氣田建設(shè)項目草本植物恢復(fù)效應(yīng)研究

王龍 薛元杰 于辰 劉源 陳楊

［關(guān)鍵詞］氣田建設(shè)項目；草本植物；恢復(fù)效應(yīng)；蓋度；生物量；物種多樣性

［摘要］隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，天然氣迅速上產(chǎn)，氣田建設(shè)項目對生態(tài)環(huán)境的影響日益受到專家學(xué)者的重視，但目前對氣田建設(shè)后植被恢復(fù)效應(yīng)的研究較少。通過調(diào)查四川天然氣田1～20a不同建成年限道路邊坡臨時用地、輸氣管線臨時用地、水池臨時用地等不同區(qū)域的草本植物生長恢復(fù)情況，采用草本植物蓋度、生物量、物種多樣性特征值等指標(biāo)，以對照地為基礎(chǔ)，進(jìn)行草本植物恢復(fù)效應(yīng)研究，可知氣田建設(shè)項目道路邊坡臨時用地、輸氣管線臨時用地、水池臨時用地的草本植物蓋度恢復(fù)年限分別為1、2、8a，草本植物生物量恢復(fù)年限分別為3、2、5a，氣田建設(shè)對不同區(qū)域草本植物物種多樣性的影響較小。研究結(jié)果表明，氣田建設(shè)項目中草本植物在道路邊坡及輸氣管線區(qū)域恢復(fù)較快，一般3a內(nèi)可恢復(fù)到對照樣地水平，水池臨時用地則需要5～8a才能恢復(fù)。

［中圖分類號］S157.9［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］1000－0941（2023）03－0030－03

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，天然氣迅速上產(chǎn)，2021年我國天然氣產(chǎn)量為2076億m3，同比增長7.8%，連續(xù)5a增產(chǎn)超100億m3，預(yù)計2022年全年中國天然氣產(chǎn)量將達(dá)2200億m3。氣田建設(shè)活動擾動地表、損壞地表植被，影響生態(tài)環(huán)境，已引起人們越來越多的關(guān)注，專家學(xué)者對此展開了大量的研究與探討[1-2]，但目前的研究主要集中在氣田建設(shè)造成的影響以及對土壤、植物損毀的程度上[3-5]，對破壞后的植被恢復(fù)效應(yīng)研究較少。

本研究以四川天然氣田為研究對象，調(diào)查不同建成年限的氣田建設(shè)項目中不同區(qū)域草本植物的生長情況，采用草本植物蓋度、生物量、物種多樣性特征值等指標(biāo)，以期得到不同指標(biāo)的恢復(fù)過程及恢復(fù)年限，為下一步氣田建設(shè)的生態(tài)補(bǔ)償研究奠定基礎(chǔ)。

1研究區(qū)概況

四川天然氣田地處云貴高原與四川盆地邊緣山地過渡區(qū)域的斜坡地帶，屬于高、中山地貌，區(qū)域內(nèi)溝谷縱橫，地形崎嶇，地面海拔一般在400～1300m。屬川中亞熱帶溫暖濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，冬冷夏熱，春暖秋涼，四季分明。年均氣溫12.6～19.0℃，1月最冷，一般氣溫為3～8℃，7月最熱，一般氣溫為26～39℃。年降水量豐沛，達(dá)1000～1200mm，但時空分配不均。主要植物種類有構(gòu)樹、槐樹、榕樹、桑樹、小葉榕、鵝觀草、毛茛、三葉草等。

2研究材料與方法

本研究于2021年1月至2022年3月，共計調(diào)查150余個樣點，樣點建成年限1～20a不等（主要集中在1～10a），分為3個區(qū)域，即道路邊坡臨時用地、輸氣管線臨時用地及水池臨時用地。每個樣點設(shè)置草本觀測樣方5個，共計設(shè)置草本觀測樣方750余個，每個樣方面積為1m2（1m×1m）。對照組選擇在樣點附近地形條件相似區(qū)域，設(shè)置觀測樣方3個。

調(diào)查內(nèi)容包括：樣方的坡向、坡位、坡度、經(jīng)緯度和海拔等環(huán)境條件；草本種類、株（叢）數(shù)、平均高度、蓋度以及生物量。調(diào)查方法如下：

（1）蓋度。蓋度計算采用網(wǎng)格目估法，將樣方劃分為若干網(wǎng)格，估算各網(wǎng)格樣方的草本蓋度。

（2）生物量。在樣方中再設(shè)置兩個0.5m×0.5m的小型樣方，記錄其中草本植物的物種名、蓋度，收集所有草本稱鮮質(zhì)量；帶回樣品置于105℃烘箱中烘干至恒定質(zhì)量，測定其干燥系數(shù)，據(jù)此計算草本植物的生物量。本研究采用生物量減少百分?jǐn)?shù)指標(biāo)，該指標(biāo)指的是臨時用地草本植物生物量和對照地草本植物生物量的差值與對照地草本植物生物量的百分比，用來表示氣田建設(shè)項目在該年限的草本植物生物量恢復(fù)程度。

（3）物種多樣性特征值。草本特征值選用Margalef豐富度指數(shù)（H）、Simpson多樣性指數(shù)（D）及Pielou均勻度指數(shù)（J）來表示[6]，計算方法分別為

H=（S－1）/lnN（1）

D=1－∑Pi2（2）

J=－∑PilnPi/（1－1/S）（3）

式中：S為樣方內(nèi)物種數(shù)，個；N為樣方內(nèi)所有物種的個體總數(shù)，個；Pi為物種i的個體數(shù)占樣地內(nèi)總個體數(shù)的比例，i=1，2，…，S。

3結(jié)果與分析

3.1草本植物蓋度恢復(fù)情況

由圖1可見，道路邊坡臨時用地、輸氣管線臨時用地和水池臨時用地的草本植物蓋度恢復(fù)趨勢完全不同。道路邊坡臨時用地的草本植物在建成后1a即可恢復(fù)到90%，5a之后可達(dá)100%，表明道路修建對道路邊坡草本植物干擾輕微；輸氣管線建成后1a內(nèi)臨時用地草本植物蓋度可恢復(fù)到30%左右，2a內(nèi)急速恢復(fù)至90%，3～6a內(nèi)緩慢恢復(fù)，6a之后基本完全恢復(fù)，表明管線在建成后2a內(nèi)草本植物受干擾嚴(yán)重，2a之后草本植物蓋度基本恢復(fù)；水池臨時用地的草本植物蓋度恢復(fù)到90%至少需要8a，恢復(fù)到100%需要10a，期間蓋度恢復(fù)趨勢呈緩慢直線上升趨勢，表明水池臨時用地草本植被蓋度恢復(fù)需要較長的年限，恢復(fù)速度較為均勻緩慢。

3.2草本植物生物量恢復(fù)情況

由圖2可知，隨著恢復(fù)年限的增加，道路邊坡臨時用地、輸氣管線臨時用地和水池臨時用地的草本植物生物量快速增加。其中，輸氣管線臨時用地草本植物生物量恢復(fù)最快，2a后即接近對照地的草本植物生物量；道路邊坡臨時用地草本植物恢復(fù)效果次之，需要3a；水池臨時用地草本植物生物量要達(dá)到對照地的草本植物生物量需要5a。

3.3草本植物物種多樣性恢復(fù)情況

由圖3～圖5可知，氣田建設(shè)項目臨時用地的草本植物豐富度、多樣性和均勻度均與對照地的變化規(guī)律基本一致，表明氣田建設(shè)對草本植物物種多樣性影響較小。

3.4分析與討論

根據(jù)結(jié)果分析，不同建設(shè)區(qū)域臨時用地草本植物的恢復(fù)情況見表1。

由表1可以看出，在草本植物蓋度恢復(fù)方面，不同區(qū)域恢復(fù)速度為道路邊坡臨時用地＞輸氣管線臨時用地＞水池臨時用地；在草本植物生物量方面，不同區(qū)域恢復(fù)效果為輸氣管線臨時用地＞道路邊坡臨時用地＞水池臨時用地。同時，氣田建設(shè)對草本植物物種多樣性的影響較小。

出現(xiàn)以上現(xiàn)象的可能原因有：①氣田建設(shè)雖然對占地范圍內(nèi)地形、地表擾動較大，但是未對當(dāng)?shù)夭荼局参锷L環(huán)境造成巨大改變，因此對草本植物物種多樣性影響較??；②水池可能因為施工質(zhì)量等原因，固化效果差，滲液等對土壤結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)等造成一定影響，從而導(dǎo)致該區(qū)域草本植物恢復(fù)較慢；③輸氣管線因施工速度快，故擾動程度低，草本植物蓋度和生物量均恢復(fù)較快；④道路邊坡因表土回覆措施等原因，草本植物蓋度恢復(fù)較快，但車輛行駛等人為擾動因素導(dǎo)致生物量恢復(fù)略慢。

4結(jié)論

本研究結(jié)果表明，氣田建設(shè)項目中草本植物在道路邊坡及輸氣管線區(qū)域恢復(fù)較快，一般3a內(nèi)可恢復(fù)到對照樣地水平，水池臨時用地則需要5～8a才能恢復(fù)。在氣田建設(shè)項目草本植物恢復(fù)效應(yīng)方面本研究尚屬首次，同時也取得了一定成果，但由于氣田建設(shè)時段較為集中，難以采集同一地區(qū)的連續(xù)樣本，因此在今后應(yīng)進(jìn)行典型區(qū)域的定點多年持續(xù)取樣研究。

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［作者簡介］王龍（1988—），男，四川宜賓人，高級工程師，碩士，主要從事油氣田水土保持工作。［收稿日期］2022-06-25

（責(zé)任編輯徐素霞）

［基金項目］中國石油西南油氣田分公司項目（20210307-07）