浅谈采矿迹地立地质量评价

2011-04-12霍树东

黑龙江生态工程职业学院学报 2011年4期

刘奇霍树东

(1.黑龙江省林业科学院，哈尔滨 150081；2.南岔林业局营林处，黑龙江伊春 153100)

立地是最早出现在林业科学上的概念，它是指所有影响植被生产能力因素的总和。不同立地条件的地段利用方式是不同的。环境学的观点认为，立地是植物生长地段作用于植物的环境条件的总体。立地质量评价是以造林、土地利用为最终目的，并在此指导下对某一立地可提供植被生长需要条件的能力进行评价，这种评价是在调查的基础上进行的，即对该立地条件下的立地因子进行详细调查，分析各因子同植被生长之间的关系，确定其可利用的潜力，也可以将立地评价理解为对立地性能的认识。

矿产资源的开采对于国民经济的发展具有十分重要的意义,但也会引起矿区及其周围生态环境的污染,尤其是矿业废弃物不断大量产生和露天堆放,导致了一系列的环境污染问题。矿区废弃地植被恢复是一个复杂的问题,它与生态、地质、土壤、林业、环境保护、毒理、地理等学科有关,就其恢复难度而言，如何确定适宜的恢复措施是一个重要问题。因此，对采矿迹地的立地条件进行科学的质量评价，就成为了首当其冲需要解决的关键。

1 立地条件评价方法

立地质量评价，是在林业科学上开始的，因此进行立地质量评价与划分都是为林业生产经营的目的服务的。最早开展的工作是在18世纪，当时的德国一些林学家就开始尝试利用林分收获量来对林地的生产力进行定量的评价。

1923年，美国的一些林学家曾经尝试利用林分材积作为主要指标因子来进行立地质量评价，但限于当时的技术条件未能最终形成完整的体系，但是也做出了非常有益的探索。1931年，美国林学家Bull提出了不同立地质量优势高生长曲线的多形特性的观点，在实践中常常是利用解析木或者是设定固定标准地开展动态观测以获得丰富的调查资料来建立单形的或者是多形的地位指数来开展森林的立地质量的定量评价。同期，Hards也提出了一种采用简单函数进行定量的分段拟合并同时采用生长函数进行数学建模的评价方法。

20世纪70年代之后，为了满足林业开展集约型生产经营的实际需要，林学家们又在已有的评价方法基础上提出了两种评价方法，一种是利用林分的年平均材积生长量和地位指数进行结合来建立起数学模型来进行评价的方法，另外一种方法是通过将林分的平均年材积生长量与立地因子之间建立起数学模型来进行评价的方法。但是这种方法由于受到林木生长特殊性的影响，因此其应用具有一定的局限性。

我国的立地质量评价研究的工作始于20世纪50年代，代表性的成果是1952年林业部在营口成立的部属林型调查大队承担的大兴安岭森林资源调查工作，在苏卡乔夫的林型调查方法的指导下作了大量的野外工作，编写的《大兴安岭林型调查报告》中总结的立地评价方法沿用至今。

由于研究思路各有差异或者侧重点的不同，立地质量评价有很多研究途径，但具有代表性的有地位指数评价、材积或蓄积量评价、调查分类评价等。调查分类评价是建立在对研究区域进行详细的调查分类的基础上，在立地分类的多级序、有林地与无林地统一、主导因素等原则的指导下，将具有相似或相近环境条件的立地归为一类，把研究区从上到下划分为若干立地类型，然后针对每一个立地类型做出定性评价，提出相应的利用方式。潘磊等针对长江中游湖北段江岸带立地进行调查分类，划分出2个立地类型小区、11个立地类型组、22个立地亚组、43个立地类型，且针对每一个立地类型提出相应的利用方式，提出立地评价体系，为指导实践工作提出决策依据。

2 采矿迹地立地评价方法

由于矿山废弃地属于人为扰动地貌形式，与自然立地类型有所差别。目前我们开展的非林地立地质量评价工作还处于起步阶段，可供参考的实践经验也较少。赵方莹根据对北京首云铁矿的废弃地的调查结果，认为在调查范围内土壤(母质)的物质类型、坡向、坡度是立地类型的主导因子。对于影响立地类型的其他因子，如pH值、土壤养分、土壤质地等因子，有些因子的变化也是随已被列为主导因子的变化而变化，同时考虑到划分立地类型的可操作性，不宜过多选主导因子和划分过细，所以将土壤(母质)、坡向、坡度等作为立地类型划分因子。通过对矿山废弃地及其原山体调查的86个样方进行立地类型划分、整理，共分为5类立地类型，即：棕壤阳坡、尾矿砂阳坡缓坡、碎石夹微土阳坡缓坡、裂隙裸岩及风化物阳坡陡坡、土石混合物阳坡缓坡。

但是这样的评价与划分还是显得较为机械和生硬，我们又参考了孟祥川在进行大庆市盐碱地立地质量评价时采用的方法，在研究中，采用的方法是设定标准低，对每块标准地分别测定的土壤容重、毛管孔隙度、pH值、有机质、水解性氮、有效磷速效钾阳离子交换量碱化度交换性钠离子和可溶性盐各指标首先进行数据处理，将数据标准化；利用因子分析方法研究以上11种元素之间的相关性，并得到因子得分；再用方差极大法旋转因子轴，对得到的新的因子变量进行解释，可以进一步说明影响原变量系统构成的主要因素和系统特征;最后将因子得分作为新变量，用聚类分析法对新变量进行分类，进而可以科学地对大庆市盐碱地进行分类。通过因子分析法和聚类分析法对大庆市盐碱地土壤物理性质、化学性质等主导因子进行分析，根据生物量及盐碱化程度将大庆市盐碱地分为五种立地类型，分别为高生物量轻度盐碱地、高生物量中度盐碱地、中生物量中度盐碱地、低生物量中度盐碱地和重度盐碱地五种立地类型。笔者认为这样的将土壤质量与地上植被的生物量进行结合的方法还是比较可取的，但是需要进行完善和补充。

因此，我们提出的评价方法是将地形因子、土壤理化指标(包括土壤物理性质、土壤养分状况以及对植物生长具有毒害作用的重金属元素的含量)、植物生长与群落结构特征指标等全方面的调查分析方法，通过对诸多因子的多年动态观测，结合在废弃地进行的人工栽植实验(乔木、灌木和草本)，观测植物的生长指标(生长量、当年生长量、生物量等)，利用因子分析法对试验中得到的多因子进行综合分析，提出具有普遍代表性的公共因子，并计算出各种因子的得分，再利用聚类分析法进行科学的分类。得到的研究结果，应该是包括了不同类型矿区废弃地的定量的立地质量的细致划分的立地质量分级表，同时还包括相应的植被生物特征，提供该种类型立地条件适宜的植被恢复措施(植物种类的选择以及植被的科学配置)。