趙一陽 藍登明 德永軍 馬少薇 尚潔
摘要以大楊樹煤礦采煤塌陷區(qū)作為研究對象,采用樣方法對其植被恢復情況進行調查,建立了以適應性、經濟價值、配置與結構、恢復效果為主要評價指標的植被恢復綜合評價體系。結果表明,該區(qū)域恢復的喬木林樹種為山楊,灌木叢樹種為胡枝子,復墾農田種植的農作物為大豆;山楊林的綜合評價等級為Ⅱ級(良),胡枝子灌叢的綜合評價等級為Ⅱ級(良),復墾農田的綜合評價等級為Ⅰ級(優(yōu))。
關鍵詞大楊樹煤礦;植被恢復;評價
中圖分類號S181文獻標識碼A文章編號0517-6611(2015)34-099-02
目前,礦區(qū)環(huán)境治理和生態(tài)恢復已經成為全球恢復生態(tài)研究普遍關注的議題之一,受到各國的普遍重視[1]。謀求人類與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展[2],生態(tài)恢復建設具有重要的理論價值與實際意義[3]。煤炭在我國能源結構中占有主導地位[4],但煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題已經成為礦區(qū)乃至區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重大制約因素[5-6],積極開展礦區(qū)塌陷地復墾工作,不僅可以解決人地矛盾,保護土地資源,也是煤礦企業(yè)實現(xiàn)自身經濟可持續(xù)發(fā)展的重要途徑[7],對礦區(qū)塌陷地復墾模式的研究成為必要[8]。筆者以大楊樹煤礦為研究對象,通過對該地區(qū)典型恢復植被和主要復墾農田的調查與評價,提出了適宜的研究地礦區(qū)植被恢復的模式,為礦產資源開發(fā)區(qū)植被恢復提供了合理的建議。
1研究區(qū)概況
大楊樹礦區(qū)位于鄂倫春自治旗和莫力達瓦自治旗交匯處,礦區(qū)地處高平原地貌區(qū)[9],地理位置124°32′36″~124°33′52″ E,49°38′40″~49°40′12″ N,氣候類型為溫帶與寒溫帶大陸性氣候,無霜期90~110 d,年平均氣溫-5.2 ℃,年平均降水量500 mm左右。大興安嶺林木資源豐富,主要樹種有興安落葉松(Larix gmelinii)、樟子松(Pinus sylvestnis var. mongolica)、紅皮云杉(Picea koraiensis)、白樺(Betula platyphylla)等[9],在濕潤的森林條件下,形成森林土壤,有灰化土、灰棕壤、棕壤、灰色森林土和褐土等。大楊樹礦區(qū)面積3 358 km2,主要開采煤炭資源,以井工開采為主。目前已全部閉坑,治理前礦區(qū)地面沉降、地裂縫塌陷地質災害嚴重[10]。針對此類問題,對采煤塌陷區(qū)最早的治理時間為2005年,經過10 a的治理,塌陷區(qū)得到了良好的改善。塌陷區(qū)回填后,部分作復墾農田,復墾的農作物為大豆,恢復效果較好,部分排列種植了喬木林和灌木叢,喬木林種植的植物為山楊,灌木叢種植的植物為胡枝子。
2研究方法
2.1調查內容與方法
2014年8月中旬,通過對大楊樹礦區(qū)植被恢復工程進行實地考察,按照不同植被恢復類型分別設置樣地,每塊樣地隨機取3個樣方。樣方面積為10 m×10 m,草本樣方1 m×1 m[11],調查并記錄樣方中植物的名稱、株數,木本植物的高度、蓋度、生長狀況,以及草本植物的生物量指標。同時記錄有無枯梢、黃葉、凍害、病蟲害情況。
2.2評價指標體系構建
根據研究地現(xiàn)有植物配置綜合評價結果,選擇礦區(qū)植被恢復模式,其評價指標體系應適應當地的自然條件和立地條件[12-13],能夠綜合體現(xiàn)植物種的生態(tài)、經濟和社會效益,因此選擇適應性、經濟價值、配置與結構、恢復效果4個指標構建評價指標體系。
適應性評價指標又分為4個二級指標,分別為木本植物造林保存率(草本植物的生長量)(占整體分值的30%)、生長狀況(占整體分值的30%)、病蟲害現(xiàn)象(占整體分值的20%)、凍害現(xiàn)象(占整體分值的20%)。
2.3評價指標體系評分標準
2.3.1適應性指標。
適應性指標旨在鑒定礦區(qū)植被恢復中所選植物種對生境條件的適應能力和適應程度,結合研究地生境,選擇植物耐寒、耐旱、抗風、抗?jié)场⒖共∠x、抗污染、耐鹽堿的能力作為評價標準(表1)。
2.3.2經濟價值指標。
經濟價值指標旨在為礦區(qū)植被恢復中所選植物種在植被復建后保護生態(tài)的同時對當地生產生活、經濟發(fā)展的貢獻程度做出綜合評價,主要考慮其用途、產量以及經濟價值(表2)。
2.3.3配置與結構評價指標。
配置與結構指標主要考慮植物種數量、搭配是否合理、復建植被的垂直結構及其與當地自然條件的吻合程度,在一定程度上能夠反映出復建植被的穩(wěn)定性和抵御不良生態(tài)條件的能力,又能衡量礦區(qū)植被恢復周期,實現(xiàn)與周圍環(huán)境相協(xié)調一致(表3)。
表1適應性評分標準
適應性分值評價標準
強3木本植物造林保存率、草本植物生物量達到自然植被的80%以上,生長旺盛,無病蟲害、凍害現(xiàn)象
中2木本植物造林保存率、草本植物生物量達到50%~79%,生長正常,有輕微病蟲害、凍害
差1木本植物造林保存率、草本植物生物量達到30%~49%,長勢差,枯梢、黃葉等現(xiàn)象常見,病蟲害、凍害較嚴重
不適應0木本植物造林保存率、草本植物生物量低于29%,長勢差,枯梢、黃葉、病蟲害、凍害現(xiàn)象嚴重
2.3.6綜合評價指數計算與等級劃分。
綜合評價指數計算公式為:
P=ni=1PiIi
式中,P為綜合評價指數;Pi為各評價因子得分;Ii為各評價因子權重;n為評價因子數。根據綜合評價指數,將植被恢復效果劃分為5個等級(表6)。
3大楊樹煤礦植被恢復綜合評價
3.1山楊林
大楊樹煤礦植被恢復利用木本恢復和農田復墾兩種模式,木本恢復種是山楊和胡枝子,復墾農田的農作物是大豆。
由表7可知,山楊林的保存率平均可達87.3%,與對照區(qū)蓋度的百分比是83.3%,有輕度的病蟲害,基本無枯枝黃葉現(xiàn)象,沒有凍害現(xiàn)象,復墾灌木配置單一,結構層次為單層,符合當地的生境條件;其適應性2.2分,經濟價值2分,配置結構1分,恢復效果3分,綜合評分2.08分,評價等級Ⅱ級(良)。
3.2胡枝子
胡枝子的保存率平均可達82.7%,與對照區(qū)蓋度的百分比為75.2%,基本沒有病蟲害以及枯枝黃葉現(xiàn)象,沒有凍害現(xiàn)象,配置結構單一,符合當地的生境條件(表7);其適應性2.7分,經濟價值3分,配置結構1分,恢復效果3分,綜合評價2.28分,評價等級Ⅱ級(良)。
3.3大豆
塌陷區(qū)與對照區(qū)大豆生物量的百分比為81.0%,基本無病蟲害以及凍害,也沒有嚴重的枯枝黃葉現(xiàn)象,符合當地的生境條件(表8);有很高的經濟價值,其適應性3.0分,經濟價值3分,配置結構1分,恢復效果3分,綜合評價2.60分,評級等級Ⅰ級(優(yōu))(表9)。