宜昌市矿区矿渣废弃地边坡植被恢复的物种推荐与搭配探讨

郭 萍，夏 栋(.湖北三峡职业技术学院，湖北 宜昌 443000； .三峡大学 水利与环境学院，湖北 宜昌 443000)

随着我国经济的快速发展，社会对资源的需求与日俱增，大规模无序开采矿产资源给生态环境带来严重破坏，造成表土层破坏、土壤基质物理结构不良、水分缺乏、持水保肥能力差、缺乏植物能够自然生根和伸展的介质，从而导致生物多样性减少、地质灾害时有发生，因此生态环境修复迫在眉睫[1]。

矿区矿渣废弃地边坡是一类特殊的退化生态系统，由于人为的巨大干扰，超出了原有生态系统的修复容限[2]。近年来，国家加大了矿山生态修复力度，在矿区边坡的土壤改良技术、植被选择技术等方面取得了较好的实践成果。但受限于环境恶劣、矿山边坡土壤极端贫瘠、氮磷钾及有机质等营养物质不足或是养分不平衡等，植被重建难度大，矿山生态恢复呈现高投入低产出的状态。本研究以宜昌市龙泉镇某矿区矿渣废弃地边坡为例，在对现有植被实地调查的基础上进行植被重建分析，旨在为今后类似矿区矿渣废弃地边坡的生态修复提供参考。

1 植被类型调查

1.1 调查方法

本研究应用普通生态学[3]调查方法，采用踏查法和样方法相结合的方法对边坡重建植被群落进行调查。根据植被类型，沿坡面对角线设置1 m×1 m样方，记录样方内的植物名称、生长型等。

1.2 调查结果

调查结果表明，矿区矿渣废弃地边坡的植被生态修复样地内植物种类共计15科24属24种(具体见表1)，其中禾本科和菊科植物居多，分别为5种和6种，其他都是1科1种。将这些植物按生长型进行分类，可分为：一年生或二年生草本植物(annual herbaceous & biennial herbaceous，以A/B表示)、多年生草本植物(perennial herbaceous，以P表示)、 藤本植物(lianas，以L表示)、灌木或半灌木(shrubs or subshrubs，以S/SS表示)、乔木(arbors，以AS表示)[4]。

表1 调查区的植物物种组成及生长型

在矿区矿渣废弃地边坡的植被生态修复样地内，随生态修复年限的增加，本地种逐渐侵入和定居，重建植被群落的科、属、种数量较建植初期均表现出大幅的增加。在扰动边坡植被生态修复的演替过程中，群落物种的种属都有快速增加的过程，但并不是随演替时间的增长而持续增加，此过程受环境和群落中优势物种的影响，是一个波动的过程。

2 矿区植被恢复物种推荐与搭配

2.1 物种筛选原则

矿区矿渣废弃地边坡植被修复物种的筛选应充分考虑修复地的立地条件和植物的生物学生态学特性，将两者有机结合起来。依循植物学及生态恢复学的理论，筛选及运用时应遵循包括地带性原则、适地适树原则、抗逆性原则和经济性原则在内的物种筛选原则。

2.2 物种推荐

目标植物群落设计应依据地区的地带性植被和潜在自然植被来确定目标类型、选择植物种类并进行相应的物种配置，营造近自然植被群落，即以后期自然生长为主，应用模拟自然的手法,营造在种类和群落上与区域自然环境接近的结构完整、物种多样性丰富、生物量高、趋于稳定状态、后期完全遵循自然循环规律的“少人工管理型”人工植被群落。

矿区矿渣废弃地边坡目标植被群落可选用草本型或草灌型。

草本型植被群落是以草本植物为主体的植被群落。草本植物具有前期生长快、易成活等特点。矿区矿渣废弃地边坡可选用的常用暖季型草种有狗尾草、狗牙根、假俭草、结缕草、百喜草等，冷季型草种有白三叶、多年生黑麦草、高羊茅、草地早熟禾等。在修复中可根据立地条件选择冷季型和暖季型草种混播。

草灌型植被群落是以草本植物为建群种、灌木为伴生种的群落类型。矿区矿渣废弃地边坡常用的灌木有胡枝子、牡荆、紫穗槐、沙棘、锦鸡儿、夹竹桃、柠条等。在修复中可先喷播一定量的草种作为先锋物种。因草灌混播时，灌木难以成活，所以灌木宜采用栽植的方式。

2.3 先锋物种

根据前期的植物调查和文献统计，筛选出矿区矿渣废弃地边坡植被生态修复先锋物种为：狗尾草、狗牙根、铺地榕、高羊茅和竹叶草。

2.4 物种配置模式

在筛选出先锋物种的基础上，考虑矿区矿渣废弃地边坡的陆生生态环境保护和水土保持措施，为快速达到边坡复绿效果，形成生长速度快、持续性好的植物组合，提出如下的物种配置模式：草本植物的组合一般为冷暖季型草种混播，同时配置豆科植物，如狗尾草+紫花苜蓿+高羊茅组合、紫花苜蓿+狗牙根+黑麦草组合、狗牙根+铺地榕组合等；草灌植物的组合在考虑地表覆盖的情况下，增加灌木的数量，如多花木蓝+高羊茅+黑麦草组合、胡枝子+狗牙根+黑麦草组合等。

3 结 语

由于不同的矿区矿渣废弃地边坡气候特征、周边环境及恢复程度均不相同，因此在边坡生态修复过程中要因地制宜地进行植被恢复物种的选择和物种配置模式的设置。尤其是在修复的中后期，要适时根据修复效果及植被的生长状况进行物种补充。

矿山废弃地的生态恢复是当今世界关注的问题之一[5]，但对于矿区矿渣废弃地边坡的修复多数是在闲置多年后生态环境问题极为严重时才开始，而在闲置的较长时间内，矿渣对周边环境的污染范围和破坏程度均发生了扩展，仅靠筛选物种无法达到边坡生态修复的最终目的，应该及时对整个矿区环境可能会遭受到的破坏程度进行评估，制订相应的生态修复技术方案。

[1] 朱爱苹.矿山废弃场地植被修复技术[J].河北林业科技,2014(3):102.

[2] 张鸿龄,孙丽娜,孙铁珩，等.矿山废弃地生态修复过程中基质改良与植被重建研究进展[J].生态学杂志,2012,31(2):460-467.

[3] 尚玉昌.普通生态学[M].3版.北京:北京大学出版社,2016:67-68.

[4] 张筑生.西南干热河谷地区水电工程高陡边坡植被恢复及生态效应研究[D].宜昌:三峡大学,2012:13.

[5] 王志宏,李爱国.矿山废弃地生态恢复基质改良研究[J].中国矿业,2005,14(3):22-27.