李坤軍 王曙光 伍謀殊

（1.邵陽市水土保持科學(xué)技術(shù)推廣站 邵陽市 422000；2.湖南省水土保持監(jiān)測總站 長沙市 410007）

引 言

由礦山開采產(chǎn)生的廢棄地、尾礦、廢渣引發(fā)的環(huán)境污染以及生態(tài)環(huán)境問題已經(jīng)引起了社會各界的廣泛重視。在礦山這種極度退化的生境中，植物修復(fù)是礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)的最佳途徑之一。植被的恢復(fù)與重建是礦山生態(tài)恢復(fù)的重要環(huán)節(jié)，通過人工選擇物種，可以縮短植被演替的進(jìn)程，加快礦山廢棄地的生態(tài)重建進(jìn)程，從而恢復(fù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和功能良好的生態(tài)系統(tǒng)。在這個惜地如金、以人為本的年代，對采礦廢棄地進(jìn)行植被恢復(fù)與生態(tài)重建，具有重大的現(xiàn)實(shí)和理論意義。

然而廢棄地土壤結(jié)構(gòu)差，植物生長所需的有機(jī)質(zhì)及生長元素都逐步消退，并且土壤中重金屬含量又相對較高，對植物的生長非常不利。國內(nèi)外在廢棄地復(fù)墾研究上也有了一些成果，但關(guān)于有色金屬礦山廢棄地植被恢復(fù)研究還相對較少，可借鑒的直接經(jīng)驗(yàn)較少。本文旨在通過高家坳金礦廢棄地進(jìn)行植被恢復(fù)的試驗(yàn)研究，對采礦地植被修復(fù)結(jié)果及存在的問題進(jìn)行深入分析，從而為金礦廢棄地及中國南方同類礦山的植被恢復(fù)與生態(tài)重建提供依據(jù)。

1 高家坳金礦廢棄地植被快速恢復(fù)試驗(yàn)

1.1 礦區(qū)概況

高家坳金礦位于東經(jīng) 111°16′59″～111°17′54″，北緯 27°23′41″～27°24′38″，地處湖南省西南部地區(qū)，位于邵陽市新邵縣巨口鋪鎮(zhèn)境內(nèi)，距邵陽市區(qū)約30 km，距新邵縣城約25 km，有簡易公路2 km與礦區(qū)西側(cè)的S217省道相通，交通較為便利。礦區(qū)所在的巨口鋪鎮(zhèn)境內(nèi)多山地丘陵，屬于典型的中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，光熱充足，雨水充沛，且雨熱同季。境內(nèi)多年年平均氣溫17.2℃，歷年極端最高氣溫為40℃，極端最低氣溫為-10℃，多年平均降水量1 375.5 mm，無霜期 276 d。

高家坳金礦建于1992年，占地面積95.2 hm2，使用較常見的露天開采作業(yè)方式，其采礦工藝流程分為剝離—鑿巖—爆破—采裝—運(yùn)輸—堆浸6個步驟，平均每年開采、選冶礦石10萬t左右。經(jīng)過20余年的開采，礦區(qū)內(nèi)已形成了大面積的堆渣場，棄渣總體積約達(dá)18.34萬m3，大部分堆放在廢礦堆區(qū)，少量堆于堆浸場外側(cè)或開采場地上。由于種種原因，堆渣場表面的植被一直沒有恢復(fù)，水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重，給下游群眾生活生產(chǎn)及安全造成嚴(yán)重威脅。

1.2 基本原則

堅持生態(tài)修復(fù)優(yōu)先、防災(zāi)避險、安全穩(wěn)定的原則；堅持誰破壞、誰治理的原則；堅持因地制宜、經(jīng)濟(jì)適用的原則。注重使用鄉(xiāng)土樹種進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，弱化人工痕跡、淡化城市味道，力爭在較短的時間內(nèi)到達(dá)近自然的綠化效果。

1.3 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

以高家坳金礦廢棄地為例，重點(diǎn)研究適宜礦區(qū)廢棄地生長的植被物種、栽培方式及管護(hù)技術(shù)，以及植被的生長對廢棄地土壤容重、有機(jī)質(zhì)等因素的影響，為同類礦山廢棄地的植被恢復(fù)與生態(tài)重建提供參考依據(jù)及推廣應(yīng)用。

1.4 試驗(yàn)過程

（1）場地選擇。本次試驗(yàn)場地為高家坳金礦礦區(qū)內(nèi)坡度＜35°、坡面穩(wěn)定、不再傾倒廢渣、且無植被覆蓋的堆渣場。為滿足試驗(yàn)對比觀察的要求，本次試驗(yàn)在盡可能尊重坡體結(jié)構(gòu)和原始地形的基礎(chǔ)上，按每個分區(qū)面積控制在（100～200）m2的原則，將試驗(yàn)場地劃分為4個試驗(yàn)分區(qū)。

（2）植被選擇。對廢棄地土壤的物化、生化性質(zhì)進(jìn)行分析，查明土壤的pH值、土表水、通氣性、土壤氮素及土壤溫度等的基礎(chǔ)上，按照礦區(qū)廢棄地植被的選取原則，以及參考相關(guān)文獻(xiàn)及資料，本試驗(yàn)采用喬灌草結(jié)合的方式，對礦山廢棄地植被進(jìn)行恢復(fù)。根據(jù)植被選擇的原則，本次試驗(yàn)選擇的喬木有柏木、杉木、棕櫚；灌木有胡枝子、馬甲子；草本類有百喜草、狗牙根、高羊茅。

（3）植物配置。為方便觀察記錄不同的植物配置方式時植被的恢復(fù)情況，現(xiàn)將4個試驗(yàn)分區(qū)分別記為A、B、C、D區(qū)。各試驗(yàn)分區(qū)的植被配置方式見表1。

表1 植被配置方式表

（4）整地、種植方式。為盡可能提高土壤含水量，保證蓄水保墑的效果，改善土壤的理化結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，防止有機(jī)質(zhì)的流失，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，促進(jìn)幼苗生長，縮短郁閉年限，并結(jié)合堆渣坡面的坡位、坡向、坡度等實(shí)際情況，本次試驗(yàn)采用帶狀的水平溝整地方式。水平溝整地即按照“等高線，延坡轉(zhuǎn)，寬一定，長不限，死土挖出，活土回填”的方法進(jìn)行整地。

考慮到礦區(qū)實(shí)際情況以及運(yùn)輸成本等問題，植被栽植時無法滿足回填土的要求，本次試驗(yàn)只在苗木栽種處回填了少量的土壤，等苗木入坑后，就近采用渣土回填。

（5）管護(hù)方式。盡量減少人工管護(hù)，節(jié)約人工成本，只在栽種前期進(jìn)行施肥、澆水，之后任其自然生長。如遇極端干旱天氣時應(yīng)及時澆水，出現(xiàn)病蟲害時進(jìn)行防治。

（6）數(shù)據(jù)收集處理。每月中旬對4個試驗(yàn)區(qū)的植被生長情況（包括成活率、根系分布情況、植被覆蓋度）進(jìn)行觀察記錄，不僅在時間上分析植被生長情況，還應(yīng)在空間上進(jìn)行比較分析（不同小區(qū)之間、同一小區(qū)上下坡面之間）；在植被栽植前以及在植被恢復(fù)過程中，應(yīng)對土壤進(jìn)行取樣，測定其土壤含水率、容重、pH、土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷等關(guān)鍵指標(biāo)，比較分析指標(biāo)的變化情況。

1.5 成果及結(jié)論

本試驗(yàn)開始時間為2014年1月，本文采用2014年1月至2015年12月獲取的數(shù)據(jù)。

（1）不同配置方式植被恢復(fù)情況分析。各試驗(yàn)分區(qū)不同植物配置調(diào)查結(jié)果見表2。從表2中可以看出，B區(qū)內(nèi)的植物配置模式（杉木×胡枝子×混合草籽）的生長情況（植被覆蓋度、生物量、成活率等）最佳，D區(qū)內(nèi)的植物配置模式（胡枝子×馬甲子×混合草籽）的生長情況次之，C區(qū)內(nèi)的植物配置模式（棕櫚×胡枝子×混合草籽）的生長情況相對最差。

表2 不同植物配置調(diào)查表

（2）不同配置模式喬、灌、草生長情況分析。不同配置模式下植被生長情況調(diào)查結(jié)果見表3。通過對表3中數(shù)據(jù)的對比分析，植物長勢相對較好的B區(qū)內(nèi)的植物配置模式 （杉木×胡枝子×混合草籽）和D區(qū)內(nèi)的植物配置模式 （馬甲子×胡枝子×混合草籽），且4種模式的灌木長勢均明顯好于喬木和草本。

表3 不同配置模式下植被生長情況 cm

經(jīng)過對該時間段數(shù)據(jù)的處理與分析，得出以下相關(guān)結(jié)論：

（1）植被恢復(fù)情況。成活率：從對已選植被的調(diào)查結(jié)果及分析來看，植被成活率排序從高到低依次為灌木、草本、喬木；生長速度：灌木（胡枝子、馬甲子）的生長速度明顯快于喬木和草本；上下坡面差別：小區(qū)上坡面較下坡面植被成活率略高。以上說明，對試驗(yàn)區(qū)而言，灌木的適應(yīng)性要大于喬木及草種，上坡面的植被成活率要大于下坡面。

（2）土壤性質(zhì)變化情況。植被恢復(fù)后土壤的物理化學(xué)性質(zhì)較恢復(fù)前有了明顯的變化，不同植物、不同生長情況下的土壤性質(zhì)也存在一定的差別。以上說明，植物群落演替過程，其實(shí)質(zhì)也是植物與土壤相互影響和相互作用的過程。

（3）植被恢復(fù)模式選擇。保護(hù)與利用相結(jié)合，采用“喬灌草”搭配方式，本文建議植被配置方式選用模式2（杉木×胡枝子×混合草籽）。

2 存在問題及展望

（1）以上試驗(yàn)是在已選定的幾種植被中進(jìn)行的，不排除有更適宜于在高家坳金礦廢棄地生長的植被；由于沒有更多的比較，無法說明喬、灌、草的生長情況是其本身的結(jié)果還是相互之間相互影響的結(jié)果，即在植物的配置方式上還具有很大的選擇性。

（2）由于本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)收集期較短，應(yīng)延長觀測期，確保數(shù)據(jù)的代表性和準(zhǔn)確性。

（3）本試驗(yàn)的成果是針對高家坳金礦廢棄地的植被恢復(fù)，同類礦山在運(yùn)用及以后的推廣的過程中，還應(yīng)在此研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合各礦區(qū)廢棄地的實(shí)際情況，有針對性的選擇物種來進(jìn)行植被恢復(fù)及生態(tài)重建。

采礦廢棄地的植被恢復(fù)與生態(tài)重建研究涉及生態(tài)、工程、美學(xué)、經(jīng)濟(jì)以及社會等多方面的內(nèi)容，具有很強(qiáng)的研究價值和廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。中國的采礦廢棄地等破碎化景觀規(guī)模巨大，在當(dāng)今構(gòu)建生態(tài)文明、人地矛盾急劇增加的大背景下，對此類廢棄地的景觀修復(fù)有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

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