趙一陽 藍(lán)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(fù)情況進(jìn)行調(diào)查,建立了以適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、配置與結(jié)構(gòu)、恢復(fù)效果為主要評價(jià)指標(biāo)的植被恢復(fù)綜合評價(jià)體系。結(jié)果表明,該區(qū)域恢復(fù)的喬木林樹種為山楊,灌木叢樹種為胡枝子,復(fù)墾農(nóng)田種植的農(nóng)作物為大豆;山楊林的綜合評價(jià)等級為Ⅱ級(良),胡枝子灌叢的綜合評價(jià)等級為Ⅱ級(良),復(fù)墾農(nóng)田的綜合評價(jià)等級為Ⅰ級(優(yōu))。
關(guān)鍵詞大楊樹煤礦;植被恢復(fù);評價(jià)
中圖分類號S181文獻(xiàn)標(biāo)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(fù)已經(jīng)成為全球恢復(fù)生態(tài)研究普遍關(guān)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(diào)發(fā)展[2],生態(tài)恢復(fù)建設(shè)具有重要的理論價(jià)值與實(shí)際意義[3]。煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占有主導(dǎo)地位[4],但煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題已經(jīng)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(fù)墾工作,不僅可以解決人地矛盾,保護(hù)土地資源,也是煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)自身經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑[7],對礦區(qū)塌陷地復(fù)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(fù)植被和主要復(fù)墾農(nóng)田的調(diào)查與評價(jià),提出了適宜的研究地礦區(qū)植被恢復(fù)的模式,為礦產(chǎn)資源開發(fā)區(qū)植被恢復(fù)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(dá)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(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重[10]。針對此類問題,對采煤塌陷區(qū)最早的治理時(shí)間為2005年,經(jīng)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(fù)墾農(nóng)田,復(fù)墾的農(nóng)作物為大豆,恢復(fù)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(diào)查內(nèi)容與方法
2014年8月中旬,通過對大楊樹礦區(qū)植被恢復(fù)工程進(jìn)行實(shí)地考察,按照不同植被恢復(fù)類型分別設(shè)置樣地,每塊樣地隨機(jī)取3個(gè)樣方。樣方面積為10 m×10 m,草本樣方1 m×1 m[11],調(diào)查并記錄樣方中植物的名稱、株數(shù),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(biāo)。同時(shí)記錄有無枯梢、黃葉、凍害、病蟲害情況。
2.2評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建
根據(jù)研究地現(xiàn)有植物配置綜合評價(jià)結(jié)果,選擇礦區(qū)植被恢復(fù)模式,其評價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)適應(yīng)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和立地條件[12-13],能夠綜合體現(xiàn)植物種的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,因此選擇適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、配置與結(jié)構(gòu)、恢復(fù)效果4個(gè)指標(biāo)構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系。
適應(yīng)性評價(jià)指標(biāo)又分為4個(gè)二級指標(biāo),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(jià)指標(biāo)體系評分標(biāo)準(zhǔn)
2.3.1適應(yīng)性指標(biāo)。
適應(yīng)性指標(biāo)旨在鑒定礦區(qū)植被恢復(fù)中所選植物種對生境條件的適應(yīng)能力和適應(yīng)程度,結(jié)合研究地生境,選擇植物耐寒、耐旱、抗風(fēng)、抗?jié)场⒖共∠x、抗污染、耐鹽堿的能力作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表1)。
2.3.2經(jīng)濟(jì)價(jià)值指標(biāo)。
經(jīng)濟(jì)價(jià)值指標(biāo)旨在為礦區(qū)植被恢復(fù)中所選植物種在植被復(fù)建后保護(hù)生態(tài)的同時(shí)對當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)程度做出綜合評價(jià),主要考慮其用途、產(chǎn)量以及經(jīng)濟(jì)價(jià)值(表2)。
2.3.3配置與結(jié)構(gòu)評價(jià)指標(biāo)。
配置與結(jié)構(gòu)指標(biāo)主要考慮植物種數(shù)量、搭配是否合理、復(fù)建植被的垂直結(jié)構(gòu)及其與當(dāng)?shù)刈匀粭l件的吻合程度,在一定程度上能夠反映出復(fù)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(fù)周期,實(shí)現(xiàn)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)一致(表3)。
表1適應(yīng)性評分標(biāo)準(zhǔn)
適應(yīng)性分值評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
強(qiáng)3木本植物造林保存率、草本植物生物量達(dá)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(dá)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(dá)到30%~49%,長勢差,枯梢、黃葉等現(xiàn)象常見,病蟲害、凍害較嚴(yán)重
不適應(yīng)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(yán)重
2.3.6綜合評價(jià)指數(shù)計(jì)算與等級劃分。
綜合評價(jià)指數(shù)計(jì)算公式為:
P=ni=1PiIi
式中,P為綜合評價(jià)指數(shù);Pi為各評價(jià)因子得分;Ii為各評價(jià)因子權(quán)重;n為評價(jià)因子數(shù)。根據(jù)綜合評價(jià)指數(shù),將植被恢復(fù)效果劃分為5個(gè)等級(表6)。
3大楊樹煤礦植被恢復(fù)綜合評價(jià)
3.1山楊林
大楊樹煤礦植被恢復(fù)利用木本恢復(fù)和農(nóng)田復(fù)墾兩種模式,木本恢復(fù)種是山楊和胡枝子,復(fù)墾農(nóng)田的農(nóng)作物是大豆。
由表7可知,山楊林的保存率平均可達(dá)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(fù)墾灌木配置單一,結(jié)構(gòu)層次為單層,符合當(dāng)?shù)氐纳硹l件;其適應(yīng)性2.2分,經(jīng)濟(jì)價(jià)值2分,配置結(jié)構(gòu)1分,恢復(fù)效果3分,綜合評分2.08分,評價(jià)等級Ⅱ級(良)。
3.2胡枝子
胡枝子的保存率平均可達(dá)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(jié)構(gòu)單一,符合當(dāng)?shù)氐纳硹l件(表7);其適應(yīng)性2.7分,經(jīng)濟(jì)價(jià)值3分,配置結(jié)構(gòu)1分,恢復(fù)效果3分,綜合評價(jià)2.28分,評價(jià)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(yán)重的枯枝黃葉現(xiàn)象,符合當(dāng)?shù)氐纳硹l件(表8);有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,其適應(yīng)性3.0分,經(jīng)濟(jì)價(jià)值3分,配置結(jié)構(gòu)1分,恢復(fù)效果3分,綜合評價(jià)2.60分,評級等級Ⅰ級(優(yōu))(表9)。