大楊樹煤礦采煤塌陷區(qū)植被恢復(fù)效果調(diào)查與評價

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)價值、配置與結(jié)構(gòu)、恢復(fù)效果為主要評價指標(biāo)的植被恢復(fù)綜合評價體系。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；山楊林的綜合評價等級為Ⅱ級（良），胡枝子灌叢的綜合評價等級為Ⅱ級（良），復(fù)墾農(nóng)田的綜合評價等級為Ⅰ級（優(yōu)）。

關(guān)鍵詞大楊樹煤礦；植被恢復(fù)；評價

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，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)。同時記錄有無枯梢、黃葉、凍害、病蟲害情況。

2.2評價指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)研究地現(xiàn)有植物配置綜合評價結(jié)果，選擇礦區(qū)植被恢復(fù)模式，其評價指標(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)和社會效益，因此選擇適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)價值、配置與結(jié)構(gòu)、恢復(fù)效果4個指標(biāo)構(gòu)建評價指標(biāo)體系。

適應(yīng)性評價指標(biāo)又分為4個二級指標(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)?、抗病蟲、抗污染、耐鹽堿的能力作為評價標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

2.3.2經(jīng)濟(jì)價值指標(biāo)。

經(jīng)濟(jì)價值指標(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，主要考慮其用途、產(chǎn)量以及經(jīng)濟(jì)價值（表2）。

2.3.3配置與結(jié)構(gòu)評價指標(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綜合評價指數(shù)計(jì)算與等級劃分。

綜合評價指數(shù)計(jì)算公式為：

P=ni=1PiIi

式中，P為綜合評價指數(shù)；Pi為各評價因子得分；Ii為各評價因子權(quán)重；n為評價因子數(shù)。根據(jù)綜合評價指數(shù)，將植被恢復(fù)效果劃分為5個等級（表6）。

3大楊樹煤礦植被恢復(fù)綜合評價

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)價值3分，配置結(jié)構(gòu)1分，恢復(fù)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(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)價值，其適應(yīng)性3.0分，經(jīng)濟(jì)價值3分，配置結(jié)構(gòu)1分，恢復(fù)效果3分，綜合評價2.60分，評級等級Ⅰ級（優(yōu)）（表9）。