新疆哈密大南湖二矿矿区植物分布情况调查研究

王梦 张继卫 马伊俐 申吴燕 雪热提江·麦提努日 麻浩 时威 吐尔逊娜依·热依木

摘要：为大南湖二矿生态建设筛选适合植物种类。采用植物调查方法对生态建设区的原生乡土植物、矿区引进植物以及人工引进非目标植物进行了实地调查并分析了其分布情况。研究结果发现：该区植物共11科，23属，24种。植物科、属数差异很大。在矿区分布的各类植物中：禾本科广泛分布矿区办公区前公园绿地、公路两旁、小型人工湿地。人工引进非目标植物种类中禾本科植物种类占大多数。提出了在矿区生态建设植物中耐盐碱的豆科植物种类，在矿区修复中可以改善土壤肥力，可以选择为矿区生态建设种;为增加矿区生态建设植物的观赏效果可加入耐盐碱其它科属的观花植物。

关键词：哈密大南湖二矿;植物分布;适合矿区植物種类

中图分类号：X37 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）22-0021-05

1 引言

新疆哈密大南湖二矿，地表主要以自然原始的戈壁、裸岩砾石为主，无植被生长，生态系统极其脆弱。被誉为“黑色金子，工业食粮”的煤炭资源[1]，是18世纪以来人类使用的主要能源之一，为工业化建设提供了强有力的支撑[2]。然而，随着露天煤矿的大量开采，矿区土地资源、地下水资源和生态环境遭到破坏。煤矿露天开采将逐步挖损和占压原地貌的砾幕层，从而导致砾幕层对地表风蚀的防护功能丧失[3～6]，同时，露天开采过程中形成大面积的裸露面和大体量的松散堆体，如不采取有效措施，极易成为当地风沙天气的物质源头，导致生态系统进一步恶化，土壤盐碱化更为严重。为保障矿区生态环境，合理的利用当地乡土植物，科学修复矿区被扰动的环境，加强植物丰富度，当务之急，应先对矿区植物分布情况进行调查研究[7～9]。植物调查是了解研究区植被分布情况最简单直接的方式[10～13]。本研究通过调查了解大南湖二矿未扰动区和人工扰动区植物种类及植物分布情况，以期为大南湖二矿生态建设筛选适合植物种类，科学地指导矿区生态修复。

2 材料与方法

2.1 研究区概况

调查地点位于新疆哈密大南湖二矿矿区。哈密市属于温带大陆性干燥气候，春季多风沙天气，气温变化大、夏季炎热，水分蒸发严重、秋季较凉爽，冬季寒冷，空气干燥。年最高温度43℃，最低气温-32℃。大南湖二矿大气透明度高、少云、光资源丰富、日照时间长，年日照时数3300～3500h，是我国日照时间最多的地区之一。年降水量少，仅有33.8mm，蒸发量3300mm[14～16]。

2.2 调查方法

2.2.1 资料收集

通过文献资料，查阅新疆植物志，对新疆哈密地区乡土植物进行初步了解。

2.2.2 采样植物样本

实地采集植物标本，及时记录下来，标注地点、采集时间、海拔高度、采集人、植物名、科属后放进标本夹。无法确定的植物，采集下来，同时也标注地点、采集时间、海拔高度、采集人，放入标本夹，并对植物进行拍照，以备回实验室鉴定。

2.2.3 植物种的鉴定

将采集回来后的植物标本带回实验室，结合实地采样[17]时照片，对照《新疆植物检索表》《新疆高等植物检索表》《新疆植物志》《中国植物志》等对植物标本进行植物种名鉴定。

3 结果与分析

3.1 无人为干扰区植物分布情况及分析

新疆哈密大南湖矿区原生植被主要种有：怪柳（Tanzarix chinensis）、骆驼刺（Alhagi sparsi folia）、花花柴（Karelinia caspia）、黑果构杞（Lycium ruthenicum）等。

无人为干扰区属于戈壁荒漠，盐碱化严重，常年风沙天气，因新疆哈密属于温带大陆性干燥气候，常年降水缺乏，水分蒸发流失严重，调查区现场较少看见植被出现，没有大型乔木，植被较好地区，仅有怪柳、骆驼刺、花花菜、黑果构杞能够正常生长，四种植物耐盐碱、抗早性强。从表1可看出，该地区怪柳生长比较好，分布较广泛。调查区的骆驼刺分布较广泛、生长旺盛，常被当地农民采割后喂养家畜。花花柴作为风媒的植物，种子传播范围广泛，其特性耐盐碱、耐干早，分布较广泛。黑果构杞在调查区少量出现。调查结果见表

3.2 人为干扰区植物分布情况及分析

根据大南湖矿区内各地方植被分布功能需求的不同[18]，将大南湖二矿分为3个调查小区[19]，即：矿区办公区公园绿地、公路两旁、小型人工湿地，为方便调查统计。

3.2.1 矿区人工引进目标植物种类分布

（1）矿区办公区公园绿地。乔木植物：榆树（Ulmuspumila）;灌木植物：金叶榆（Ulmus pumila'）、怪柳、紫穗槐（Amorpha fruticosa）;草本地被植物：地被菊（Chrysanthemum morifolium）、马蔺（Iris lactea）。

（2）公路两旁。乔木植物：榆树;灌木植物：柽柳;草本地被植物：五叶地锦（Parthenocissus quinquefo-lia）。

（3）小型人工湿地。草本地被植物：芦苇（Phrag-mites communis）。

矿区办公区公园绿地，主要目的是满足大南湖二矿职工日常休憩娱乐的功能，主要植物来源均是绿化植物种类。绿地植被区均有滴管满足日常植物所需水量。因矿区裸露面属无植被区，此处植物密集程度形成鲜明对比。乔木选择当地乡土树种榆树，耐盐碱、耐旱、耐风沙，适应性强。因戈壁风沙较大，对榆树进行支架支撑进行保护。矿区办公区绿地在灌木的选用落叶灌木紫穗槐和乡土植物怪柳，为丰富员工视觉享受，用榆树的变异型金叶榆，使之有色差。在草本地被植物的选择上，引用俗称“千年不死草”的马蔺，抗逆性强、耐旱、耐盐碱、耐寒并且耐践踏。马蔺，属于鸢尾科，开蓝紫色花，是荒漠修复，园林绿化常用植物。主要观花植物地被菊，花色丰富，植被低矮且密集紧簇，可减少土壤裸露面（图1、2）。

公路两旁绿化植物主要作用是防风固沙，在戈壁道路两边起着引导路线作用。调查中主要有2种形式榆树+怪柳、榆树+五叶地锦两种模式。其中榆树+怪柳模式主要是在运输道路两侧，榆树和怪柳耐盐碱，防风固沙首选植物。在非以煤矿运输为主要目的的道路两侧引用榆树+五叶地锦，滴管满足植物日常水分需求。小型人工湿地附近水分充足，芦苇生长良好。

3.2.2 矿区人工引进非目标植物种类分布

矿区建厂绿化时，人为引进目标植物途中，在换土，移植过程中，土壤中带进矿区非目标植物。

（1）矿区办公区公园绿地。草本地被植物：堰麦草（Elytrigia repens）、披碱草（Elymus dahuricus）、紫花首蓿（Medicago sativa）、矢车菊（Centaurea cyanus）、麦蓝菜（Vaccaria segetalis）、马齿苋（Portulaca oleracea）、蒲公英（Taraxacum mongolicum）、狗牙根（Cynodondactylon）、狗尾草（Setaria viridis）、剪股颖（Agrostismatsumurae）。

（2）公路两旁。草本地被植物：芦苇、狗尾草。

（3）小型人工湿地。草本地被植物：猪毛菜（Salsolacollina）、花花柴、碱蓬（Suaeda glauca）、矢车菊、狗尾草、灰绿藜（Chenopodium glaucum）。

从调查数据中看出，人工引进非目标植物[20]种类比人工引进目标植物种丰富，但人工引进非目标植物分布广泛，适应和抗逆能力比人工引用植物强[21]。在一定情况下，人工引进非目标植物与当地植物争夺土壤养分、水分、空间。人工引进非目标植物对矿区办公区公园绿地景观效果造成了一定的影响。3个调查小区，人工引进非目标植物均为草本植物，矿区办公区前公园绿地、小型人工湿地，人工引进非目标植物种因为水分、风蚀情况的差异，比公路两旁物种丰富（图3～5）。

3.2.3 哈密大南湖矿区现有植物分布地点

从表2中可看出，该区植物共11科，23属，24种。禾本科植物广泛分布在矿区办公区前公园绿地、公路两旁、小型人工湿地。

4 讨论

对大南湖二矿植物调查结果人工引进非目标植物均为草本植物，其中禾本科占绝对优势。在植物修复中可以考虑以草本植物为主要类型[22]，在播种和生长效果比乔木灌木效果占优势，增加物种丰富度应把重点落脚在草本植物。调查区出现豆科紫花首蓿，豆科植物有固氮作用，可引进种植，同时做绿肥用以改善土壤肥力。矿区修复以恢复生态为主要目的，但也要考虑观赏性，改善员工生活质量。可以考虑抗逆性强的植物，例如薰衣草（Lavandula angustifolia）、罗布麻（A.venetum.）、甘蓝型油菜（Brassica napus）、红豆草（Onobrychis vici-aefolia.）、苦马豆（Sphaerophysa salsula）等观花植物。使得生态修的过程中，既改善了矿区环境，又成为一处景观。

借鉴前人在植物修复中应用的科属[23-27]，以及现场实地调查研究分析，禾本科、豆科、菊科、藜科、榆科、怪柳科等，对土壤要求不严苛，耐盐碱，适应性强，将来可用于矿区修复中。实际建议适应生态建设植物种如表3所示。

4 结论

通过实地调查的出结果：①原有植物种包含：怪柳科、菊科、豆科、茄科。②建矿后人工引进目标植物包含：榆科、柳科、菊科、豆科、葡萄科、鸢尾科。②矿区人工引进非目标植物包含：豆科、禾本科、菊科、藜科。④适合生态建设植物包含：禾本科、豆科、菊科、藜科、怪柳科、胡颓子科、蒺藜科、石竹科、苋科、唇形科、夹竹桃科、十字花科、榆科等。

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收稿日期：2019-09-26

基金项目：戈壁荒漠区露天煤矿水土保持与生态建设关键技术研究

作者简介：王梦（1987-），女，硕士，研究方向为露天矿环境保护。

通讯作者：吐尔逊娜依·热依木（1968），女，副教授，博士，研究生导师，研究方向为草地生态。