寧夏農(nóng)林科技， Ningxia Journal of Agri. and Fores. Sci.amp;Tech. 2023， 64（06）：15-18，53

基金項(xiàng)目：中央財(cái)政林業(yè)科技推廣示范項(xiàng)目“賀蘭山礦區(qū)蒙古扁桃等馴化樹種生態(tài)修復(fù)技術(shù)示范與推廣”（2021ZY01）。

作者簡(jiǎn)介：李英武（1969—），男，甘肅蘭州人，正高職高級(jí)工程師，主要從事林木種苗及森林旅游管理工作。

收稿日期：2022-12-15" 修回日期：2023-06-07

摘 要：適宜樹種的篩選和使用是礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵，為解決賀蘭山露天礦區(qū)生態(tài)修復(fù)中因植物選擇及客土缺乏導(dǎo)致造林成活率不高的問題，本研究以蒙古扁桃、長(zhǎng)柄扁桃、紅花多枝檉柳和甘蒙檉柳4種灌木為試驗(yàn)材料，在賀蘭山清水溝和頭鑫礦區(qū)開展試驗(yàn)，通過統(tǒng)計(jì)成活率、生長(zhǎng)量及調(diào)查造林效果，篩選出適宜礦區(qū)栽植的灌木樹種。結(jié)果表明，4種灌木2年生容器苗的成活率和新梢生長(zhǎng)量均高于1年生容器苗。2年生容器苗栽植第二年，紅花多枝檉柳成活率最高，為87.8%～91.7%;長(zhǎng)柄扁桃成活率最低，為75.5%;蒙古扁桃和長(zhǎng)柄扁桃的成活率均以清水溝礦區(qū)最高，紅花多枝檉柳和甘蒙檉柳成活率均以頭鑫礦區(qū)最高。蒙古扁桃和長(zhǎng)柄扁桃2年生容器苗栽植第二年，樹穴覆蓋黑色膜較對(duì)照可提高成活率8.0%、13.0%。因此，在清水溝礦區(qū)適宜客土栽植蒙古扁桃和長(zhǎng)柄扁桃2年生容器苗，在頭鑫礦區(qū)適宜栽植紅花多枝檉柳和甘蒙檉柳2年生容器苗。賀蘭山礦區(qū)4種灌木樹種造林對(duì)比試驗(yàn)可為相近立地條件礦區(qū)生態(tài)修復(fù)苗木選擇提供實(shí)踐依據(jù)。

關(guān)鍵詞：賀蘭山礦區(qū); 生態(tài)修復(fù); 灌木; 植樹造林

中圖分類號(hào)：S725""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""" 文章編號(hào)：1002-204X（2023）06-0015-04

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2023.06.006

Comparison Experiment on Afforestation of Four Shrub Species

in Helan Mountain Mining Area

Li Yingwu1， Yang Yang2， Zhu Wei2， Quan Zhuo2， Jia Guojing1

（1.Ningxia State-Owned Forest Farm and Seedling Work Station， Yinchuan， Ningxia 750021; 2.Ningxia Zhongsen Ecological Environment （Group） Co.， Ltd.， Yinchuan， Ningxia 750021）

Abstract The selection and use of suitable tree species are crucial for ecological restoration in mining areas. In order to address the low survival rate of afforestation due to plant selection and the lack of topsoil in the open-pit mining area of Helan Mountain， this study selected four shrub species， including Amygdalus mongolica， Amygdalus pedunculata， Caragana microphylla， and Caragana monosperma， as test materials， and conducted experiments in Qingshuigou and Touxin mining areas of Helan Mountain. Through the analysis of survival rate， growth， and afforestation effect， suitable shrub species for planting in the mining area were identified. The results show that the survival rate and new shoot growth of two-year-old container seedlings are higher than those of one-year-old container seedlings. In the second year of planting， Caragana microphylla has the highest survival rate， ranging from 87.8% to 91.7%， while Amygdalus pedunculata has the lowest， 75.5%. The highest survival rates of Amygdalus mongolica and Amygdalus pedunculata are in Qingshuigou， while the highest survival rates of Caragana microphylla and Caragana monosperma are in Touxin. In the second year of planting， using black film to cover the tree pits can increase the survival rate of two-year-old container seedlings of Amygdalus mongolica and Amygdalus pedunculata by 8.0% and 13.0% compared to the control. Therefore， two-year-old container seedlings of Amygdalus mongolica and Amygdalus pedunculata are suitable for planting in Qingshuigou mining area， and two-year-old container seedlings of Caragana microphylla and Caragana monosperma are suitable for planting in Touxin mining area. This experiment can provide practical basis for selecting seedlings for ecological restoration in mining areas with similar site conditions.

Key words Helan Mountain mining area; Ecological restoration; Shrub; Afforestation

賀蘭山是我國(guó)位于北方的生物多樣性中心，也是我國(guó)西部重要的植被分界線，作為我國(guó)中溫帶半干旱、干旱及荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)的典型代表，其生態(tài)環(huán)境直接影響著黃河、銀川平原、河套平原及西北其他地區(qū)的生態(tài)安全[1-2]。賀蘭山礦產(chǎn)資源豐富，由于歷史原因，在賀蘭山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)各類礦企無序、過度和分散開發(fā)，導(dǎo)致地表裸露，土層缺失，植被荒蕪，渣土和煤矸石遍地[3]，對(duì)賀蘭山土壤、地表水、固體廢物環(huán)境及生物多樣性等產(chǎn)生了嚴(yán)重影響[4-5]。

近年來，寧夏全面啟動(dòng)了賀蘭山礦區(qū)整治修復(fù)工作。經(jīng)過場(chǎng)地平整、削坡回填、廢渣清運(yùn)、邊坡覆土、撒播草籽等手段，初步完成生態(tài)治理工作[6]。但賀蘭山礦區(qū)生態(tài)環(huán)境歷經(jīng)長(zhǎng)期粗放式開發(fā)，仍然存在諸多問題：如土地的挖損及壓占導(dǎo)致植被退化和土壤養(yǎng)分缺失[7];回填客土結(jié)構(gòu)差，覆土松軟，容易遭受雨水沖刷流失;很多先進(jìn)生態(tài)修復(fù)技術(shù)和工程措施成本過高[8-9]，難以大面積實(shí)施;礦區(qū)水資源短缺，鄉(xiāng)土樹種及容器苗的開發(fā)利用率不高，選擇的修復(fù)植物耐瘠薄、耐旱等抗逆性差?？傮w來看，賀蘭山礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)形勢(shì)依舊不容樂觀。目前，關(guān)于賀蘭山不同礦區(qū)立地條件灌木樹種造林的研究較少。

因此，本試驗(yàn)以具有代表性的賀蘭山兩類礦區(qū)為立地條件，選擇4種鄉(xiāng)土樹種容器苗開展礦區(qū)生態(tài)修復(fù)研究，以期為賀蘭山礦區(qū)生態(tài)環(huán)境改善和礦山植被恢復(fù)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于寧夏賀蘭山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)緩沖區(qū)內(nèi)清水溝礦區(qū)和頭鑫礦區(qū)。該地氣候類型為溫帶大陸性氣候，全年日照充足，年平均氣溫為9.16 ℃±0.46 ℃，年平均最低氣溫為-21.3 ℃±1.13 ℃，年平均最高氣溫為34.3 ℃±1.10 ℃;年平均降水量為167.5～188.8 mm，降雨集中在6—8月;蒸發(fā)強(qiáng)烈，年蒸發(fā)量為1 708.7～

2 512.6 mm;空氣干燥，無霜期短。

清水溝礦區(qū)（以下簡(jiǎn)稱清水溝）試驗(yàn)地為覆土煤矸石地，土壤含鹽量為0.2～1.1 g/kg;苗木灌溉水為試驗(yàn)地附近蓄積的礦坑水，其含鹽量為0.8～1.7 g/kg，pH值為7.5～8.1。礦區(qū)周圍天然優(yōu)勢(shì)植物群落為酸棗、蒙古扁桃、豬毛菜等。頭鑫礦區(qū)試驗(yàn)地為露天煤礦廢棄渣土場(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱頭鑫），土壤中主要含有石灰石、砂礫、石英、風(fēng)化巖石等，土壤含鹽量為0.9～4.0 g/kg，pH值為7.4～9.2;礦坑水含鹽量1.8～3.8 g/kg，pH值7.8～8.5。礦區(qū)周圍天然優(yōu)勢(shì)植物為檉柳、沙蒿、霸王、紅砂、芨芨草、白莖鹽生草等。

1.2 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)選取4種鄉(xiāng)土植物作為試驗(yàn)樹種，分別為蒙古扁桃（Amygdalus mongolica （Maxim.） Ricker）、長(zhǎng)柄扁桃（Amygdalus pedunculata Pall.）、紅花多枝檉柳（Tamarix ramosissima Ledeb.）、甘蒙檉柳（Tamarix austromongolica Nakai），要求植株健壯、無病害、根系完整。各試驗(yàn)苗木規(guī)格如表1所示。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2021年4月3日開始，在具有代表性的2種立地類型的賀蘭山煤礦試驗(yàn)地分別開展1年生和2年生4種灌木容器苗的栽植對(duì)比試驗(yàn)。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)樹種設(shè)3次重復(fù)，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積為600 m2，栽植150株，株行距為2 m×2 m，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取20株掛牌，用于測(cè)定生長(zhǎng)量。

苗木栽植采用人工打點(diǎn)，機(jī)械挖坑，樹坑長(zhǎng)寬深約為40 cm×40 cm×50 cm。栽植前所有容器苗在莖高20～25 cm處截干，起苗運(yùn)輸前3 d左右灌透水1次。現(xiàn)場(chǎng)栽植時(shí)，容器苗先脫袋，再栽植于更換了種植土（黃土摻施5%有機(jī)肥）的樹坑內(nèi)。所有苗木栽植后灌定根水1次，之后每隔10 d灌水1次，共灌水4次。試驗(yàn)期間采取相同的撫育管理措施。撫育期間著重預(yù)防病蟲害，清理樹坑中被洪水沖刷進(jìn)去的泥土。

分別于2021年9月和2022年8月調(diào)查成活率、測(cè)定生長(zhǎng)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

用Microsoft Excel和SPSS軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同礦區(qū)立地類型對(duì)灌木樹種造林成活率的影響

成活率可直接反映植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。由表2可知，2021年和2022年4種灌木1年生容器苗在清水溝和頭鑫造林成活率均表現(xiàn)為紅花多枝檉柳最高，長(zhǎng)柄扁桃最低。與2021年相比，2022年兩類礦區(qū)4種灌木的成活率均有下降，清水溝下降最多的是紅花多枝檉柳，為9.8%;頭鑫下降最多的是長(zhǎng)柄扁桃，為12.2%。在2022年，2種扁桃的成活率表現(xiàn)為清水溝顯著高于頭鑫，而2種檉柳的成活率表現(xiàn)為頭鑫顯著高于清水溝。

由表3可以看出，2021年4種灌木2年生容器苗在清水溝和頭鑫礦區(qū)的成活率差異不顯著;在2021和2022年，同一礦區(qū)4種灌木中紅花多枝檉柳成活率最高，且顯著高于甘蒙檉柳、長(zhǎng)柄扁桃和蒙古扁桃。2022年在兩類礦區(qū)僅長(zhǎng)柄扁桃的成活率有顯著差異，其他灌木間差異不顯著。

2.2 不同礦區(qū)立地類型對(duì)灌木樹種新梢生長(zhǎng)量的影響

新梢生長(zhǎng)量是植物生命力是否旺盛的直接體現(xiàn)。由表4可見，2種扁桃1年生容器苗生長(zhǎng)緩慢，2種檉柳生長(zhǎng)較為旺盛。在2021年，頭鑫蒙古扁桃新梢生長(zhǎng)量最低，為5.2 cm;紅花多枝檉柳新梢生長(zhǎng)量在兩類礦區(qū)間差異顯著，且在同一礦區(qū)顯著高于甘蒙檉柳、蒙古扁桃和長(zhǎng)柄扁桃。在2022年，頭鑫紅花多枝檉柳新梢生長(zhǎng)量最高，為59.2 cm;同一灌木的新梢生長(zhǎng)量在兩類礦區(qū)間差異顯著，2種扁桃新植生長(zhǎng)量在清水溝顯著高于頭鑫，而2種檉柳新植生長(zhǎng)量在頭鑫顯著高于清水溝;且同一礦區(qū)，4種灌木新梢生長(zhǎng)量間差異顯著。

由表5可知，在不同灌木2年生容器苗造林中，2021年蒙古扁桃新梢生長(zhǎng)量最低，為6.8 cm;紅花多枝檉柳新梢生長(zhǎng)量最高，達(dá)到63.1 cm。在2022年，同一灌木新梢生長(zhǎng)量在兩類礦區(qū)間均差異顯著;在清水溝不同灌木的生長(zhǎng)量也存在顯著差異，2種扁桃在清水溝的新梢生長(zhǎng)量顯著高于頭鑫，而2種檉柳在頭鑫的新梢生長(zhǎng)量顯著高于清水溝。

2.3 栽植穴內(nèi)覆蓋與未覆蓋黑膜造林成活率比較

為了進(jìn)一步探究礦區(qū)造林技術(shù)，試驗(yàn)開展了覆膜造林試驗(yàn)研究。在苗木栽植時(shí)，于頭鑫礦區(qū)開展了2年生容器苗栽植穴內(nèi)覆蓋黑膜的對(duì)照試驗(yàn)，結(jié)果如表6所示。

由表6可知，2021年長(zhǎng)柄扁桃覆蓋黑膜較未覆蓋黑膜可顯著提高成活率4.6%;2022年2種扁桃在栽植穴內(nèi)覆蓋黑膜與未覆蓋黑膜之間的成活率差異顯著，覆蓋黑膜可提高成活率8.0%、13.0%。2021年和2022年2種檉柳覆蓋黑膜與不覆蓋黑膜的成活率間差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

礦區(qū)廢棄地的植被恢復(fù)與重建工作受到世界各國(guó)高度重視，也成為許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。谷金鋒等[10]針對(duì)雞西市礦區(qū)植被恢復(fù)模式提出客土能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)，苗木成活率和生長(zhǎng)量較高。邱漢周[11]研究了煤礦區(qū)植被恢復(fù)模式，篩選出適宜煤礦區(qū)種植的植物：刺槐、臭椿、苜蓿。李富平等[12]對(duì)馬蘭莊鐵礦區(qū)排土場(chǎng)采用覆土重建模式，并選擇刺槐、紫穗槐、沙棘等先鋒樹種和適宜樹種。

本試驗(yàn)在賀蘭山清水溝和頭鑫礦區(qū)試驗(yàn)地栽植蒙古扁桃、長(zhǎng)柄扁桃、紅花多枝檉柳和甘蒙檉柳，對(duì)比分析了2種苗齡容器苗成活率和生長(zhǎng)量。試驗(yàn)結(jié)果表明，①4種灌木2年生容器苗的成活率和新梢生長(zhǎng)量均高于1年生容器苗，2年生容器苗的成活率由高到低依次為紅花多枝檉柳、甘蒙檉柳、長(zhǎng)柄扁桃、蒙古扁桃，新梢生長(zhǎng)量由大到小依次為紅花多枝檉柳、甘蒙檉柳、長(zhǎng)柄扁桃、蒙古扁桃。②4種灌木2年生容器苗栽植第二年，2種扁桃在清水溝的成活率高于頭鑫，2種檉柳在頭鑫的成活率高于清水溝。紅花多枝檉柳成活率最高，為87.8%～91.7%;其次為甘蒙檉柳和蒙古扁桃;長(zhǎng)柄扁桃成活率最低，為75.5%。③蒙古扁桃和長(zhǎng)柄扁桃2年生容器苗栽植穴內(nèi)覆蓋黑膜較不覆蓋黑膜栽植，第二年可提高成活率8.0%、13.0%。

本試驗(yàn)選擇抗逆性強(qiáng)的容器苗在2類立地類型礦區(qū)進(jìn)行造林，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，2類礦區(qū)4種灌木容器苗越冬后第二年的成活率均會(huì)有不同幅度下降，2種檉柳在清水溝成活率的下降幅度高于頭鑫，而2種扁桃頭鑫成活率下降幅度高于清水溝;同時(shí)在造林越冬后苗木出現(xiàn)新梢生長(zhǎng)緩慢、發(fā)黃等現(xiàn)象。這可能與本試驗(yàn)樹坑換土量少，苗木適應(yīng)時(shí)間短有關(guān)。清水溝礦區(qū)試驗(yàn)地為覆土煤矸石地，土壤粒間空隙大，養(yǎng)分含量低，保水保肥能力極弱，熱容量較小，土壤溫度變幅較大;而頭鑫礦區(qū)土壤中粗礫、礫石含量高，其下為母巖風(fēng)化的碎屑物，鹽堿度較高。廢棄礦區(qū)作為一種特殊的立地類型，極大地限制了一些抗性差的樹種存活與生長(zhǎng)，但從造林成本、成活率角度考慮，結(jié)合本試驗(yàn)結(jié)果，建議在賀蘭山煤矸石山樹坑客土栽植2年生蒙古扁桃和長(zhǎng)柄扁桃容器苗，在廢棄渣土地栽植2年生紅花多枝檉柳和甘蒙檉柳容器苗。

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責(zé)任編輯：達(dá)海莉