抚仙湖流域磷矿开采废弃地恢复滇油杉群落的物种配置研究

赵敏慧，杨礼攀，杨中宝，王 跃

（1.玉溪师范学院 资源环境学院，云南 玉溪 653100；2.云南省中医学院，昆明 650500）

抚仙湖流域磷矿开采废弃地恢复滇油杉群落的物种配置研究

赵敏慧1，杨礼攀2，杨中宝1，王 跃1

（1.玉溪师范学院 资源环境学院，云南 玉溪 653100；2.云南省中医学院，昆明 650500）

运用法瑞学派野外群落样方调查方法，对抚仙湖流域磷矿开采区物种较丰富的滇油杉群落的结构特征及各物种在群落内的地位进行了分析，制定出用滇油杉群落乔灌层优势种滇油杉、高山栲、滇石栎、厚皮香、常绿蔷薇，及当地抗逆性强的乡土物种地石榴、葛根、滇蔗茅、狗牙根做磷矿开采废弃地恢复的物种配置方案，以使恢复后的滇油杉群落结构合理、物种丰富、系统稳定，尽快恢复矿区的生态服务功能。

植被恢复；滇油杉群落；物种配置；磷矿开采废弃地；抚仙湖流域

抚仙湖流域磷矿的露天开采在澄江县已有20余年的历史。磷矿开采所引发的水土流失除对本区域产生影响外，还会对更大范围内的土地利用、水文条件产生影响［1］。同时矿山废弃地对土地的侵占和环境污染已成为区域社会经济发展的制约因素［2－4］。植被所表现出的固持土壤、保持水土、净化环境的功能是生态建设的重要目标，同时也产生较好的生态、经济和社会效益，成为矿山生态恢复和重建的核心。滇油杉林是滇中地区生态适应幅较宽的一类次生林，在研究区生长良好，并具有较强的水土保持效能，可作为磷矿开采废弃地的恢复林种选用［5］。而恢复林种内如果物种配置不当，将使林木不易成活或树木长期生长不良，起不到森林的防护作用，使经济受到巨大损失［6］。为恢复和改善抚仙湖磷矿开采区生态环境，遏制磷矿开采对抚仙湖造成的污染，本文通过野外调查，对研究区物种多样性较丰富的滇油杉群落特征及群落内各物种地位进行分析，制定出磷矿开采废弃地恢复滇油杉群落的物种配置方案，以使滇油杉林在恢复中通过合理的树种配置，在短期内发挥最大的生态效益和经济效益。

1 研究区概况

仙湖流域磷矿开采区位于抚仙湖东北角，玉溪市澄江县城东，东经102°56′－103°01′，北纬24°37′－24°46′。开采区面积7 244.27hm2，占流域总面积的10.28%，总储量4亿t，品位高，易开采。本区属亚热带高原季风气候，干湿季节分明，雨热同季，年平均气温16.5℃，最冷月1月平均气温8.3℃，最热月7月平均气温20.5℃，年降水量900～1 200mm，年日照时数为2 141.8h。土壤有红壤、黄棕壤、水稻土，以红壤为主。地带性植被是以壳斗科（Fagaceae）、樟科（Lauraceae）、茶科（Theaceae）、木兰科（Magnoliaceae）植物为优势种的半湿润常绿阔叶林。磷矿开采废弃地面积119.70hm2，虽只占开采区面积的1.65%，但因常年深度剥离式的无序开采，开采区除小面积用单一树种（主要是桉树）做了植被恢复外，大面积或者未采取任何恢复措施，或只用尾矿石做了简单的开采坑回填，仍然残留了大面积的开采坑和开采塌陷坡面。表土堆积区则程度不同的自然恢复为结构简单的灌草丛群落，系统稳定差。因此，磷矿的开采不仅清除了地表原有的多种植被、破坏了土壤结构，也影响到区域景观的完整性，而且雨季表土随径流流失，增加了抚仙湖的污染负荷。

2 研究方法

野外调查依分散典型取样原则，在研究区滇油杉群落成片分布地段选取样地进行群落调查。样地形状依地形而定，共设置样地3个，单个面积100m2（10m×10m）。每木调查乔木、灌木，在每个样地内分别设面积为1m×1m的小样方，调查草本植物。在设置的样地内，用法瑞学派方法调查每个样方的植物种类、每种植物的存在度、多优度、群集度、高度及群落盖度。存在度为某种植物在某一个群落类型的各个群丛个体样地中的出现率（存在度＝某种植物在同一群落类型各群丛个体样地的出现数/样地数×100），用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五级表示，各级存在度分别对应着1%～20%、21%～40%、41%～60%、61%～80%、81%～100%。多优度采用＋～5六级制，即盖度－多度级，以盖度为主结合多度，各等级表示样地内某种植物的种盖度大小值。群集度级采用5级制，以聚生状况与盖度相结合，各等级含义见表1。

表1 多优度、群集度各等级含义表

然后计算每物种综合优势比，综合优势比＝（盖度比＋高度比）/2×100%，其中盖度比＝某一物种的盖度/样地中盖度最大的物种盖度×100%，高度比＝某一物种的高度/样地中高度最大的物种高度×100%。

3 滇油杉林群落特征及各植物种在群落中的地位分析

3.1 滇油杉群落特征

滇油杉（Keteleeria evelyniana）除了作为云南松（Pinus yunnannsis）林的一个重要成分外，在大多数情况下常与其他常绿的乔灌木物种共同构成混交林。滇油杉林在研究区主要分布于的茶叶箐和小团坡面山，仅一块成片保存，长势良好，面积约8.01hm2，分布远不如云南松和华山松广泛，但却是研究区典型的物种多样性较丰富的群落。

滇油杉群落乔木层高8～16m，层盖度60%～75%，以滇油杉为优势，混交少数高山栲（Castanopsis delavayi）、滇石栎（Lithocarpus dealbatus）等常绿树种，混交树种的总株树或盖度一般不及滇油杉的1/3。因此，本群落的林冠以滇油杉为主体，呈现常绿针叶林的外貌，翠绿色而比较整齐。下层乔木比较稀疏，高矮不一，主要为滇油杉、高山栲的幼树。整个林内透光明亮，仅在数目密集处的林下稍隐蔽而湿润。灌木层比较发达，多见喜阳耐旱种类，小铁仔（Myrsine africana）、炮仗花杜鹃（Rhododendron spinuliferum）、常绿蔷薇（Rosa longicuspis）、水红木（Viburnum coreacens）、臭荚迷（Viburnum foetidum）、厚皮香（Ternstroemia gymnanthera）等占优势。由于人为活动频繁，草本层以附近荒坡草丛的种类为主，其中紫茎泽兰（Eupatorium coelestrium）的入侵也为显著特征。滇油杉林物种丰富，调查样地里共有42种植物，每个样地16～28种。

3.2 滇油杉群落样地存在度4级及4级以上物种在群落中的地位

调查的3个滇油杉群落样地乔灌草层分层明显，种类丰富，存在度4级及4级以上的物种也相对丰富，特别是灌木层。滇油杉在3个群落中多优度－群聚度大于3.3，树冠处于乔木层上层，综合优势比为最大值1，以建群种的身份出现，起着构建群落的作用。高山栲和滇石栎位于乔木层下层，属于乔木层的亚优势种（表2，表3）。

样地1共有物种22种，其中灌木层13种物种中，存在度4级及4级以上的就占了10种，但它们的多优度－群聚度都只处于＋.1和1.1之间。水红木因盖度、高度最大，其综合优势比为最大值1，炮仗花杜鹃、厚皮香分别为0.9，0.87，成为该层的优势种。臭荚迷、常绿蔷薇综合优势比0.65和0.62成为该层的亚优势种，而小铁仔、金银花等物种在群落中呈个别散生或单生状态，综合优势比依次降低，为该层的伴生种。草本层6个物种，存在度4级及以上的占3种，以紫茎泽兰占主导地位，毛甘青蒿和刚莠竹半生其间。

表3 滇油杉群落样地存在度四级及以上物种综合优势比

样地2相对其它两个样地物种数较少，只有16种，其中灌木层11类物种中存在度4级及以上的占到9种，但它们的多优度－群聚度也都只处于＋.1和1.1之间。云南松因高度达2m以上，综合优势比为1，华灰木、厚皮香盖度和云南松盖度相等，而高度仅次于云南松，综合优势比0.8，成为灌木层的优势种；小铁仔、臭荚迷、白牛胆综合优势比分别为0.66，0.56，0.52，成为灌木层的亚优势种；蜜捅花和沙针综合优势比最低，属于伴生种。草本层中紫茎泽兰多优度－群聚度5.5，几乎密布了整个草本层，最占优势，而红果苔草和刚莠竹伴生其间。

样地3共有物种28中，其中灌木层16种，存在度4级及4及以上的有9种，多优度－群聚度除常绿蔷薇2.2外，其它物种均处于＋.1和1.1之间。灌木层中常绿蔷薇因盖度最大，综合优势比0.94，为该层的优势种；云南松盖度、高度仅次于常绿蔷薇，综合优势比0.62，炮仗花杜鹃、水红木、小铁仔和金银花散生于样地内，综合优势比仅次于常绿蔷薇，为该层的亚优势种；而金丝梅、蜜桶花和沙针以单株出现，为该层的伴生种。草本层除紫茎泽兰外，刚莠竹、红果苔草因盖度和高度相对较大而综合优势比占优势，毛甘青蒿见单株。

综合3个样地的情况可看出，调查的滇油杉群落物种丰富，除紫茎泽兰外均由地带性乡土物种组成。且除滇油杉和紫茎泽兰外各物种间的竞争较剧烈，只是所处的演替时段不同，各物种的地位不同而已。说明只要给予这些植物群落适当的抚育措施，再施行足够时间的封山育林，它们有进一步向针阔混交林或常绿阔叶林发展的趋势。因此在选用该群落做磷矿开采废弃地的恢复时，各层可选用的物种为：乔木层选用滇油杉、高山栲、滇石栎；灌木层选用水红木、炮仗花杜鹃、厚皮香、臭荚迷、常绿蔷薇、华灰木、小铁仔、白牛胆、金银花；草本层选用刚莠竹、红果苔草和毛甘青蒿。

4 滇油杉群落内的物种配置

4.1 物种选择原则

为使恢复后的滇油杉群落结构合理、功能完善，物种多样性丰富，群落内物种的配置应依待恢复地段的立地条件，按乔灌草藤结合的原则，选择既具有固坡、防止水土流失等生态防护作用，又利于景观美化的物种。具体选择的物种要具有以下特点：（1）根系发达、生长快；（2）适应性强、抗逆性好；（3）具固氮能力；（4）当地优良的乡土树种和先锋树种；（5）种源易于人工繁殖，易栽易管；（6）物种不仅经济价值高，还具有多功能效益。

4.2 物种配置方案

用滇油杉群落做磷矿开采废弃地的恢复时，理论上可选用各样地中存在度4级及以上物种做恢复，但在实际人工恢复中，考虑到某些物种因不易人工繁殖或难以购置，如臭荚迷；或属于自然演替中会自动进入人工恢复群落中的本地杂草，如刚莠竹、毛甘青蒿，在物种配置中就不再考虑。而应选用在半湿润常绿阔叶林森林气候条件下易栽易管的其它适应范围广的乡土物种来替代。

具体物种配置在开采废弃地土地复垦后分4个小地段来施行。在开采陡坎区沿等高线带状整地，选用抚仙湖流域广泛采用的耐贫瘠、干旱、萌生性强、护坡、护土效果良好、生长迅速的藤、草植物做恢复，如地石榴（Ficus ticoua）、葛藤（Pueraria lobata），这样既达到对边坡裸岩的快速覆绿，也可起到降低坡高，加强边坡岩体稳定性的作用。在开采斜坡区沿等高线带状整地，用滇油杉群落内的优势灌木和研究区适应性强、覆地蔓延迅速、生物量高的多年生草本滇蔗茅（Erianthus rockiiKeng）和狗牙根（Cynodon dactylon）做恢复。在开采平台区、削坡平台区和表土堆积区，由于土壤基质条件相对较好，按“品”字型整地，用滇油杉群落内的优势乔、灌物种做恢复，草本植物则让其自然恢复进入，不需要人工栽种。同时在待恢复地段附近找出小片水肥条件较好的区域做补植区，栽种滇油杉群落乔木优势种，和成活率高、具经济价值、美化效果的2～3类灌木做死苗的后备补充。这样，通过营造针阔混交林和乔灌草藤复层林，来改善和恢复矿区退化的生态环境。具体物种配置方案见表4。

表4 滇油杉群落物种配置

5 结语

滇油杉群落属于生态适应幅较宽的植被类型，在抚仙湖流域生长良好，群落内物种丰富，除紫荆泽兰外均是和当地气候长期协同进化的乡土物种。同时滇油杉群落外貌翠绿而比较整齐，属于具有园林美化效果的生态林。因此，在矿山生态恢复中考虑到景观的连续性和完整性，可在周边残留有滇油杉群落的矿山废弃地上选用滇油杉群落做人工恢复。恢复过程中依待恢复开采废弃地的小生境差异，在土地复垦基础上分4个小地段来做恢复。具体恢复地段及物种配置方案为：开采陡坎区选用抚仙湖流域抗逆性、萌生性强、护坡，护土效果良好的地石榴和葛藤做恢复；开采斜坡区用滇油杉群落内的优势灌木厚皮香和常绿蔷薇，及研究区蔓延迅速、生物量高的多年生草本滇蔗茅和狗牙根做恢复；在开采平台区、削坡平台区和表土堆积区用滇油杉群落内的优势乔木滇油杉、高山栲、滇石栎，优势灌木厚皮香、常绿蔷薇种做恢复，草本植物则让其自然恢复；补植区选用滇油杉、常绿蔷薇和火棘做死苗的后备补充。这样通过分地段的物种配置，将缩短群落从废弃地到生态林的恢复和演替时间，使恢复后的滇油杉群落结构合理、物种多样性丰富、生态系统稳定，以尽快发挥磷矿开采区的生态服务功能。

［1］卞正富，张国良，胡喜宽.矿区水土流失及其控制研究［J］.土壤侵蚀与水土保持学报，1998，4（4）：31－36.

［2］蓝崇钰，束文圣，孙庆业.采矿地的复垦［M］//陈昌笃.持续发展与生态学.北京：中国科技出版社，1993：132－138.

［3］Dudka S，Adriano D C.Environmental impacts of metal ore mining and processing：a review［J］.Journal of Environmental Quality，1997，26：590－602.

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［5］赵敏慧，杨礼攀.基于现状植物群落特征的东大河磷矿开采区植被恢复研究［J］.玉溪师范学院学报，2007，23（8）：46－51.

［6］吕福军，王晓辉.通辽市科尔沁区适宜林种结构和树种配置的探讨［J］.内蒙古民族大学学报：自然科学版，2003，18（1）：50－52.

A Study on Species Disposition of RestoringKeteleeria evelynianaCommunity on the Phosphorus Mining Abandoned Land in Fuxianhu Basin

ZHAO Min－hui1，YANG Li－pan2，YANG Zhong－bao1，WANG Yue1
（1.College of Resources and Environment，Yuxi Normal University，Yuxi，Yunnan653100，China；2.Yunnan University of Traditional Chinese Medicine，Kunming650500，China）

Based on a field sample survey on vegetation community by using the method of France－Sweden school，this paper analyzed the structural characteristics and species status in theKeteleeria evelynianacommunity with abundant species in the phosphorus mineral region in Fuxianhu basin.A reasonable species disposition plan was proposed for the abandoned phosphate mining area based on the dominance species inKeteleeria evelynianacommunity，such asKeteleeria evelyniana，Castanopsis delavayi，Lithocarpus dealbatusof arborous layer，Ternstroemia gymnanthera，Rosa longicuspisof shrub layer besidesFicus ticoua，Pueraria lobata，Erianthus rockii Keng，Cynodon dactylonwhich are local species with strong resistance.It is expected that the restoredKeteleeria evelynianacommunity should be an abundant species with a rational community structure and a stable ecological system as well as restoring the ecological service function of the mining as soon as possible.

vegetation rehabilitation；Keteleeria evelynianacommunity；species disposition；phosphorusmined wasted－land；Fuxianhu basin

X171.4；S791.15

A

1005－3409（2011）06－0260－04

2011－04－14

2011－05－30

云南省科技厅“抚仙湖流域磷矿开采区植被恢复的林种配置与空间布局研究”（2006B0088M）；云南省教育厅“抚仙湖流域磷矿开采区植被恢复的林种配置研究”（0621248）

赵敏慧（1974－），女，云南通海人，硕士，副教授，主要从事景观生态与恢复生态研究。E－mail：zmh＠yxnu.net

杨礼攀（1974－），男，云南会泽人，博士，副教授，主要从事资源植物和植物生态研究。E－mail：lipany＠xtbg.ac.cn