不同植被恢复方式对无机盐工业废弃地生物多样性影响

尉淑珍 昝亚玲

(山西运城学院生命科学系，运城 044000)

不同植被恢复方式对无机盐工业废弃地生物多样性影响

尉淑珍 昝亚玲

(山西运城学院生命科学系，运城 044000)

以运城盐湖无机盐工业废弃地改造试验段为调查对象，采用样方分析法，对景观带、淡水湿地带、工业废弃地过渡带和恢复带生物多样性进行调查。结果表明：样地内共有植物74种，分属37个科。物种多样性以淡水湿地带>景观带>过渡带>恢复带；由物种丰富度Margalef和多样性指数Simpson分析，两者趋于一致，淡水湿地带指数最高，景观带略低于淡水湿地带，恢复带指数最低，景观带和淡水湿地带植物种类丰富，且以人工栽培品种占优势，人工干预的效果明显，恢复带和过渡带以草本植物为主，种类单一。

工业废弃地；样方调查；生物多样性

工业废弃地是指那些曾经被用于生产，现在被搁置的土地，如矿产企业、制造企业、港口等，随着工业革命和传统工业的改造升级，遗留了大量的工业废弃地，大量的土地和水体资源的浪费，它也给人类的生存环境带来了严重威胁[1]。由于生态环境日益恶化，工业废弃地的修复和重建迫在眉睫。工业废弃地修复一般采用的方式有：植被恢复、水体净化、工业场地废弃材料的再利用等，2013年对运城盐湖的工业废弃地开始“生态环境综合整治”，主要采用植被恢复和水体净化方式，其中植被多样性恢复是治理的重点。

1 场地的概况和研究方法

1.1 场地的概况

山西省运城盐湖位于晋、陕、豫三省交界处的黄河金三角地带。盐湖矿产资源丰富，湖中含有钾盐、镁盐、硫酸盐及食盐等，是山西省重要的无机盐化工基地[2]，也是山西经济发展的支柱产业。但是随着多年的开采，无机盐矿产资源在逐年萎缩，工业废弃地从盐湖周边向内在不断的增加。从1990年到2000年十年间工业废弃地增加了约12.64km2[3]。植物种类从盐湖周边向内也呈现递减趋势。盐湖自然生态系统退化日趋严重，处于极度不平衡状态。

2013年开始政府对盐湖工业废弃地开始综合整治，根据土壤、水体的综合概况将场地分为景观带、淡水湿地带、过渡带和恢复带，其中景观带以人工栽培植物和景观改造为主，淡水湿地带以淡水处理工程和水生植物净化为主，过渡带和恢复带因为土壤含盐量过高以自然生长的耐盐和喜盐植物为主。本次通过对盐湖工业废弃地及周边不同地带的植被修复方式和生物多样性分析，为盐湖工业废弃地的进一步改造进行植物配置提供参考依据。

1.2 研究内容与方法

调查以运城盐湖工业废弃地改造试验段为基点，以四个样带，即景观带、淡水湿地带、工业废弃地过渡带和恢复带为取样点，从每个样地中分别选取4～6个样方，林地群落：面积为10m×10m；灌草群落：面积为5m×5m；疏林草地群落：面积为1m×1m。调查记录样地中植物的种类、数量、植物的生长情况、种类组成的数量特征等指标。利用Excel计算密度、盖度、频度、重要值等指标，分析植物的多样性[4-5]。

2 数据处理

根据调查的4个样带内乔灌木草的数量、高度、冠幅、频度、盖度等指标，利用Excel计算出相对密度、盖度、频度、重要值等，分析物种丰富度指数Margalef指数和多样性Simpson指数。

3 结果与分析

3.1 植物种类数量特征分析

样地内共有植物74种，分属37个科。木本植物种类以蔷薇科、松科、柏科为主，草本植物以藜科、菊科、禾本科为主[5]。

3.1.1 不同地带的植物种类数量特征及重要值

由表1、表2可知，景观带植物种类18种，淡水湿地带30种，过渡带7种，恢复带只有3种，植物种类成递减趋势，景观带和淡水湿地带中人工栽培的种类多。景观带中物种重要值排名前三位的乔木类为：旱柳>苦楝>圆柏；灌木类以次为铺地柏、火炬树(灌)、紫穗槐；淡水湿地带乔木类重要值为刺槐>臭椿>大叶黄杨(小乔木)，灌木类以人工栽培的大叶黄杨(球)、金叶女贞(篱)和月季比较高；过渡带中乔木类只有柽柳。由表2可知，草本类植物种类为淡水湿地带>景观带>过渡带>恢复带，以淡水湿地带种类最多，达15种。除景观带外，其他三个带均有耐盐草本：碱蓬、盐角草和二色补血草，而且三种草本的重要值从淡水湿地带、过渡带到恢复带逐渐增加。

表1 不同地带的植物乔灌木种类数量特征及重要值

表2 不同地带的草本种类数量特征及重要值

3.1.2 物种组成的性质分析

物种组成的性质是决定生物多样性最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征[5]。由表3可知景观带中木本植物、草本植物均有优势种；淡水湿地带中优势种以木本植物为主；过渡带中优势种以草本植物为主；而恢复带中只有草本植物，且优势明显。

表3 盐湖改造试验段物种组成的性质分析表

3.2 不同地带物种多样性指数

物种多样性是一个区域或一个生态系统可测定的生物学特征，因此一般用物种多样性指标来分析生物多样性。丰富度指数指测定一定时间或者空间范围内的物种数目以表达生物的丰富程度；物种多样性指数是将物种丰富度与种的多度结合起来的函数Simpso[4，6]，本文采用丰富度指数Margalef和多样性指数Simpson进行评价。图1丰富度指数Margalef指数：D=(S-1)/lnN，式中，S为群落中的总种数目，N为观察到的个体总数。图2 Simpson多样性指数D=1-ΣPi2，式中，Pi种的个体数占群落中总个体数的比例。由图1显示，不同地带的生物丰富度指数依次为淡水湿地带>景观带>过渡带>恢复带，图2显示，不同地带的生物多样性Simpson指数依次为淡水湿地带>景观带>过渡带>恢复带。丰富度指数和多样性指数趋于一致。

图1 不同样带的Margalef丰富度指数

图2 不同样带的Simpson多样性指数

4 结论与讨论

(1)从样地植物种类分布及重要值看，通过样地调查，样地内共有植物74种，分属37个科。木本植物种类以蔷薇科、松科、柏科为主，草本植物以藜科、菊科、禾本科为主。对不同地带的植物种类数量特征及重要值分析，淡水湿地带植物种类最多，景观带次之，恢复带最少，景观带中，旱柳、苦楝、圆柏等乔木，铺地柏、紫穗槐、火炬树(灌)等灌木，以及麦冬、红花酢浆草等草本植物长势良好；在淡水湿地带中，对植物多样性形成影响大的有刺槐、臭椿、大叶黄杨(小乔木)等乔木，月季、金叶女贞(篱)等灌木以及碱蓬、阿尔泰狗娃花、圆叶锦葵、盐角草等草本植物；过渡带中，植物种类较之前两个样带减少，灌木及小乔木只有柽柳一种且生长茂盛，草本植物中碱蓬、盐角草、芦苇、二色补血草等长势良好，占据了群落组成的重要地位；在恢复带中，对植物群落的形成起重要作用的依次为碱蓬、盐角草、二色补血草。

由于土壤中盐碱度的不同，样地植物种类由北至南呈现以下变化：物种组成由丰富变为单一；由乔、灌、草复层结构演变为单一的草本结构。

(2)从丰富度Margalef和多样性指数Simpson可以看出，两者趋于一致，淡水湿地带指数最高，景观带略低于淡水湿地带，恢复带指数最低，景观带和淡水湿地带植物种类丰富，且以人工栽培品种占优势，人工干预的效果明显，恢复带和过渡带以草本植物为主，种类单一。所以在盐湖工业废弃地改造中，增加人工栽培品种，同时适当增加耐盐和喜盐植物品种，丰富植物种类。利用生物的多样性，加速工业废弃地的生态修复，利用植物引导和加速自然生态系统的演化[6-7]，促使生态系统的良性循环。

[1]崔琰.工业废弃地生态恢复重建的途径与景观生态设计[J]山东建筑大学学报，2010，25(4)：451-453.

[2]朱安乐.中国芒硝与硫化碱[M].北京：清华大学大学出版社，2014，24.

[3]张艳华.基于RS与Gis的运城盐湖生态环境健康评价[D].长安大学硕士论文.

[4]郝清华，汪季，高永.不同植被恢复方式对盐湖周边地区物种多样性影响的研究[J]北方环境，2011，23(6)：61-63.

[5]崔东亚，杨美玲，裴广仁.山西省运城盐湖植物资源调查[J].安徽农业科学，2010，38(22)：11877-11879.

[6]黎燕琼，郑绍伟等.生物多样性研究进展[J].四川林业科技，2011，32(4)：12-14.

[7]李营，张峰，杨海军等.生物多样性生态功能区生境质量变化遥感监测研究[J]环境与可持续发展，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，研究方向为园林植物应用

X176

A

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

项目资助：山西省软科学项目(项目编号：2015041019-3)

引用文献格式：尉淑珍 等.不同植被恢复方式对无机盐工业废弃地生物多样性影响[J].环境与可持续发展，2017，42(2)：77-79.