程萍

（福建省冶金工業(yè)研究所，福建 福州 350011）

礦產(chǎn)資源是十分重要的不可再生自然資源，既是人們重要的生活資料，又是極其重要的社會生產(chǎn)資料，但由于礦產(chǎn)的無序開采，一系列嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題接踵而來，如植被破壞、水土流失、粉塵與噪聲污染、景觀破壞、生態(tài)環(huán)境破碎化等［1］。灰?guī)r是最常用且需求量最大的建筑材料，開山取石是一種必不可少且十分常見的生產(chǎn)活動，并由此形成了數(shù)量眾多的灰?guī)r礦山［2］。而礦山采石留下的是殘缺不全的山體缺口和裸露的巖石，對生態(tài)和景觀的負(fù)面影響極大。礦區(qū)廢棄地的植被恢復(fù)受到了世界各國的普遍重視，成為當(dāng)前研究的熱點之一［3］。

植被修復(fù)是礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)的主要內(nèi)容和目標(biāo)，通過利用不同植物吸收、富集、固定、降解土壤和水體中的污染物并減少或者避免水土流失，同時通過植物的生長增加植被覆蓋，達(dá)到生態(tài)恢復(fù)或生態(tài)改良。在礦山恢復(fù)的各種措施中，植被恢復(fù)具較好的生態(tài)和社會效益，且最為經(jīng)濟(jì)。由于植被修復(fù)的長期性效應(yīng)，相對成本較低和生態(tài)效益明顯，已越來越受到人們的廣泛關(guān)注，并在環(huán)境污染治理、生態(tài)脆弱區(qū)恢復(fù)和景觀美化等方面得到廣泛應(yīng)用［4，5］?；诖?，本研究通過野外群落調(diào)查，從礦區(qū)土壤和植被現(xiàn)狀等角度對福建大田縣王巖—百丈坑灰?guī)r礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境特征進(jìn)行了分析，以期為灰?guī)r礦開采面生態(tài)治理提供林種配置和技術(shù)參考。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于福建省大田縣王巖—百丈坑灰?guī)r礦區(qū)（117°49′11″—117°53′24″E，26°02′38″—26°03′43″N），距大田縣城41km，隸屬于廣平鎮(zhèn)蘇橋村、廣平村，地處沿海內(nèi)陸山區(qū)，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫18.8℃，最高氣溫出現(xiàn)在7—8月，7月最高平均氣溫33.5℃，最低氣溫出現(xiàn)在1—2月，1月最低平均氣溫9.4℃；極端最高氣溫40.2℃，極端最低氣溫－6.3 ℃；年平均降雨量1 563.9 mm，年平均蒸發(fā)量1 374.7mm，年平均風(fēng)速1.2m·s－1，年平均日照1 708h，無霜期295d，地貌以中低山丘陵為主，區(qū)內(nèi)山巒起伏，溝谷發(fā)育。

2 研究方法

2.1 植被調(diào)查

2010年9月，在路線調(diào)查的基礎(chǔ)上，采用樣方法對礦區(qū)及其周邊地區(qū)的不同植被類型進(jìn)行調(diào)查，共設(shè)置有代表性的樣方5個，喬木層樣方為400m2，劃分為5m×5m的小樣方16個；灌木層樣方和草本層樣方面積均為25m2，對樣方內(nèi)的各層植物進(jìn)行每木調(diào)查，記錄樣方內(nèi)每株喬木的種名、樹高、胸徑、冠幅（蓋度）等指標(biāo)。灌木層和草本層記錄每株植物的種名、蓋度等指標(biāo)。拍攝典型植被外貌與結(jié)構(gòu)特征。使用GPS確定各樣方所在點位的海拔和經(jīng)緯度。

2.2 土壤調(diào)查

在植被調(diào)查的同時，對礦區(qū)排土場下游水田農(nóng)作土0～20cm土層的土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測與評價。2010年9月16日在排土場下游水田農(nóng)作土設(shè)置一個采樣監(jiān)測點，對土壤中的pH值和Cu、Zn、Cd、Pb等金屬元素含量進(jìn)行了監(jiān)測。采樣與監(jiān)測過程按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》HJ／T 166－2004中土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查采樣方法進(jìn)行。

2.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均在 Microsoft Office Excel 2003中進(jìn)行整理分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 礦區(qū)周邊植被現(xiàn)狀

根據(jù)實地踏查，大田縣王巖—百丈坑灰?guī)r礦區(qū)的現(xiàn)有植被類型可以分為杉木—稱星樹—五節(jié)芒群叢、杉木—烏飯樹—芒萁群叢、粉葉羊蹄甲灌叢、烏飯樹＋紫珠—五節(jié)芒灌草叢、五節(jié)芒群落等5種。

3.1.1 杉木—稱星樹—五節(jié)芒群叢 該群落樣地位于排土場右岸山坡，群落外貌整齊、結(jié)構(gòu)簡單，喬木層單一，均由杉木組成，樹高7～9m，胸徑10～14 cm，林下多以耐干旱、瘠薄的陽生植物為主，以稱星樹為主要優(yōu)勢種，山胡椒為亞優(yōu)勢種，伴生有米飯花、天仙果、楊梅葉蚊母樹、桃葉石楠、虎皮楠、凍綠、小葉赤楠、新木姜子、紅葉樹、小果薔薇、東南懸鉤子、毛果算盤子、柘樹、酸味子、山莓以及楤木等，層蓋度為45%，植株高度在1.0～3.9m。層間植物有菝葜、海金沙和三葉崖爬藤等，植株高度在1.3～1.7m。草本層以五節(jié)芒為主要優(yōu)勢種，其他還包括芒萁、芒、野艾蒿、白舌紫菀、皺葉狗尾草、山管蘭、柔毛艾納香、金毛耳草、馬藍(lán)、鱗籽莎、千里光和地菍等植物，層蓋度40%，草本層植株高度在0.7～1.3 m，馬尾松與杉木等組成的混交林面積較小。

3.1.2 杉木—烏飯樹—芒萁群叢 該群落樣地位于采礦區(qū)一側(cè)山坡近山脊處，群落總蓋度為86%，喬木層以杉木為主，樹高6～8m，胸徑10～13cm，此外，還有馬尾松2株，平均樹高9m，胸徑14cm，喬木層蓋度為55%。灌木層均為福建廣布種，以烏飯樹為優(yōu)勢種，華山礬為亞優(yōu)勢種，伴生有烏藥、毛花連蕊茶、油桐幼樹、野漆、小葉赤楠、絨楠、山莓、杜莖山、楤木、腺葉野櫻、木荷幼樹、白背葉和大青等，層蓋度為45%，植株高度為0.8～4.2m。層間植物有土茯苓、流蘇藤和酸葉膠藤，株高1.6～2.3m。草本植物以芒萁為主，伴生有香茶菜、地耳草、烏毛蕨、三褶脈紫菀、東風(fēng)草、毛軸莎草、小槐花、鋪地黍和紫蘇等植物，層高度在0.4～1.4m，層蓋度35%。

3.1.3 粉葉羊蹄甲灌叢 該群落樣地位于攔渣壩附近右側(cè)山坡，灌木層以藤狀灌木粉葉羊蹄甲為優(yōu)勢種，層蓋度為65%，灌木層高度在1.0～3.4m，其他伴生植物還有檵木、木荷、杜鵑、毛算盤子、長葉凍綠、粗葉榕、鹽膚木、山雞椒、野漆、長刺木蔥木、楓香幼樹、天仙果和五月茶等植物。層間植物有輪環(huán)藤、蛇葡萄和海金沙等植物，植株高度為1.6～2.0m。草本層以芒萁為優(yōu)勢種，芒為亞優(yōu)勢種，另有烏毛蕨、苔草、三褶脈紫菀、韓信草、紫萁、天名精、扇葉鐵線蕨、一枝黃花、纖毛鴨嘴草、鼠尾草、鵝觀草和鋪地蜈蚣等植物。層蓋度30%，層高度在0.5～1.5m。

3.1.4 烏飯樹＋紫珠—五節(jié)芒灌草叢 調(diào)查樣方位于擬建的排土場的一側(cè)山坡，層次不分明，群落總蓋度86%。灌木層主要以烏飯樹為優(yōu)勢種，紫珠為亞優(yōu)勢種，該層還伴生有連蕊茶、黃梔子、桃葉石楠、石斑木、山礬、油桐幼樹、筆羅子、絨毛潤楠、楊梅幼樹、黑面神、紫珠、烏藥、山烏桕幼樹、老鼠刺、了哥王和軟條七薔薇等植物，層蓋度為55%，層高度在1.0～4.5m。層間植物有玉葉金花、野葛和盒子草等植物。草本層以五節(jié)芒為優(yōu)勢種，其他還包括烏毛蕨、狗脊蕨、白花苦燈籠、蕨、野菊、白花地膽草、南丹參、地菍、白舌紫菀、地耳草和攀倒甑等植物，層蓋度45%，層高度在0.6～1.7m。

3.1.5 五節(jié)芒群叢 該群落樣地位于采礦區(qū)一側(cè)山坡下緣山腳撂荒地處，群落外貌成蒼綠色，草層高1.3～1.7m，群落總蓋度為82%，群落中零星散生灌木種類，如金櫻子、算盤子、雀梅藤、山莓和山芝麻等少量植物。層間植物有菝葜和蘡奧兩種。草本層以五節(jié)芒占絕對優(yōu)勢，伴生有少量藿香薊、鼠尾黍、狗脊蕨、一點紅和星宿菜等植物。

3.2 礦區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測與評價

采用單因子污染指數(shù)法對土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行評價，其表達(dá)式為：

式中：Pi為污染物i的污染指數(shù)；Ci為污染物i的實測濃度；Si為污染物i的評價標(biāo)準(zhǔn)。Pi＜1表示受污染物i的影響未超標(biāo)；Pi＞1表示污染物i的污染超標(biāo)，Pi越大，受污染程度越重。

評價標(biāo)準(zhǔn)為《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618－1995）中的Ⅱ級。

表1 土壤質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果

從表1可見，排土場下游水田的Cu、Zn、Cd和Pb都符合Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 礦區(qū)植被恢復(fù)重建

王巖—百丈坑灰?guī)r礦區(qū)是露天礦與井下礦同時開采的大型礦區(qū)，目前的生態(tài)環(huán)境較為惡劣，缺乏科學(xué)規(guī)劃與合理安排，大量成礦、礦土、礦渣、廢土等在露天無序堆放，造成較為嚴(yán)重的水土流失，缺乏必要的工程圍護(hù)措施和綠化措施。因此，首先應(yīng)對礦區(qū)進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃安排，定點堆放礦物產(chǎn)品和廢棄物，各堆放場盡可能搭建簡易礦棚并建石砌矮墻以防礦物、廢土流失，對廢礦區(qū)和排土場等應(yīng)采取相應(yīng)的植被恢復(fù)措施。

3.3.1 廢礦區(qū)植被恢復(fù) 針對廢礦區(qū)地表裸露、水土流失嚴(yán)重的問題，應(yīng)盡快開展相應(yīng)的植被恢復(fù)措施。對于土壤較豐富的廢礦場可采取種植速生鄉(xiāng)土樹種及灌、草結(jié)合的措施進(jìn)行綠化，對于含石較多的廢礦場則可輔助一定的工程措施如挖大穴、培客土、植大苗的方式進(jìn)行綠化?？蛇x擇木荷、毛竹、山蒼子、山烏桕、海桐花、擬赤楊等，草本可以選擇五節(jié)芒、象草、類蘆、寬葉雀稗等。

3.3.2 排土場植被恢復(fù) 排土場的特點是土層厚而不穩(wěn)定，在暴雨季節(jié)易形成水土流失，土壤的酸性稍弱，適宜用多種速生性、深根性樹種進(jìn)行快速復(fù)綠?？蛇x擇的樹種有火炬松、濕地松、木荷、樟樹、紅錐、泡桐、山烏桕、馬褂木等；草本可以選擇五節(jié)芒、象草、類蘆、寬葉雀稗等；層間植物可選擇金銀花、胡頹子、葛藤等，造林方式采用喬、灌、草、藤結(jié)合，行間混交的方式造林。

4 結(jié)論與討論

在線路調(diào)查的基礎(chǔ)上，采用樣方法對福建省大田縣王巖—百丈坑灰?guī)r礦區(qū)的現(xiàn)有植被類型進(jìn)行了實地踏查，現(xiàn)有植被類型可以分為杉木—稱星樹—五節(jié)芒群叢、杉木—烏飯樹—芒萁群叢、粉葉羊蹄甲灌叢、烏飯樹＋紫珠—五節(jié)芒灌草叢、五節(jié)芒群落等5種。

采用單因子污染指數(shù)法對礦區(qū)排土場下游水田農(nóng)作土0～20cm土層的土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測與評價，其Cu、Zn、Cd和Pb都符合Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)。

礦區(qū)廢棄地環(huán)境惡劣，水土流失嚴(yán)重、土壤酸性強(qiáng)、重金屬含量高、夏天地表溫度極高等因素，嚴(yán)重制約著造林成功率。為提高造林成活率，保障快速成林，礦區(qū)造林應(yīng)實行密植措施，建議喬木造林密度為1m×1m，栽草密度可更密，特別困難地段還可用叢植的方式造林；造林時多樹種、多層次相結(jié)合，構(gòu)建異齡－混交－復(fù)層林；造林時按品字形、魚鱗狀挖大穴或機(jī)械沿等高線環(huán)帶狀開溝，適當(dāng)使用保水劑和下客土，植穴拌熟石灰、稻糠、松樹皮或木屑等改土；采用大容器苗造林，造林后采取高強(qiáng)度撫育管理。

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