大杨树煤矿采煤塌陷区植被恢复效果调查与评价

赵一阳 蓝登明 德永军 马少薇 尚洁

摘要以大杨树煤矿采煤塌陷区作为研究对象，采用样方法对其植被恢复情况进行调查，建立了以适应性、经济价值、配置与结构、恢复效果为主要评价指标的植被恢复综合评价体系。结果表明，该区域恢复的乔木林树种为山杨，灌木丛树种为胡枝子，复垦农田种植的农作物为大豆；山杨林的综合评价等级为Ⅱ级（良），胡枝子灌丛的综合评价等级为Ⅱ级（良），复垦农田的综合评价等级为Ⅰ级（优）。

关键词大杨树煤矿；植被恢复；评价

中图分类号S181文献标识码A文章编号0517-6611（2015）34-099-02

目前，矿区环境治理和生态恢复已经成为全球恢复生态研究普遍关注的议题之一，受到各国的普遍重视[1]。谋求人类与环境的协调发展[2]，生态恢复建设具有重要的理论价值与实际意义[3]。煤炭在我国能源结构中占有主导地位[4]，但煤矿区生态环境问题已经成为矿区乃至区域可持续发展的重大制约因素[5-6]，积极开展矿区塌陷地复垦工作，不仅可以解决人地矛盾，保护土地资源，也是煤矿企业实现自身经济可持续发展的重要途径[7]，对矿区塌陷地复垦模式的研究成为必要[8]。笔者以大杨树煤矿为研究对象，通过对该地区典型恢复植被和主要复垦农田的调查与评价，提出了适宜的研究地矿区植被恢复的模式，为矿产资源开发区植被恢复提供了合理的建议。

1研究区概况

大杨树矿区位于鄂伦春自治旗和莫力达瓦自治旗交汇处，矿区地处高平原地貌区[9]，地理位置124°32′36″～124°33′52″ E，49°38′40″～49°40′12″ N，气候类型为温带与寒温带大陆性气候，无霜期90～110 d，年平均气温-5.2 ℃，年平均降水量500 mm左右。大兴安岭林木资源丰富，主要树种有兴安落叶松（Larix gmelinii）、樟子松（Pinus sylvestnis var. mongolica）、紅皮云杉（Picea koraiensis）、白桦（Betula platyphylla）等[9]，在湿润的森林条件下，形成森林土壤，有灰化土、灰棕壤、棕壤、灰色森林土和褐土等。大杨树矿区面积3 358 km2，主要开采煤炭资源，以井工开采为主。目前已全部闭坑，治理前矿区地面沉降、地裂缝塌陷地质灾害严重[10]。针对此类问题，对采煤塌陷区最早的治理时间为2005年，经过10 a的治理，塌陷区得到了良好的改善。塌陷区回填后，部分作复垦农田，复垦的农作物为大豆，恢复效果较好，部分排列种植了乔木林和灌木丛，乔木林种植的植物为山杨，灌木丛种植的植物为胡枝子。

2研究方法

2.1调查内容与方法

2014年8月中旬，通过对大杨树矿区植被恢复工程进行实地考察，按照不同植被恢复类型分别设置样地，每块样地随机取3个样方。样方面积为10 m×10 m，草本样方1 m×1 m[11]，调查并记录样方中植物的名称、株数，木本植物的高度、盖度、生长状况，以及草本植物的生物量指标。同时记录有无枯梢、黄叶、冻害、病虫害情况。

2.2评价指标体系构建

根据研究地现有植物配置综合评价结果，选择矿区植被恢复模式，其评价指标体系应适应当地的自然条件和立地条件[12-13]，能够综合体现植物种的生态、经济和社会效益，因此选择适应性、经济价值、配置与结构、恢复效果4个指标构建评价指标体系。

适应性评价指标又分为4个二级指标，分别为木本植物造林保存率（草本植物的生长量）（占整体分值的30%）、生长状况（占整体分值的30%）、病虫害现象（占整体分值的20%）、冻害现象（占整体分值的20%）。

2.3评价指标体系评分标准

2.3.1适应性指标。

适应性指标旨在鉴定矿区植被恢复中所选植物种对生境条件的适应能力和适应程度，结合研究地生境，选择植物耐寒、耐旱、抗风、抗涝、抗病虫、抗污染、耐盐碱的能力作为评价标准（表1）。

2.3.2经济价值指标。

经济价值指标旨在为矿区植被恢复中所选植物种在植被复建后保护生态的同时对当地生产生活、经济发展的贡献程度做出综合评价，主要考虑其用途、产量以及经济价值（表2）。

2.3.3配置与结构评价指标。

配置与结构指标主要考虑植物种数量、搭配是否合理、复建植被的垂直结构及其与当地自然条件的吻合程度，在一定程度上能够反映出复建植被的稳定性和抵御不良生态条件的能力，又能衡量矿区植被恢复周期，实现与周围环境相协调一致（表3）。

表1适应性评分标准

适应性分值评价标准

强3木本植物造林保存率、草本植物生物量达到自然植被的80%以上，生长旺盛，无病虫害、冻害现象

中2木本植物造林保存率、草本植物生物量达到50%～79%，生长正常，有轻微病虫害、冻害

差1木本植物造林保存率、草本植物生物量达到30%～49%，长势差，枯梢、黄叶等现象常见，病虫害、冻害较严重

不适应0木本植物造林保存率、草本植物生物量低于29%，长势差，枯梢、黄叶、病虫害、冻害现象严重

2.3.6综合评价指数计算与等级划分。

综合评价指数计算公式为：

P=ni=1PiIi

式中，P为综合评价指数；Pi为各评价因子得分；Ii为各评价因子权重；n为评价因子数。根据综合评价指数，将植被恢复效果划分为5个等级（表6）。

3大杨树煤矿植被恢复综合评价

3.1山杨林

大杨树煤矿植被恢复利用木本恢复和农田复垦两种模式，木本恢复种是山杨和胡枝子，复垦农田的农作物是大豆。

由表7可知，山杨林的保存率平均可达87.3%，与对照区盖度的百分比是83.3%，有轻度的病虫害，基本无枯枝黄叶现象，没有冻害现象，复垦灌木配置单一，结构层次为单层，符合当地的生境条件；其适应性2.2分，经济价值2分，配置结构1分，恢复效果3分，综合评分2.08分，评价等级Ⅱ级（良）。

3.2胡枝子

胡枝子的保存率平均可达82.7%，与对照区盖度的百分比为75.2%，基本没有病虫害以及枯枝黄叶现象，没有冻害现象，配置结构单一，符合当地的生境条件（表7）；其适应性2.7分，经济价值3分，配置结构1分，恢复效果3分，综合评价2.28分，评价等级Ⅱ级（良）。

3.3大豆

塌陷区与对照区大豆生物量的百分比为81.0%，基本无病虫害以及冻害，也没有严重的枯枝黄叶现象，符合当地的生境条件（表8）；有很高的经济价值，其适应性3.0分，经济价值3分，配置结构1分，恢复效果3分，综合评价2.60分，评级等级Ⅰ级（优）（表9）。