宜昌市礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡植被恢復(fù)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(xué)院，湖北 宜昌 443000； .三峽大學(xué) 水利與環(huán)境學(xué)院，湖北 宜昌 443000)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)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(yán)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(dǎo)致生物多樣性減少、地質(zhì)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，因此生態(tài)環(huán)境修復(fù)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(fù)容限[2]。近年來，國家加大了礦山生態(tài)修復(fù)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(shí)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(jī)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(fù)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(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上進(jìn)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(fù)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(xué)[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(jìn)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(fù)樣地內(nèi)植物種類共計(jì)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(jìn)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(fù)樣地內(nèi)，隨生態(tài)修復(fù)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(dòng)邊坡植被生態(tài)修復(fù)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(shí)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(gè)波動(dòng)的過程。

2 礦區(qū)植被恢復(fù)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(fù)物種的篩選應(yīng)充分考慮修復(fù)地的立地條件和植物的生物學(xué)生態(tài)學(xué)特性，將兩者有機(jī)結(jié)合起來。依循植物學(xué)及生態(tài)恢復(fù)學(xué)的理論，篩選及運(yùn)用時(shí)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(jì)性原則在內(nèi)的物種篩選原則。

2.2 物種推薦

目標(biāo)植物群落設(shè)計(jì)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(biāo)類型、選擇植物種類并進(jìn)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(biāo)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(diǎn)。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(fù)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(fù)中可先噴播一定量的草種作為先鋒物種。因草灌混播時(shí)，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(xiàn)統(tǒng)計(jì)，篩選出礦區(qū)礦渣廢棄地邊坡植被生態(tài)修復(fù)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(hù)和水土保持措施，為快速達(dá)到邊坡復(fù)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(shí)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(lán)+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(fù)程度均不相同，因此在邊坡生態(tài)修復(fù)過程中要因地制宜地進(jìn)行植被恢復(fù)物種的選擇和物種配置模式的設(shè)置。尤其是在修復(fù)的中后期，要適時(shí)根據(jù)修復(fù)效果及植被的生長狀況進(jìn)行物種補(bǔ)充。

礦山廢棄地的生態(tài)恢復(fù)是當(dāng)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(fù)多數(shù)是在閑置多年后生態(tài)環(huán)境問題極為嚴(yán)重時(shí)才開始，而在閑置的較長時(shí)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(kuò)展，僅靠篩選物種無法達(dá)到邊坡生態(tài)修復(fù)的最終目的，應(yīng)該及時(shí)對整個(gè)礦區(qū)環(huán)境可能會(huì)遭受到的破壞程度進(jìn)行評(píng)估，制訂相應(yīng)的生態(tài)修復(fù)技術(shù)方案。

[1] 朱愛蘋.礦山廢棄場地植被修復(fù)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(fù)過程中基質(zhì)改良與植被重建研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)雜志,2012,31(2):460-467.

[3] 尚玉昌.普通生態(tài)學(xué)[M].3版.北京:北京大學(xué)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(fù)及生態(tài)效應(yīng)研究[D].宜昌:三峽大學(xué),2012:13.

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