王夢 張繼衛(wèi) 馬伊俐 申吳燕 雪熱提江·麥提努日 麻浩 時威 吐爾遜娜依·熱依木

摘要：為大南湖二礦生態(tài)建設篩選適合植物種類。采用植物調(diào)查方法對生態(tài)建設區(qū)的原生鄉(xiāng)土植物、礦區(qū)引進植物以及人工引進非目標植物進行了實地調(diào)查并分析了其分布情況。研究結果發(fā)現(xiàn)：該區(qū)植物共11科，23屬，24種。植物科、屬數(shù)差異很大。在礦區(qū)分布的各類植物中：禾本科廣泛分布礦區(qū)辦公區(qū)前公園綠地、公路兩旁、小型人工濕地。人工引進非目標植物種類中禾本科植物種類占大多數(shù)。提出了在礦區(qū)生態(tài)建設植物中耐鹽堿的豆科植物種類，在礦區(qū)修復中可以改善土壤肥力，可以選擇為礦區(qū)生態(tài)建設種;為增加礦區(qū)生態(tài)建設植物的觀賞效果可加入耐鹽堿其它科屬的觀花植物。

關鍵詞：哈密大南湖二礦;植物分布;適合礦區(qū)植物種類

中圖分類號：X37 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）22-0021-05

1 引言

新疆哈密大南湖二礦，地表主要以自然原始的戈壁、裸巖礫石為主，無植被生長，生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱。被譽為“黑色金子，工業(yè)食糧”的煤炭資源[1]，是18世紀以來人類使用的主要能源之一，為工業(yè)化建設提供了強有力的支撐[2]。然而，隨著露天煤礦的大量開采，礦區(qū)土地資源、地下水資源和生態(tài)環(huán)境遭到破壞。煤礦露天開采將逐步挖損和占壓原地貌的礫幕層，從而導致礫幕層對地表風蝕的防護功能喪失[3～6]，同時，露天開采過程中形成大面積的裸露面和大體量的松散堆體，如不采取有效措施，極易成為當?shù)仫L沙天氣的物質(zhì)源頭，導致生態(tài)系統(tǒng)進一步惡化，土壤鹽堿化更為嚴重。為保障礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，合理的利用當?shù)剜l(xiāng)土植物，科學修復礦區(qū)被擾動的環(huán)境，加強植物豐富度，當務之急，應先對礦區(qū)植物分布情況進行調(diào)查研究[7～9]。植物調(diào)查是了解研究區(qū)植被分布情況最簡單直接的方式[10～13]。本研究通過調(diào)查了解大南湖二礦未擾動區(qū)和人工擾動區(qū)植物種類及植物分布情況，以期為大南湖二礦生態(tài)建設篩選適合植物種類，科學地指導礦區(qū)生態(tài)修復。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

調(diào)查地點位于新疆哈密大南湖二礦礦區(qū)。哈密市屬于溫帶大陸性干燥氣候，春季多風沙天氣，氣溫變化大、夏季炎熱，水分蒸發(fā)嚴重、秋季較涼爽，冬季寒冷，空氣干燥。年最高溫度43℃，最低氣溫-32℃。大南湖二礦大氣透明度高、少云、光資源豐富、日照時間長，年日照時數(shù)3300～3500h，是我國日照時間最多的地區(qū)之一。年降水量少，僅有33.8mm，蒸發(fā)量3300mm[14～16]。

2.2 調(diào)查方法

2.2.1 資料收集

通過文獻資料，查閱新疆植物志，對新疆哈密地區(qū)鄉(xiāng)土植物進行初步了解。

2.2.2 采樣植物樣本

實地采集植物標本，及時記錄下來，標注地點、采集時間、海拔高度、采集人、植物名、科屬后放進標本夾。無法確定的植物，采集下來，同時也標注地點、采集時間、海拔高度、采集人，放入標本夾，并對植物進行拍照，以備回實驗室鑒定。

2.2.3 植物種的鑒定

將采集回來后的植物標本帶回實驗室，結合實地采樣[17]時照片，對照《新疆植物檢索表》《新疆高等植物檢索表》《新疆植物志》《中國植物志》等對植物標本進行植物種名鑒定。

3 結果與分析

3.1 無人為干擾區(qū)植物分布情況及分析

新疆哈密大南湖礦區(qū)原生植被主要種有：怪柳（Tanzarix chinensis）、駱駝刺（Alhagi sparsi folia）、花花柴（Karelinia caspia）、黑果構杞（Lycium ruthenicum）等。

無人為干擾區(qū)屬于戈壁荒漠，鹽堿化嚴重，常年風沙天氣，因新疆哈密屬于溫帶大陸性干燥氣候，常年降水缺乏，水分蒸發(fā)流失嚴重，調(diào)查區(qū)現(xiàn)場較少看見植被出現(xiàn)，沒有大型喬木，植被較好地區(qū)，僅有怪柳、駱駝刺、花花菜、黑果構杞能夠正常生長，四種植物耐鹽堿、抗早性強。從表1可看出，該地區(qū)怪柳生長比較好，分布較廣泛。調(diào)查區(qū)的駱駝刺分布較廣泛、生長旺盛，常被當?shù)剞r(nóng)民采割后喂養(yǎng)家畜。花花柴作為風媒的植物，種子傳播范圍廣泛，其特性耐鹽堿、耐干早，分布較廣泛。黑果構杞在調(diào)查區(qū)少量出現(xiàn)。調(diào)查結果見表

3.2 人為干擾區(qū)植物分布情況及分析

根據(jù)大南湖礦區(qū)內(nèi)各地方植被分布功能需求的不同[18]，將大南湖二礦分為3個調(diào)查小區(qū)[19]，即：礦區(qū)辦公區(qū)公園綠地、公路兩旁、小型人工濕地，為方便調(diào)查統(tǒng)計。

3.2.1 礦區(qū)人工引進目標植物種類分布

（1）礦區(qū)辦公區(qū)公園綠地。喬木植物：榆樹（Ulmuspumila）;灌木植物：金葉榆（Ulmus pumila'）、怪柳、紫穗槐（Amorpha fruticosa）;草本地被植物：地被菊（Chrysanthemum morifolium）、馬藺（Iris lactea）。

（2）公路兩旁。喬木植物：榆樹;灌木植物：檉柳;草本地被植物：五葉地錦（Parthenocissus quinquefo-lia）。

（3）小型人工濕地。草本地被植物：蘆葦（Phrag-mites communis）。

礦區(qū)辦公區(qū)公園綠地，主要目的是滿足大南湖二礦職工日常休憩娛樂的功能，主要植物來源均是綠化植物種類。綠地植被區(qū)均有滴管滿足日常植物所需水量。因礦區(qū)裸露面屬無植被區(qū)，此處植物密集程度形成鮮明對比。喬木選擇當?shù)剜l(xiāng)土樹種榆樹，耐鹽堿、耐旱、耐風沙，適應性強。因戈壁風沙較大，對榆樹進行支架支撐進行保護。礦區(qū)辦公區(qū)綠地在灌木的選用落葉灌木紫穗槐和鄉(xiāng)土植物怪柳，為豐富員工視覺享受，用榆樹的變異型金葉榆，使之有色差。在草本地被植物的選擇上，引用俗稱“千年不死草”的馬藺，抗逆性強、耐旱、耐鹽堿、耐寒并且耐踐踏。馬藺，屬于鳶尾科，開藍紫色花，是荒漠修復，園林綠化常用植物。主要觀花植物地被菊，花色豐富，植被低矮且密集緊簇，可減少土壤裸露面（圖1、2）。

公路兩旁綠化植物主要作用是防風固沙，在戈壁道路兩邊起著引導路線作用。調(diào)查中主要有2種形式榆樹+怪柳、榆樹+五葉地錦兩種模式。其中榆樹+怪柳模式主要是在運輸?shù)缆穬蓚?，榆樹和怪柳耐鹽堿，防風固沙首選植物。在非以煤礦運輸為主要目的的道路兩側引用榆樹+五葉地錦，滴管滿足植物日常水分需求。小型人工濕地附近水分充足，蘆葦生長良好。

3.2.2 礦區(qū)人工引進非目標植物種類分布

礦區(qū)建廠綠化時，人為引進目標植物途中，在換土，移植過程中，土壤中帶進礦區(qū)非目標植物。

（1）礦區(qū)辦公區(qū)公園綠地。草本地被植物：堰麥草（Elytrigia repens）、披堿草（Elymus dahuricus）、紫花首蓿（Medicago sativa）、矢車菊（Centaurea cyanus）、麥藍菜（Vaccaria segetalis）、馬齒莧（Portulaca oleracea）、蒲公英（Taraxacum mongolicum）、狗牙根（Cynodondactylon）、狗尾草（Setaria viridis）、剪股穎（Agrostismatsumurae）。

（2）公路兩旁。草本地被植物：蘆葦、狗尾草。

（3）小型人工濕地。草本地被植物：豬毛菜（Salsolacollina）、花花柴、堿蓬（Suaeda glauca）、矢車菊、狗尾草、灰綠藜（Chenopodium glaucum）。

從調(diào)查數(shù)據(jù)中看出，人工引進非目標植物[20]種類比人工引進目標植物種豐富，但人工引進非目標植物分布廣泛，適應和抗逆能力比人工引用植物強[21]。在一定情況下，人工引進非目標植物與當?shù)刂参餇帄Z土壤養(yǎng)分、水分、空間。人工引進非目標植物對礦區(qū)辦公區(qū)公園綠地景觀效果造成了一定的影響。3個調(diào)查小區(qū)，人工引進非目標植物均為草本植物，礦區(qū)辦公區(qū)前公園綠地、小型人工濕地，人工引進非目標植物種因為水分、風蝕情況的差異，比公路兩旁物種豐富（圖3～5）。

3.2.3 哈密大南湖礦區(qū)現(xiàn)有植物分布地點

從表2中可看出，該區(qū)植物共11科，23屬，24種。禾本科植物廣泛分布在礦區(qū)辦公區(qū)前公園綠地、公路兩旁、小型人工濕地。

4 討論

對大南湖二礦植物調(diào)查結果人工引進非目標植物均為草本植物，其中禾本科占絕對優(yōu)勢。在植物修復中可以考慮以草本植物為主要類型[22]，在播種和生長效果比喬木灌木效果占優(yōu)勢，增加物種豐富度應把重點落腳在草本植物。調(diào)查區(qū)出現(xiàn)豆科紫花首蓿，豆科植物有固氮作用，可引進種植，同時做綠肥用以改善土壤肥力。礦區(qū)修復以恢復生態(tài)為主要目的，但也要考慮觀賞性，改善員工生活質(zhì)量?？梢钥紤]抗逆性強的植物，例如薰衣草（Lavandula angustifolia）、羅布麻（A.venetum.）、甘藍型油菜（Brassica napus）、紅豆草（Onobrychis vici-aefolia.）、苦馬豆（Sphaerophysa salsula）等觀花植物。使得生態(tài)修的過程中，既改善了礦區(qū)環(huán)境，又成為一處景觀。

借鑒前人在植物修復中應用的科屬[23-27]，以及現(xiàn)場實地調(diào)查研究分析，禾本科、豆科、菊科、藜科、榆科、怪柳科等，對土壤要求不嚴苛，耐鹽堿，適應性強，將來可用于礦區(qū)修復中。實際建議適應生態(tài)建設植物種如表3所示。

4 結論

通過實地調(diào)查的出結果：①原有植物種包含：怪柳科、菊科、豆科、茄科。②建礦后人工引進目標植物包含：榆科、柳科、菊科、豆科、葡萄科、鳶尾科。②礦區(qū)人工引進非目標植物包含：豆科、禾本科、菊科、藜科。④適合生態(tài)建設植物包含：禾本科、豆科、菊科、藜科、怪柳科、胡頹子科、蒺藜科、石竹科、莧科、唇形科、夾竹桃科、十字花科、榆科等。

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收稿日期：2019-09-26

基金項目：戈壁荒漠區(qū)露天煤礦水土保持與生態(tài)建設關鍵技術研究

作者簡介：王夢（1987-），女，碩士，研究方向為露天礦環(huán)境保護。

通訊作者：吐爾遜娜依·熱依木（1968），女，副教授，博士，研究生導師，研究方向為草地生態(tài)。