不同植被恢復(fù)方式對無機(jī)鹽工業(yè)廢棄地生物多樣性影響

尉淑珍 昝亞玲

(山西運(yùn)城學(xué)院生命科學(xué)系，運(yùn)城 044000)

不同植被恢復(fù)方式對無機(jī)鹽工業(yè)廢棄地生物多樣性影響

尉淑珍 昝亞玲

(山西運(yùn)城學(xué)院生命科學(xué)系，運(yùn)城 044000)

以運(yùn)城鹽湖無機(jī)鹽工業(yè)廢棄地改造試驗段為調(diào)查對象，采用樣方分析法，對景觀帶、淡水濕地帶、工業(yè)廢棄地過渡帶和恢復(fù)帶生物多樣性進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果表明：樣地內(nèi)共有植物74種，分屬37個科。物種多樣性以淡水濕地帶>景觀帶>過渡帶>恢復(fù)帶；由物種豐富度Margalef和多樣性指數(shù)Simpson分析，兩者趨于一致，淡水濕地帶指數(shù)最高，景觀帶略低于淡水濕地帶，恢復(fù)帶指數(shù)最低，景觀帶和淡水濕地帶植物種類豐富，且以人工栽培品種占優(yōu)勢，人工干預(yù)的效果明顯，恢復(fù)帶和過渡帶以草本植物為主，種類單一。

工業(yè)廢棄地；樣方調(diào)查；生物多樣性

工業(yè)廢棄地是指那些曾經(jīng)被用于生產(chǎn)，現(xiàn)在被擱置的土地，如礦產(chǎn)企業(yè)、制造企業(yè)、港口等，隨著工業(yè)革命和傳統(tǒng)工業(yè)的改造升級，遺留了大量的工業(yè)廢棄地，大量的土地和水體資源的浪費(fèi)，它也給人類的生存環(huán)境帶來了嚴(yán)重威脅[1]。由于生態(tài)環(huán)境日益惡化，工業(yè)廢棄地的修復(fù)和重建迫在眉睫。工業(yè)廢棄地修復(fù)一般采用的方式有：植被恢復(fù)、水體凈化、工業(yè)場地廢棄材料的再利用等，2013年對運(yùn)城鹽湖的工業(yè)廢棄地開始“生態(tài)環(huán)境綜合整治”，主要采用植被恢復(fù)和水體凈化方式，其中植被多樣性恢復(fù)是治理的重點。

1 場地的概況和研究方法

1.1 場地的概況

山西省運(yùn)城鹽湖位于晉、陜、豫三省交界處的黃河金三角地帶。鹽湖礦產(chǎn)資源豐富，湖中含有鉀鹽、鎂鹽、硫酸鹽及食鹽等，是山西省重要的無機(jī)鹽化工基地[2]，也是山西經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。但是隨著多年的開采，無機(jī)鹽礦產(chǎn)資源在逐年萎縮，工業(yè)廢棄地從鹽湖周邊向內(nèi)在不斷的增加。從1990年到2000年十年間工業(yè)廢棄地增加了約12.64km2[3]。植物種類從鹽湖周邊向內(nèi)也呈現(xiàn)遞減趨勢。鹽湖自然生態(tài)系統(tǒng)退化日趨嚴(yán)重，處于極度不平衡狀態(tài)。

2013年開始政府對鹽湖工業(yè)廢棄地開始綜合整治，根據(jù)土壤、水體的綜合概況將場地分為景觀帶、淡水濕地帶、過渡帶和恢復(fù)帶，其中景觀帶以人工栽培植物和景觀改造為主，淡水濕地帶以淡水處理工程和水生植物凈化為主，過渡帶和恢復(fù)帶因為土壤含鹽量過高以自然生長的耐鹽和喜鹽植物為主。本次通過對鹽湖工業(yè)廢棄地及周邊不同地帶的植被修復(fù)方式和生物多樣性分析，為鹽湖工業(yè)廢棄地的進(jìn)一步改造進(jìn)行植物配置提供參考依據(jù)。

1.2 研究內(nèi)容與方法

調(diào)查以運(yùn)城鹽湖工業(yè)廢棄地改造試驗段為基點，以四個樣帶，即景觀帶、淡水濕地帶、工業(yè)廢棄地過渡帶和恢復(fù)帶為取樣點，從每個樣地中分別選取4～6個樣方，林地群落：面積為10m×10m；灌草群落：面積為5m×5m；疏林草地群落：面積為1m×1m。調(diào)查記錄樣地中植物的種類、數(shù)量、植物的生長情況、種類組成的數(shù)量特征等指標(biāo)。利用Excel計算密度、蓋度、頻度、重要值等指標(biāo)，分析植物的多樣性[4-5]。

2 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)調(diào)查的4個樣帶內(nèi)喬灌木草的數(shù)量、高度、冠幅、頻度、蓋度等指標(biāo)，利用Excel計算出相對密度、蓋度、頻度、重要值等，分析物種豐富度指數(shù)Margalef指數(shù)和多樣性Simpson指數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 植物種類數(shù)量特征分析

樣地內(nèi)共有植物74種，分屬37個科。木本植物種類以薔薇科、松科、柏科為主，草本植物以藜科、菊科、禾本科為主[5]。

3.1.1 不同地帶的植物種類數(shù)量特征及重要值

由表1、表2可知，景觀帶植物種類18種，淡水濕地帶30種，過渡帶7種，恢復(fù)帶只有3種，植物種類成遞減趨勢，景觀帶和淡水濕地帶中人工栽培的種類多。景觀帶中物種重要值排名前三位的喬木類為：旱柳>苦楝>圓柏；灌木類以次為鋪地柏、火炬樹(灌)、紫穗槐；淡水濕地帶喬木類重要值為刺槐>臭椿>大葉黃楊(小喬木)，灌木類以人工栽培的大葉黃楊(球)、金葉女貞(籬)和月季比較高；過渡帶中喬木類只有檉柳。由表2可知，草本類植物種類為淡水濕地帶>景觀帶>過渡帶>恢復(fù)帶，以淡水濕地帶種類最多，達(dá)15種。除景觀帶外，其他三個帶均有耐鹽草本：堿蓬、鹽角草和二色補(bǔ)血草，而且三種草本的重要值從淡水濕地帶、過渡帶到恢復(fù)帶逐漸增加。

表1 不同地帶的植物喬灌木種類數(shù)量特征及重要值

表2 不同地帶的草本種類數(shù)量特征及重要值

3.1.2 物種組成的性質(zhì)分析

物種組成的性質(zhì)是決定生物多樣性最重要的因素，也是鑒別不同群落類型的基本特征[5]。由表3可知景觀帶中木本植物、草本植物均有優(yōu)勢種；淡水濕地帶中優(yōu)勢種以木本植物為主；過渡帶中優(yōu)勢種以草本植物為主；而恢復(fù)帶中只有草本植物，且優(yōu)勢明顯。

表3 鹽湖改造試驗段物種組成的性質(zhì)分析表

3.2 不同地帶物種多樣性指數(shù)

物種多樣性是一個區(qū)域或一個生態(tài)系統(tǒng)可測定的生物學(xué)特征，因此一般用物種多樣性指標(biāo)來分析生物多樣性。豐富度指數(shù)指測定一定時間或者空間范圍內(nèi)的物種數(shù)目以表達(dá)生物的豐富程度；物種多樣性指數(shù)是將物種豐富度與種的多度結(jié)合起來的函數(shù)Simpso[4，6]，本文采用豐富度指數(shù)Margalef和多樣性指數(shù)Simpson進(jìn)行評價。圖1豐富度指數(shù)Margalef指數(shù)：D=(S-1)/lnN，式中，S為群落中的總種數(shù)目，N為觀察到的個體總數(shù)。圖2 Simpson多樣性指數(shù)D=1-ΣPi2，式中，Pi種的個體數(shù)占群落中總個體數(shù)的比例。由圖1顯示，不同地帶的生物豐富度指數(shù)依次為淡水濕地帶>景觀帶>過渡帶>恢復(fù)帶，圖2顯示，不同地帶的生物多樣性Simpson指數(shù)依次為淡水濕地帶>景觀帶>過渡帶>恢復(fù)帶。豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)趨于一致。

圖1 不同樣帶的Margalef豐富度指數(shù)

圖2 不同樣帶的Simpson多樣性指數(shù)

4 結(jié)論與討論

(1)從樣地植物種類分布及重要值看，通過樣地調(diào)查，樣地內(nèi)共有植物74種，分屬37個科。木本植物種類以薔薇科、松科、柏科為主，草本植物以藜科、菊科、禾本科為主。對不同地帶的植物種類數(shù)量特征及重要值分析，淡水濕地帶植物種類最多，景觀帶次之，恢復(fù)帶最少，景觀帶中，旱柳、苦楝、圓柏等喬木，鋪地柏、紫穗槐、火炬樹(灌)等灌木，以及麥冬、紅花酢漿草等草本植物長勢良好；在淡水濕地帶中，對植物多樣性形成影響大的有刺槐、臭椿、大葉黃楊(小喬木)等喬木，月季、金葉女貞(籬)等灌木以及堿蓬、阿爾泰狗娃花、圓葉錦葵、鹽角草等草本植物；過渡帶中，植物種類較之前兩個樣帶減少，灌木及小喬木只有檉柳一種且生長茂盛，草本植物中堿蓬、鹽角草、蘆葦、二色補(bǔ)血草等長勢良好，占據(jù)了群落組成的重要地位；在恢復(fù)帶中，對植物群落的形成起重要作用的依次為堿蓬、鹽角草、二色補(bǔ)血草。

由于土壤中鹽堿度的不同，樣地植物種類由北至南呈現(xiàn)以下變化：物種組成由豐富變?yōu)閱我?；由喬、灌、草?fù)層結(jié)構(gòu)演變?yōu)閱我坏牟荼窘Y(jié)構(gòu)。

(2)從豐富度Margalef和多樣性指數(shù)Simpson可以看出，兩者趨于一致，淡水濕地帶指數(shù)最高，景觀帶略低于淡水濕地帶，恢復(fù)帶指數(shù)最低，景觀帶和淡水濕地帶植物種類豐富，且以人工栽培品種占優(yōu)勢，人工干預(yù)的效果明顯，恢復(fù)帶和過渡帶以草本植物為主，種類單一。所以在鹽湖工業(yè)廢棄地改造中，增加人工栽培品種，同時適當(dāng)增加耐鹽和喜鹽植物品種，豐富植物種類。利用生物的多樣性，加速工業(yè)廢棄地的生態(tài)修復(fù)，利用植物引導(dǎo)和加速自然生態(tài)系統(tǒng)的演化[6-7]，促使生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。

[1]崔琰.工業(yè)廢棄地生態(tài)恢復(fù)重建的途徑與景觀生態(tài)設(shè)計[J]山東建筑大學(xué)學(xué)報，2010，25(4)：451-453.

[2]朱安樂.中國芒硝與硫化堿[M].北京：清華大學(xué)大學(xué)出版社，2014，24.

[3]張艷華.基于RS與Gis的運(yùn)城鹽湖生態(tài)環(huán)境健康評價[D].長安大學(xué)碩士論文.

[4]郝清華，汪季，高永.不同植被恢復(fù)方式對鹽湖周邊地區(qū)物種多樣性影響的研究[J]北方環(huán)境，2011，23(6)：61-63.

[5]崔東亞，楊美玲，裴廣仁.山西省運(yùn)城鹽湖植物資源調(diào)查[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38(22)：11877-11879.

[6]黎燕瓊，鄭紹偉等.生物多樣性研究進(jìn)展[J].四川林業(yè)科技，2011，32(4)：12-14.

[7]李營，張峰，楊海軍等.生物多樣性生態(tài)功能區(qū)生境質(zhì)量變化遙感監(jiān)測研究[J]環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(2)：46-48.

Effects of Different Vegetation Restoration Modes on Biodiversity of Inorganic Salts Industrial Wastes

WEI Shuzhen ZAN Yaling

(Department of Life Science，Yuncheng College，Yuncheng 044000，China)

Using experimental field in industrial wasteland of Yuncheng Salt Lake as an example，quadrat analysis is conducted on the biodiversity in transition and restoration zones of landscape field，freshwater wetland zone，transitional zone of industrial wasteland，and restoration zone.Results show that there are 74 species of plants belonging to 37 families in the selected land. Diversity of the species is ranked in this order：freshwater wetland zone>landscape zone>transition zone>restoration zone. Analyzed by biological richness Margalef and Simpson Diversity Index，both of them tend to be consistent that index of freshwater wet zone being the highest，index of the landscape is slightly lower than that of freshwater wet zone，and with the lowest index in restoration zone. Both landscape zone and freshwater wetland have rich plant species，and the artificial cultivars were dominant with obvious effect of artificial intervention. The restoration zone and transition zone are dominated by herbaceous plants of single species.

Industrial wasteland；investigation；biodiversity

尉淑珍，副教授，研究方向為園林植物應(yīng)用

X176

A

1673-288X(2017)02-0077-03

項目資助：山西省軟科學(xué)項目(項目編號：2015041019-3)

引用文獻(xiàn)格式：尉淑珍 等.不同植被恢復(fù)方式對無機(jī)鹽工業(yè)廢棄地生物多樣性影響[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(2)：77-79.