東排土場、西排土場、果園、搗蒜溝、馬連溝等)。徹底改變了原地貌的性質(zhì)，在大風(fēng)和暴雨的作用下，極易發(fā)生新的水土流失和風(fēng)蝕沙化［1-2］;因此，對(duì)礦區(qū)內(nèi)的排土場進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)與植被重建工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究區(qū)概況

黑岱溝露天煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗薛家灣鎮(zhèn)，蒙、晉、陜交界處，東臨黃河，北距首府呼和浩特市120 km。礦區(qū)氣候?qū)儆谥袦貛О敫珊荡箨懶詺夂?，年平均氣?.3～7.6℃，最大凍土深度149 cm。年總降水量231～459.5 mm，平均408 mm，降水多集中在7—9月份，約占全年降水量的80%。年蒸發(fā)量為1 824.7～2 896.1 mm，日照時(shí)間3 119.3 h。

研究區(qū)地貌屬黃土丘陵區(qū)，原生地表溝壑縱橫，因受強(qiáng)烈侵蝕的影響，礦區(qū)內(nèi)地帶性土壤不明顯，非地帶性土壤——黃綿土廣泛分布。地帶性植被屬暖溫型草原帶，植被稀疏低矮，蓋度一般在30%以下，天然森林已全遭破壞。

礦區(qū)建設(shè)后在排土場和其他廢棄地區(qū)域開展生態(tài)重建工程形成新的人工生態(tài)系統(tǒng)，代替了原來的自然和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成發(fā)生了根本變化。原來處于相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，被人工生態(tài)系統(tǒng)和自然恢復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)代替，生態(tài)系統(tǒng)更加趨于多樣，水土保持功能得以發(fā)揮［3］。

2 土壤系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)

對(duì)露天礦排土場進(jìn)行植被重建的首要任務(wù)是明確限制生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的主要因子，并清除這些不利因素，否則，植被恢復(fù)工作難以開展。露天礦排土場土地的共同特點(diǎn)是土壤中缺少自然土中的營養(yǎng)物質(zhì)，尤其是缺少氮、磷和有機(jī)質(zhì)。由于植物生長所需主要營養(yǎng)物質(zhì)的匱乏，使得土壤肥力低下，不適宜于植物生長;因此，植被重建的前提是改良土壤，為植物提供必須的生長條件［4］。

為尋找適合礦區(qū)土壤系統(tǒng)修復(fù)的最佳技術(shù)，進(jìn)行多項(xiàng)土壤改良方法的試驗(yàn)研究，并對(duì)排土場(北排、東排、馬連溝等)現(xiàn)狀復(fù)墾植被的土壤水分改良效果、土壤養(yǎng)分改良效果、土壤微生態(tài)環(huán)境改良效果等進(jìn)行監(jiān)測、分析，根據(jù)礦區(qū)的條件選擇出露天礦排土場土壤改良的有效方法。

2.1 土壤培肥

排土場土壤改良施氮、磷化肥后，土壤有機(jī)質(zhì)、速效養(yǎng)分含量增加幅度較高，但由于無機(jī)化肥的價(jià)格較高，且在干旱缺水條件下肥效難以充分發(fā)揮;因此，排土場在復(fù)墾種植時(shí)主要利用化肥作為種肥或部分植物的追肥使用，作為大規(guī)模復(fù)墾土壤培肥地力的肥料主要還是有機(jī)肥。有機(jī)肥在分解過程中，產(chǎn)生多種有機(jī)酸，有利于土壤中難溶性養(yǎng)分溶解釋放，提高養(yǎng)分的有效性，充分發(fā)揮土壤的潛在肥力。有機(jī)肥料在分解過程中可產(chǎn)生二氧化碳，促進(jìn)植物的光合作用?？傊袡C(jī)肥的作用是多方面的，它具有化肥所沒有的優(yōu)越性。

2.2 粉煤灰改良土壤

在黑岱溝露天礦排土場試驗(yàn)區(qū)的研究表明，施粉煤灰1 t/hm2處理，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比對(duì)照增加 90.7%、65.8%、23.5%、65.1%和18.8%，施粉煤灰2 t/hm2處理，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比對(duì)照增加138.8%、156.6%、63.9%、75.5%和55.8%。從各養(yǎng)分的增加幅度來看，增施粉煤灰后土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加較多。粉煤灰可以用作土壤改良劑，在與農(nóng)家肥和化肥混合施用時(shí)效果較好，其主要作用表現(xiàn)在:可以明顯改良土壤質(zhì)地，降低土壤密度，增加土壤孔隙度，提高地溫，促進(jìn)土壤微生物活性，有利于養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，有利于保溫保墑，使水、肥、氣、熱趨向協(xié)調(diào)，為作物生長創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境，促進(jìn)作物增產(chǎn)。

2.3 種植豆科牧草

黑岱溝露天礦排土場自1992年復(fù)墾以來，首先把豆科綠肥——苜蓿(Medicago)作為改良土壤的先鋒植物進(jìn)行種植，收到了明顯的效果。與1992年未復(fù)墾裸地相比，復(fù)墾初期(5年之內(nèi))土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮和全磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增幅最大，種植苜蓿2年后分別增加了1.4、14.3、3.1和4.7倍，其中尤以全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加最為顯著。5年后各養(yǎng)分指標(biāo)表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，但下降較為緩慢，15年后仍遠(yuǎn)高于復(fù)墾初期的水平。速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化與此相反，在復(fù)墾初期無明顯變化，5年之后才有較大幅度的提高。

從大量的試驗(yàn)研究結(jié)果可知，種植豆科牧草不僅能增加土壤有機(jī)質(zhì)的有效養(yǎng)分，而且能促進(jìn)土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，改善覆蓋土的理化性質(zhì)。因此排土場在復(fù)墾種植時(shí)，一般都要用豆科植物作為先鋒栽種植物，來進(jìn)行覆蓋土的培肥熟化與穩(wěn)定。

2.4 直接種植灌木

通過對(duì)目前已實(shí)施的植物措施進(jìn)行保水效果、土壤養(yǎng)分改良效果、土壤微生態(tài)環(huán)境改良效果等監(jiān)測分析，在新建排土場直接種植灌木，如歐李(Cerasus humilis Sok)、紫穗槐(Amorpha fruticosa L)等，仍然可有效提高土壤深層次的養(yǎng)分，蓄存土壤水分。

3 植被重建技術(shù)

露天礦區(qū)排土場環(huán)境條件極端惡劣，其受損生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)將難以實(shí)現(xiàn)，或?qū)崿F(xiàn)過程漫長［5］。如果采用生態(tài)恢復(fù)措施，排土場中受破壞的生態(tài)系統(tǒng)可在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)得以恢復(fù)。植被重建是露天礦排土場生態(tài)恢復(fù)的首要工作。植被重建除了本身起著構(gòu)建退化生態(tài)系統(tǒng)初始植物群落的作用外，還能促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)與肥力以及土壤微生物與動(dòng)物的恢復(fù)，從而促進(jìn)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的恢復(fù)與重建［6-7］;因此，研究排土場植被重建問題具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3.1 植被重建作物、草樹種選擇依據(jù)

露天礦排土場土地復(fù)墾，建立人工植被，首先必須選擇適宜的植物品種。為此要做到覆蓋土、氣候等自然環(huán)境條件與植物生態(tài)學(xué)特性的統(tǒng)一，即“適地適植”的原則。

3.1.1 主要草(樹)種選擇依據(jù)

1)耐土壤貧瘠。排土場土壤主要是礦區(qū)開采中最初的剝離物，無結(jié)構(gòu)。因排棄過程中反復(fù)碾壓使土壤堅(jiān)硬緊實(shí)而干燥，養(yǎng)分極為貧乏，要求所選植物種具有耐貧瘠的生物學(xué)特性。

2)抗旱性強(qiáng)。該地區(qū)氣候?qū)僦袦貛О敫珊禋夂颍偟臍夂蛱攸c(diǎn)是:日照充足，有效積溫高，水熱同期，有利于植物生長;但是夏季降水多以暴雨形式出現(xiàn)，使水土流失加重，春季干旱少雨，多大風(fēng)，這些又不利于種子植物的成活和生長。為此，在這大風(fēng)干旱的地區(qū)植被恢復(fù)應(yīng)選擇抗旱能力強(qiáng)的植物。

圖1 植被重建作物和草(樹)種選擇技術(shù)Fig．1 Technology of select crop and plant of plant restoration

3)植物根系的固土和護(hù)坡能力。植被固土、護(hù)坡是防治水土流失的有效辦法，根系土壤增強(qiáng)作用是植被穩(wěn)定土壤的最有效機(jī)械途徑。根系能加強(qiáng)土壤的聚合力，在土壤本身強(qiáng)度不變的情況下，通過根系的機(jī)械束縛增強(qiáng)根際土層的總體強(qiáng)度，提高滑移抵抗力。植物相互纏繞的側(cè)面根系形成具有一定抗張強(qiáng)度的根網(wǎng)，將根際土壤固結(jié)為一個(gè)整體，同時(shí)垂直根系把淺層根際土層錨固到深處較穩(wěn)定的土層上，更增加了土體的穩(wěn)定性。因此，在黑岱溝露天礦區(qū)植被恢復(fù)中必須本著植被根系固土、護(hù)坡能力強(qiáng)的原則進(jìn)行樹草種的選擇。

4)考慮經(jīng)濟(jì)價(jià)值及礦區(qū)綠化、美化效果。

3.1.2 主要植物種類選擇技術(shù) 黑岱溝露天礦自1992年開始開展水土保持與生態(tài)重建工作，先后選用了90多種植物進(jìn)行了人工栽培試驗(yàn)，從栽植植物的水土保持和改良土壤的作用、植物的演替退化規(guī)律、植被根系的固土護(hù)坡能力、植被抗旱機(jī)制及其在礦區(qū)排土場復(fù)墾土地上的植物生長狀況等方面的分析，最終選出適宜礦區(qū)內(nèi)生長的植被類型，見圖1。

3.1.3 礦區(qū)篩選出的先鋒植物和適生植物 礦區(qū)自1992年生態(tài)重建以來，就在排土場自然恢復(fù)植被種類和生長狀況調(diào)查的基礎(chǔ)上，開展了適宜植被類型的篩選和種植。通過多年植被重建與生態(tài)恢復(fù)試驗(yàn)工程中取得的一些成果，且在土地復(fù)墾和生態(tài)恢復(fù)技術(shù)上積累的一定經(jīng)驗(yàn)，通過水土保持與生態(tài)重建實(shí)踐、對(duì)比試驗(yàn)，篩選出了適合于礦區(qū)內(nèi)部生長的部分植物。喬木有油松(Pinus tabulaeformis)、樟子松(Pinus sylvestris)、刺槐(Robinia pseudoacacia L)、新疆楊(Populus bolleana Lauche)、柳樹(Salix matsudana Koidz)、梨樹(Pyrus bretschneideri Rehd)、側(cè)柏(Platycladus orientalis)、杜松(Juniperus rigida Sieb.et Zucc)、山楂(Crataegus pinnpatifida Bunge)、櫻桃(Cerasua pseudocerasus G.Don)、云杉(Picea asperata Mast)、山丁子(Malus baccata Borkh)等，灌木有沙棘(Hippophae rhamnoides L.)、檸條(Caragana microphylla(Pall.)Lam)、丁香(Syringa oblate Lindl)、女貞(Ligustrum)、紫花洋槐(Robinia pseudoacacia)、歐李(Cerasus humilis Sok)、錦雞兒(Caragana sinica Rehd)、沙地柏(Sabina vulgaris Antoine)、小葉鼠李(Rhamnus parvifolia Bunge)等，豆科草種有紫花苜蓿(Medicago sativa L)、沙打旺(Astragalus adsurgens Pall)、黃芪(Leguminosae)、羊柴(hedysarummaxim)、草木樨(Melilotus suaveolens Ledeb.)等;禾本科草種有披堿草(Elymus dahuricus Turcz)、羊草(Leymus chinense Tzvel)、冰草(Agropyron cristatum Gaertner)、堿茅(Puccinellia distans Parl)、狗尾草(Setaria viridian Beauv)等。

3.2 植被重建技術(shù)施工方法

3.2.1 蓄水截流整地

1)深整地蓄水工程。在干旱半干旱地區(qū)造林，土壤水分條件是影響造林苗木成活和林木生長的突出限制性因子，通過林地坡面建造微型集水區(qū)，使其人工引起地表徑流并就地?cái)r蓄利用的植樹帶深整地蓄水工程來解決這一矛盾，是有效的解決途徑。

黑岱溝露天礦北排土場1 275 m標(biāo)高平臺(tái)周邊，2004年春季采用植苗移植新疆楊16行，株行距均為3 m。為了攔蓄徑流，防止水流對(duì)邊坡產(chǎn)生沖刷，于2003年雨季前采用機(jī)械挖掘深整地方式，穴徑1.2 m、深0.8 m，整地時(shí)把生土作埂表土回填，以提高土壤持水能力，見表1?？梢钥闯?，深整地蓄水工程大大增加了土壤積水貯水能力，整地后，土壤變得疏松多孔，滲透性增強(qiáng)，有利于水分迅速下滲到深層，并加以保蓄，使毛細(xì)管作用消弱，又可以減少地表水分的蒸騰。

表1 新疆楊不同整地深度對(duì)土壤水分影響Tab．1 Infection of soil moisture in different trim soil depth on Populus bolleana Lauche %

2)集流整地。在排土場邊坡、工業(yè)場地堆墊邊坡等地沿等高線采用水平溝、魚鱗坑整地形式。水平溝、魚鱗坑按20年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，水平溝、魚鱗坑整地有效地?cái)r蓄了坡面來水，減少了坡面水土流失。

3.2.2 植樹帶塑料薄膜覆蓋 改變土壤表面蒸發(fā)條件最有效的方法是進(jìn)行覆蓋，覆蓋栽培能有效地改變小氣候條件，改變土壤水熱狀況，從而促進(jìn)農(nóng)作物和林木的生長。目前，國內(nèi)外普遍使用的幾種地表覆蓋材料有地膜、草纖維膜、秸稈、枯草等，其中地膜覆蓋保墑作用顯著。

覆蓋是人為在大氣和土壤的交界面上設(shè)置隔離物，它通過改變太陽輻射的吸收、散射、反射等產(chǎn)生的一系列連鎖變化，改變土壤的熱平衡，通過熱量變化，提高或降低了土壤溫度，增加了土壤含水量，同時(shí)也改變了其他的土壤物理化學(xué)特性，覆蓋之后避免了擊濺，表土一般不產(chǎn)生板結(jié)，土壤密度、通氣系數(shù)、呼吸等發(fā)生明顯變化，這種微局地環(huán)境的改變對(duì)于半干旱地區(qū)的造林非常重要。

在黑岱溝露天礦東排土場、東沿幫排土場香花槐(Cladrastis wilsonii Takeda)、紫花洋槐、新疆楊的栽植中采用厚度為0.010～0.015 mm無色透明塑料薄膜直接覆蓋于土壤表面，當(dāng)年植株生長狀況明顯好于未覆膜區(qū)。

3.2.3 針闊混交林分有序更替 黑岱溝露天礦北排土場1 275 m標(biāo)高平臺(tái)周邊2004年種新疆楊16行，株行距均為3 m，采用挖掘機(jī)1 m3的挖鏟進(jìn)行穴狀整地，2005年在新疆楊中間又種植了油松，目的是實(shí)現(xiàn)針闊混交林分有序更替。新疆楊生長較快，能迅速形成上層林冠，創(chuàng)造了庇蔭條件，油松的幼樹在其下可茁壯生長，當(dāng)經(jīng)過一定階段后，油松高度逐步超過新疆楊，并形成更高的主林層，此時(shí)，喜光的新疆楊便逐漸枯死，最后全部被淘汰，成為油松純林，完成樹種更替過程。

針闊混交階段的關(guān)鍵是林分主次位置的互換，林分從造林之初的以闊為主，過渡到針闊平等，最后發(fā)展到以針為主。新疆楊為油松發(fā)揮了遮蔭、輔佐作用后，完成歷史使命，最后退出了混交類型。因此，在造林之初要促進(jìn)新疆楊的生長，而在油松進(jìn)入中齡林后，要人為逐漸抑制新疆楊的生長，促進(jìn)混交林分向油松的過渡。

3.2.4 沙棘灌叢密度調(diào)整優(yōu)化 沙棘的萌蘗能力很強(qiáng)，萌蘗株或萌枝的群體結(jié)構(gòu)與單位面積的萌蘗數(shù)或萌枝數(shù)相關(guān)。當(dāng)萌蘗數(shù)或萌枝數(shù)低于某一密度時(shí)，隨數(shù)量增加生物量也增加;在超過這一數(shù)量時(shí)，生物量不再增加，反而下降。這一密度即最佳萌蘗數(shù)或萌枝數(shù)。通過密度調(diào)整，可以保證灌叢擁有最大生物量。其技術(shù)方法包括去密留疏、去小留大、去弱留強(qiáng)，通過對(duì)過密沙棘林進(jìn)行疏伐，達(dá)到改善林內(nèi)光照和空氣條件，增加植株個(gè)體的營養(yǎng)面積，滿足沙棘的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)要求，提高其產(chǎn)量的目的;調(diào)整雌雄株比例(以利用果實(shí)為主的林分)，使雌株和雄株的比例保持在8∶1或10∶1，以改善保留雌株的生長環(huán)境達(dá)到提高其結(jié)果能力的目的;合理修剪，增強(qiáng)樹勢(shì)等，充分發(fā)揮萌生灌木群落的生長優(yōu)勢(shì)，改善林內(nèi)衛(wèi)生狀況，大大提高單位面積的蓄積量，從而更好地發(fā)揮其多方面的生態(tài)經(jīng)濟(jì)功能。

3.2.5 合理確定造林密度 造林密度與幼林郁閉早晚及林木生長有密切關(guān)系，并不是密度越大，產(chǎn)量越高，只有根據(jù)造林目的、林種及樹種的生物學(xué)特性并結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件和具體要求確定合理造林密度，才能取得預(yù)期的生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

現(xiàn)有的一些確定初植密度的方法，如按不同配置形式確定初植密度和按經(jīng)營目的確定初植密度等方法，通常具有一定的經(jīng)驗(yàn)性和隨意性，而且對(duì)當(dāng)?shù)刂萍s林分密度的主要因子考慮較少。下面就所研究的準(zhǔn)格爾露天礦礦區(qū)的主要造林樹種——新疆楊和油松，根據(jù)樹冠生長發(fā)育過程來確定初植密度。

這種方法的基本程序是通過調(diào)查現(xiàn)有造林地第一樹種幼林時(shí)期林冠的生長發(fā)育狀況，了解和掌握各樹種平均冠幅隨年齡而變化的規(guī)律，然后根據(jù)所要求的幼林年限和該年限的平均冠幅，以及希望達(dá)到的郁閉度，確定出該樹種的初植密度。

由準(zhǔn)格爾露天礦礦區(qū)所要求的幼林郁閉年限(新疆楊林5年、油松林7年)和該年限的平均冠幅(新疆楊林1.2075 m2、油松林0.8169 m2)以及希望達(dá)到的郁閉度(均為0.3)，各樹種的初植密度由下式計(jì)算。

式中:N為初植密度，株/hm2;S為單位面積，hm2;D為某樹種要求郁閉年限的樹冠投影面積，m2;C為要求達(dá)到的郁閉度。

據(jù)此式計(jì)算出黑岱溝露天礦區(qū)新疆楊林的合理初植密度為2 330株/hm2，株行距2 m×2 m;油松林的合理初植密度為3 672株/hm2，株行距1.5 m×1.5 m。

根據(jù)以上公式計(jì)算，可確定出礦區(qū)主要造林樹種的造林密度，見表2。

表2 主要樹種的造林密度Tab．2 Forestation density of primary plant

3.2.6 種植點(diǎn)的配置 在黑岱溝露天礦區(qū)排土場平臺(tái)綠化主要采用行狀配置的配置方式，采用這種方式能充分利用林地空間，樹冠和根系的發(fā)育也比較均勻，有利于速生豐產(chǎn)，便于撫育管理。在坡地條件下，行狀配置時(shí)要使種植行的方向與徑流線保持垂直，以利于水土保持。

3.2.7 直播、移栽、扦插

1)直播。準(zhǔn)格爾露天礦礦區(qū)的農(nóng)作物和牧草，為了有較長的生長期，都是早春土壤解凍后搶墑播種，雨季播種必須在7月15日前完成，否則生長的幼苗太小經(jīng)不住當(dāng)?shù)囟緡?yán)寒的傷害而死亡。直播種子的前處理根據(jù)土壤墑情來確定，若土壤墑情好，可溫水浸種催芽后播種，豆科牧草(如紫花苜蓿、沙打旺等)一般浸種12～16 h，種皮薄的用30℃的水浸種，種皮厚的用60℃的水浸種，種皮堅(jiān)硬的用70℃以上的水浸種，禾本科牧草播種前需進(jìn)行去芒處理。

2)移栽。在準(zhǔn)格爾露天礦礦區(qū)沙棘、紫穗槐、香花槐、刺槐等移栽苗以1～2年生較好，油松、樟子松、柳樹等樹苗以2～4年生較好。苗木過小難以與雜草競爭，苗木過大則成活率降低，且運(yùn)輸費(fèi)加大。礦區(qū)現(xiàn)有的沙棘林、紫穗槐林、香花槐林等都是用移栽法栽植的，據(jù)調(diào)查其成活率均在90%以上。

3)扦插。扦插有春插、秋插和夏插，落葉樹以春季新芽未萌動(dòng)以前扦插為好，常綠樹以春末夏初或秋天扦插為好。準(zhǔn)格爾露天礦礦區(qū)對(duì)沙柳、新疆楊等幾種落葉樹都采取春插，在春季3月下旬—4月上旬，新芽未萌動(dòng)前完成，插條采用1～2年生枝條，截成20 cm左右的小段，在清水中浸泡72 h，以除去生根障礙物，插前用激素處理一下，落葉樹一般用吲哚丁酸，喬木類用0.001% ～0.02%的吲哚丁酸，灌木類用0.001% ～0.002%的吲哚丁酸，處理時(shí)間12～24 h，然后迅速扦插，地上留1～2個(gè)芽，及時(shí)澆水。

3.2.8 苗木根系活力增強(qiáng) 在云杉、圓柏(Juniperus chinensis L)、油松及插條等樹種造林前，應(yīng)用ABT生根粉溶液對(duì)根系提前處理，可加快苗木根系的恢復(fù)速度，提高造林成活率。

ABT生根粉慢浸質(zhì)量分?jǐn)?shù)50～200 mg/kg，速蘸質(zhì)量分?jǐn)?shù)500～2 000 mg/kg。ABT生根粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，所需浸泡時(shí)間越短。一般闊葉樹處理的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稍低，針葉樹處理的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稍高。

3.3 排土場植被優(yōu)化配置模式

植被優(yōu)化配置模式主要通過不同配置類型植被土壤水分利用效果、土壤養(yǎng)分利用效果、植物生長發(fā)育狀況、植被對(duì)環(huán)境因素的影響、投資分析與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的分析研究，同時(shí)結(jié)合生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行選擇。

生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益常是比較不同生態(tài)修復(fù)模式優(yōu)劣的重要指標(biāo)。張樹禮等［6-7］以水土保持功能、土壤養(yǎng)分及相關(guān)理論特征為尺度系統(tǒng)地評(píng)價(jià)了喬、灌、草之間組合而成的各種模式優(yōu)劣，并總結(jié)出它們的特點(diǎn)和規(guī)律。李相璽等［8］綜合經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，評(píng)價(jià)喬灌草結(jié)構(gòu)的大小順序?yàn)閱?、灌、草模式＞喬、灌模式＞喬、草模式＞喬木純林，如土壤侵蝕量前4種模式分別比喬木純林模式減蝕達(dá)74.9%、65.%、62.5%和61.6%，對(duì)比效果比較明顯。見圖2。

系統(tǒng)是若干部分在相互聯(lián)系、相互作用之中形成的具有某種確定功能的整體。因此有必要對(duì)司法鑒定管理信息系統(tǒng)中主要相關(guān)概念進(jìn)行梳理。下圖為司法鑒定管理信息框架圖（圖1）。

圖2 植被優(yōu)化配置模式篩選指標(biāo)體系Fig．2 Optimization collocate of plant

根據(jù)植被重建技術(shù)及篩選出的排土場適宜草樹種對(duì)排土場進(jìn)行植被的優(yōu)化配置。

3.3.1 排土場植被的整體配置格局 在排土場徑流分散小區(qū)布置的基礎(chǔ)上，根據(jù)排土場不同部位與利用方式等進(jìn)行植被總體配置。平臺(tái)沿道路兩側(cè)設(shè)置以楊樹為主的網(wǎng)格狀防護(hù)林，平臺(tái)周邊營造以蓄水為目的的大坑深整地喬木防護(hù)林，防止平臺(tái)徑流匯入邊坡;平臺(tái)各小區(qū)根據(jù)規(guī)劃利用方向合理配置植被，平臺(tái)規(guī)劃為農(nóng)田時(shí)，以種植過渡性植被牧草為主;而在排土場的邊坡，由于坡度太大，不利于種植，暴雨條件下還容易產(chǎn)生剝皮和泥流，因此在邊坡形成后，迅速實(shí)施水平溝、魚鱗坑整地，建立以檸條、沙棘、山杏(Armeniaca sibirica(L.)Lam.)等耐旱固土灌木為主的等高植物籬。邊坡產(chǎn)流直接匯入其下方的平臺(tái)，為平臺(tái)的植物種植提供了更好的水分支持。坡腳水分條件好，栽植速生喬木。

3.3.2 平臺(tái)植被配置模式 排土場平臺(tái)網(wǎng)格化整治后，根據(jù)平臺(tái)的不同位置及利用方向?qū)⑵脚_(tái)植被配置模式分為用于綠化美化礦區(qū)環(huán)境、防止水土流失的永久性林牧用地和最終利用方向?yàn)橛缁睾透弋a(chǎn)農(nóng)作物用地。

1)永久性林牧用地平臺(tái)植被配置模式。主要布置在黑岱溝露天礦先期剝離形成、分布于工業(yè)廣場的劉四溝、搗蒜溝、馬連溝排土場平臺(tái)經(jīng)及北排土場面向工業(yè)廣場部分，起著綠化美化礦區(qū)環(huán)境、防止粉塵污染、控制水土流失、防風(fēng)固沙等重要作用。主要樹種有楊樹、油松、山杏、檜柏、杜松、蘋果梨、123蘋果(Malus pumila Mill.)、沙地柏、沙棘等;草本植物有紫花苜蓿、沙打旺、紅豆草(Leguminosae)、草木樨、披堿草、冰草等。

植被配置模式主要有喬草復(fù)合模式、草灌喬景觀生態(tài)模式、喬灌混交模式和灌草復(fù)合模式等。

2)最終利用方向?yàn)橛缁睾透弋a(chǎn)農(nóng)作物用地平臺(tái)植被配置模式。東排土場地處背風(fēng)向陽處，排土場下部為汽車排土，上部為排土機(jī)排土，且上覆約60 m的黃土，土層厚、土質(zhì)相對(duì)較好，利于植物生長，主要植被配置為育苗基地、經(jīng)濟(jì)林模式，其中東排土場南側(cè)設(shè)置為高產(chǎn)農(nóng)作物用地。內(nèi)排土場規(guī)劃為高產(chǎn)農(nóng)作物用地。

東排土場現(xiàn)已實(shí)施的綠化苗木有油松、樟子松、紫花洋槐、香花槐、丁香、女貞、五葉地錦(P．thomsoni)，經(jīng)濟(jì)植物、藥用植物有歐李，草本植物有紫花苜蓿和無芒雀麥(Bromus inermis Layss.)。

3.4 排土場土地復(fù)墾與植被重建技術(shù)體系

對(duì)排土場現(xiàn)狀復(fù)墾植被進(jìn)行多項(xiàng)土壤改良方法的試驗(yàn)研究及對(duì)黑岱溝露天礦多年的水土保持與生態(tài)重建工作經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)優(yōu)選，最終形成適宜礦區(qū)環(huán)境特點(diǎn)的露天礦排土場生態(tài)修復(fù)與植被重建技術(shù)體系，見圖3。

4 結(jié)論

1)通過多項(xiàng)土壤改良方法的試驗(yàn)研究，并對(duì)排土場現(xiàn)狀復(fù)墾植被的土壤水分改良效果、土壤養(yǎng)分改良效果、土壤微生態(tài)環(huán)境改良效果等進(jìn)行監(jiān)測、分析，選擇出露天礦排土場土壤系統(tǒng)修復(fù)的最佳技術(shù)主要包括土壤培肥、粉煤灰改良土壤、種植牧科豆草、直接種植灌木。

圖3 土地復(fù)墾與生態(tài)重建技術(shù)體系Fig．3 Technology system of ecological restoration and plant restoration

2)通過總結(jié)黑岱溝露天礦多年的水土保持與生態(tài)重建工作，從栽植植物的水土保持和改良土壤的作用、植物的演替退化規(guī)律、植被根系的固土護(hù)坡能力、植被抗旱機(jī)制及其在礦區(qū)排土場復(fù)墾土地上的植物生長狀況等方面的分析，最終選出適宜礦區(qū)內(nèi)生長的植被類型。喬木有油松、樟子松、刺槐、新疆楊、柳樹、梨樹、側(cè)柏、杜松、山楂、櫻桃、云杉、山丁子等，灌木有沙棘、檸條、丁香、女貞、紫花洋槐、歐李、錦雞兒、沙地柏、小葉鼠李等，豆科草種有紫花苜蓿、沙打旺、黃芪、羊柴、草木樨等，禾本科草種有披堿草、羊草、冰草、堿茅、狗尾草等。

3)試驗(yàn)優(yōu)選后提出了礦區(qū)植被重建的關(guān)鍵技術(shù)體系，在實(shí)施試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定了如蓄水截流整地技術(shù)、植樹帶塑料薄膜覆蓋技術(shù)、針闊混交林分有序更替技術(shù)等適宜礦區(qū)植被重建的關(guān)鍵技術(shù)。提出了適宜礦區(qū)環(huán)境特點(diǎn)的露天礦排土場的生態(tài)修復(fù)與植被重建的技術(shù)體系。

［1］ 李玉田.礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)研究［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，1995，15(3):339-343

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［8］ 李相璽，左長清，姚毅臣，等.花崗巖侵蝕區(qū)植被層次結(jié)構(gòu)優(yōu)化模式研究［J］.水土保持研究，1997，4(1):202-207