礦區(qū)廢棄地栽培中藥材植物的生態(tài)修復(fù)研究

摘要：本研究針對(duì)資源枯竭型城市——湖南耒陽(yáng)市煤炭、錳礦礦區(qū)、公路邊坡等廢棄地恢復(fù)植被和生態(tài)問(wèn)題，在恢復(fù)生態(tài)學(xué)理念的指導(dǎo)下，綜合運(yùn)用集成技術(shù)，將藥用植物金銀花（LoniceraJaponica）、杜仲（EucommiaulmoidesOliv）、黃柏（CortexPhellodendriChinensis）等用于礦區(qū)廢棄地退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。本研究認(rèn)為，礦區(qū)地類型上引進(jìn)的中藥材栽培，具有使示范區(qū)快速?gòu)?fù)綠、群落快速形成的潛力，經(jīng)濟(jì)效益突出，并具有對(duì)煤炭礦區(qū)退化地有一定適應(yīng)能力和恢復(fù)效果。

關(guān)鍵詞：中藥材；生態(tài)修復(fù)；礦區(qū)廢棄地

一、引言

湖南耒陽(yáng)市是湖南的重要能源基地和重金屬礦產(chǎn)地，是全國(guó)50座因可供開(kāi)發(fā)的后備資源不足、面臨“礦竭城衰”的嚴(yán)重威脅的資源枯竭型城市之一，礦山關(guān)閉后造成大量的廢棄土地、遺棄廠礦等遺留給地方政府恢復(fù)利用。這些地方的植被蓋度往往低于5%—12%，生物多樣性下降，嚴(yán)重破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡。若不能很好落實(shí)土地復(fù)墾與生態(tài)重建，就可能產(chǎn)生環(huán)境安全、人居安全隱患，嚴(yán)重地方經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。針對(duì)資源枯竭型城市的礦區(qū)生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展等問(wèn)題突出的現(xiàn)狀，應(yīng)用生物學(xué)和生態(tài)學(xué)原理，以植被恢復(fù)為技術(shù)主線，結(jié)合礦區(qū)不同的立地條件、環(huán)境條件和植物生物學(xué)特征，立足長(zhǎng)遠(yuǎn)和可持續(xù)發(fā)展，兼顧經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一。

在調(diào)查廢棄礦區(qū)的氣候、土壤、水文、立地條件等基礎(chǔ)上，綜合廢棄礦區(qū)的生態(tài)現(xiàn)狀、人文習(xí)慣、所種植物的生物學(xué)特征、以及中藥材的市場(chǎng)前景，我們重點(diǎn)研究了以下三種中藥材在廢棄礦區(qū)的表現(xiàn)。

第一，金銀花，金銀花是一種具保健、藥用、觀賞及生態(tài)功能于一體的經(jīng)濟(jì)植物，也是國(guó)務(wù)院確定的名貴中藥材之一。具有清熱解毒、消炎退腫、保肝抗病毒、延緩衰老的功效，尤其具有良好的預(yù)防“SARS”病毒和抗艾滋病功能。金銀花廣泛應(yīng)用在制藥、香料、化妝品、保健食品、飲料等領(lǐng)域，已開(kāi)發(fā)出很多產(chǎn)品，如雙黃連口服液、金銀花含片、金銀花茶、銀麥啤酒、金銀花洗面奶等，備受消費(fèi)者青睞。金銀花樹(shù)姿優(yōu)美，花朵芬芳，是園林綠化優(yōu)良植物。由于金銀花根系發(fā)達(dá)，土壤要求不嚴(yán)，耐旱、耐寒熱、耐瘠薄、耐鹽堿等抗逆性強(qiáng)的特點(diǎn)，是水土保持和石漠化治理的良好樹(shù)種，也是退化生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的理想植物。

第二，杜仲，為落葉喬木，是我國(guó)特有中藥材樹(shù)種之一。杜仲皮供藥用，具有補(bǔ)肝腎、強(qiáng)筋骨、益腰膝、除酸痛、降血壓等功效。杜仲皮和葉中含有豐富的維生素E和胡蘿卜素及人體需要的10余種元素，現(xiàn)已研制杜仲茶、杜仲酒和口服液等多種保健飲品。杜仲除木質(zhì)部外，各器官和組織均含存重要的工業(yè)原料杜仲膠，具有良好的絕緣性和粘著性，廣泛應(yīng)用于電器工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和電訊器材上業(yè)。杜仲的適應(yīng)性廣，耐寒性較強(qiáng)，我國(guó)長(zhǎng)江、黃河、淮河及海河流域都適合栽培。杜仲為深根系樹(shù)種，具有耐干旱的能力，對(duì)土壤條件要求不嚴(yán)格，在輕酸性土及輕堿性土都能生長(zhǎng)。杜仲干直，枝葉茂密，根系發(fā)達(dá)，樹(shù)姿優(yōu)美是優(yōu)良園林綠化樹(shù)種。

第三，黃柏又名黃波羅，為蕓香科落葉喬木。是我國(guó)珍貴的傳統(tǒng)出口創(chuàng)匯中藥之一。以樹(shù)皮入藥，有健脾止瀉、清熱燥濕、瀉火解毒和抑菌的功效。主治前列腺炎、尿路感染、胃腸炎、痢疾、黃疸型肝炎等多種常見(jiàn)疾病。近年來(lái)研究證明黃柏皮對(duì)乙肝表面抗原有抑制作用，其提取物有降血壓和降血糖作用，其潛在藥用價(jià)值也越來(lái)越引起人們的重視。歷來(lái)為緊缺中藥，野生資源遭大量砍伐，已經(jīng)被國(guó)家列為重點(diǎn)的植物保護(hù)資源，貨源不足已成定局。因黃柏既可藥用，又可材用，使得人工栽培具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的社會(huì)效益。黃柏對(duì)氣候適應(yīng)性強(qiáng)，成年樹(shù)喜陽(yáng)光。野生 見(jiàn)于避風(fēng)山間谷地，混生在闊葉林中。喜深厚土壤，喜潮濕、喜肥、怕澇、耐寒。

本研究選定資源枯竭型城市——耒陽(yáng)市比較普遍性的廢棄地：公路下邊坡、煤礦廢棄地、錳礦廢棄地等3種類型的廢棄地，采用金銀花、杜仲、黃柏等三種名貴中藥材，開(kāi)展廢棄礦區(qū)的生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)研究，主要研究這三種名貴中藥材在3種類型廢棄地上的生態(tài)修復(fù)功能。

二、材料與方法

考慮到廢棄礦區(qū)土壤結(jié)構(gòu)、保水、保肥力較差，土壤有機(jī)質(zhì)含量低等因素，為縮短生態(tài)恢復(fù)時(shí)間，在試材選用上，金銀花為2年生扦插苗、杜仲、黃柏為3年生實(shí)生苗。同時(shí)采取在栽植時(shí)加少量有機(jī)肥+保水劑等措施。3種廢棄地分別是：位于小水鎮(zhèn)的錳礦廢棄礦區(qū)，位于大義鎮(zhèn)的煤礦廢棄礦區(qū)及公路下邊坡。2009年2月前栽植。在上述3種廢棄地類型上分別栽種667m2，栽植后按常規(guī)栽培技術(shù)規(guī)范進(jìn)行管理。

在生長(zhǎng)期間不間斷進(jìn)行生長(zhǎng)觀察記錄，并于2011年按照不同中藥材的生物學(xué)特性，進(jìn)行調(diào)查生長(zhǎng)量與生物量，以此時(shí)三種中藥材樹(shù)種生長(zhǎng)季基本結(jié)束為準(zhǔn)。生長(zhǎng)量：以2年生長(zhǎng)量平均值為依據(jù)，本研究調(diào)查新梢的長(zhǎng)度、粗度和數(shù)量。生物量：?jiǎn)沃甑厣喜恐l的鮮重。覆蓋度：覆蓋度（%）=枝條覆蓋面積/調(diào)查面積×100%。數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顯著性檢驗(yàn)在P<0.05水平。本研究中設(shè)30次重復(fù)，其他的處理和調(diào)查均為5次重復(fù)。

三、結(jié)果與分析

（一）不同中藥材樹(shù)種在不同廢棄地的成活率

3個(gè)品種在3種類型廢棄上的平均成活率高達(dá)91.8%，成活率均比較高，如表1所示。金銀花在3種廢棄類型上成活率的總平均值達(dá)97.7%，顯著高于杜仲和黃柏；主要原因金銀花的根系發(fā)達(dá)、須根多、抗逆性強(qiáng)。三類廢棄礦區(qū)種中藥材成活率結(jié)果還表明，錳礦廢棄礦區(qū)栽培中藥材成活率較高，但差距不十分明顯。

（二）新梢的長(zhǎng)度、粗度和數(shù)量

在公路下邊坡的新梢的生長(zhǎng)長(zhǎng)度最長(zhǎng)，廢棄錳礦上的新梢其次，兩者之間差異不顯著；廢棄煤礦的新梢梢最短，與公路邊坡以及廢棄錳礦地差異十分顯著，如表2所示。

不同樹(shù)種在3種廢棄類型上的新梢粗度比較而言，金銀花最粗，其次為黃柏，它們之間沒(méi)有顯著的差距，杜仲的粗度最細(xì)，與金銀花和黃柏之間有顯著的差異，不同廢棄地新梢粗度表明不同中藥材在煤礦廢棄地新梢最細(xì)，并且與其他兩種廢棄地差異顯著，如表3所示。

在枝條數(shù)量方面，在3個(gè)廢棄類型上均為金銀花、黃柏顯著高于杜仲，公路邊坡、錳礦廢棄地顯著高于煤礦廢棄地，如表4所示。

（三）生長(zhǎng)量

總體來(lái)看，三個(gè)樹(shù)種的平均生長(zhǎng)量在廢棄地類型上的表現(xiàn)為公路邊坡>錳礦>煤礦，但公路邊坡和錳礦之間無(wú)顯著差異，而顯著大于煤礦廢棄地。在樹(shù)種類型上，金銀花顯著高于黃柏、黃柏顯著高于杜仲，這說(shuō)明金銀花在各個(gè)類型的廢棄地上有著良好的適應(yīng)性和抗逆性，是優(yōu)良的生態(tài)恢復(fù)樹(shù)種之一。雖然黃柏高于杜仲，但無(wú)顯著差異。就單個(gè)樹(shù)種而言，金銀花生長(zhǎng)量表現(xiàn)為公路邊坡與錳礦顯著高于煤礦，杜仲表現(xiàn)為公路邊坡顯著高于錳礦與煤礦，黃柏在錳礦廢棄地生長(zhǎng)量顯著高于公路邊坡與錳礦廢棄地。這說(shuō)明了不同中藥材對(duì)不同廢棄地有著不同的適應(yīng)性。

（四）三種中藥材用于不同類型廢棄地進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的綜合評(píng)價(jià)

本研究的3個(gè)中藥材樹(shù)種均能應(yīng)用于公路邊坡、煤礦、錳礦廢棄地進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，其中金銀花3種廢棄類型上的生態(tài)修復(fù)效果最好。

四、結(jié)論

金銀花、杜仲、黃柏種均能用于公路邊坡、煤礦、錳礦廢棄地進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，其中金銀花效果更好些，這與其具有特殊的形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)和枝條粗壯有關(guān)。本研究認(rèn)為，在3類廢棄地上栽培這三種中藥材，具有使礦區(qū)廢棄地快速?gòu)?fù)綠、當(dāng)年成景和群落快速形成的潛力，并具有對(duì)不同退化跡地的適應(yīng)能力和恢復(fù)效果。

不同的中藥材對(duì)不同的廢棄地類型有著不同的適應(yīng)性，我們應(yīng)該進(jìn)一步研究不同類型的廢棄地適宜中藥材品種，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。

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*本文屬湖南省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目，課題編號(hào)：湘哲社領(lǐng)[2010]21號(hào)，項(xiàng)目編號(hào)為：2010YBB095；湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目：課題編號(hào)：10C0591

（作者單位：鄭意生，湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院；陳杰，湖南工學(xué)院）