大楊樹煤礦采煤塌陷區植被恢復效果調查與評價

趙一陽 藍登明 德永軍 馬少薇 尚潔

摘要以大楊樹煤礦采煤塌陷區作為研究對象，采用樣方法對其植被恢復情況進行調查，建立了以適應性、經濟價值、配置與結構、恢復效果為主要評價指標的植被恢復綜合評價體系。結果表明，該區域恢復的喬木林樹種為山楊，灌木叢樹種為胡枝子，復墾農田種植的農作物為大豆；山楊林的綜合評價等級為Ⅱ級（良），胡枝子灌叢的綜合評價等級為Ⅱ級（良），復墾農田的綜合評價等級為Ⅰ級（優）。

關鍵詞大楊樹煤礦；植被恢復；評價

中圖分類號S181文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）34-099-02

目前，礦區環境治理和生態恢復已經成為全球恢復生態研究普遍關注的議題之一，受到各國的普遍重視[1]。謀求人類與環境的協調發展[2]，生態恢復建設具有重要的理論價值與實際意義[3]。煤炭在我國能源結構中占有主導地位[4]，但煤礦區生態環境問題已經成為礦區乃至區域可持續發展的重大制約因素[5-6]，積極開展礦區塌陷地復墾工作，不僅可以解決人地矛盾，保護土地資源，也是煤礦企業實現自身經濟可持續發展的重要途徑[7]，對礦區塌陷地復墾模式的研究成為必要[8]。筆者以大楊樹煤礦為研究對象，通過對該地區典型恢復植被和主要復墾農田的調查與評價，提出了適宜的研究地礦區植被恢復的模式，為礦產資源開發區植被恢復提供了合理的建議。

1研究區概況

大楊樹礦區位于鄂倫春自治旗和莫力達瓦自治旗交匯處，礦區地處高平原地貌區[9]，地理位置124°32′36″～124°33′52″ E，49°38′40″～49°40′12″ N，氣候類型為溫帶與寒溫帶大陸性氣候，無霜期90～110 d，年平均氣溫-5.2 ℃，年平均降水量500 mm左右。大興安嶺林木資源豐富，主要樹種有興安落葉松（Larix gmelinii）、樟子松（Pinus sylvestnis var. mongolica）、紅皮云杉（Picea koraiensis）、白樺（Betula platyphylla）等[9]，在濕潤的森林條件下，形成森林土壤，有灰化土、灰棕壤、棕壤、灰色森林土和褐土等。大楊樹礦區面積3 358 km2，主要開采煤炭資源，以井工開采為主。目前已全部閉坑，治理前礦區地面沉降、地裂縫塌陷地質災害嚴重[10]。針對此類問題，對采煤塌陷區最早的治理時間為2005年，經過10 a的治理，塌陷區得到了良好的改善。塌陷區回填后，部分作復墾農田，復墾的農作物為大豆，恢復效果較好，部分排列種植了喬木林和灌木叢，喬木林種植的植物為山楊，灌木叢種植的植物為胡枝子。

2研究方法

2.1調查內容與方法

2014年8月中旬，通過對大楊樹礦區植被恢復工程進行實地考察，按照不同植被恢復類型分別設置樣地，每塊樣地隨機取3個樣方。樣方面積為10 m×10 m，草本樣方1 m×1 m[11]，調查并記錄樣方中植物的名稱、株數，木本植物的高度、蓋度、生長狀況，以及草本植物的生物量指標。同時記錄有無枯梢、黃葉、凍害、病蟲害情況。

2.2評價指標體系構建

根據研究地現有植物配置綜合評價結果，選擇礦區植被恢復模式，其評價指標體系應適應當地的自然條件和立地條件[12-13]，能夠綜合體現植物種的生態、經濟和社會效益，因此選擇適應性、經濟價值、配置與結構、恢復效果4個指標構建評價指標體系。

適應性評價指標又分為4個二級指標，分別為木本植物造林保存率（草本植物的生長量）（占整體分值的30%）、生長狀況（占整體分值的30%）、病蟲害現象（占整體分值的20%）、凍害現象（占整體分值的20%）。

2.3評價指標體系評分標準

2.3.1適應性指標。

適應性指標旨在鑒定礦區植被恢復中所選植物種對生境條件的適應能力和適應程度，結合研究地生境，選擇植物耐寒、耐旱、抗風、抗澇、抗病蟲、抗污染、耐鹽堿的能力作為評價標準（表1）。

2.3.2經濟價值指標。

經濟價值指標旨在為礦區植被恢復中所選植物種在植被復建后保護生態的同時對當地生產生活、經濟發展的貢獻程度做出綜合評價，主要考慮其用途、產量以及經濟價值（表2）。

2.3.3配置與結構評價指標。

配置與結構指標主要考慮植物種數量、搭配是否合理、復建植被的垂直結構及其與當地自然條件的吻合程度，在一定程度上能夠反映出復建植被的穩定性和抵御不良生態條件的能力，又能衡量礦區植被恢復周期，實現與周圍環境相協調一致（表3）。

表1適應性評分標準

適應性分值評價標準

強3木本植物造林保存率、草本植物生物量達到自然植被的80%以上，生長旺盛，無病蟲害、凍害現象

中2木本植物造林保存率、草本植物生物量達到50%～79%，生長正常，有輕微病蟲害、凍害

差1木本植物造林保存率、草本植物生物量達到30%～49%，長勢差，枯梢、黃葉等現象常見，病蟲害、凍害較嚴重

不適應0木本植物造林保存率、草本植物生物量低于29%，長勢差，枯梢、黃葉、病蟲害、凍害現象嚴重

2.3.6綜合評價指數計算與等級劃分。

綜合評價指數計算公式為：

P=ni=1PiIi

式中，P為綜合評價指數；Pi為各評價因子得分；Ii為各評價因子權重；n為評價因子數。根據綜合評價指數，將植被恢復效果劃分為5個等級（表6）。

3大楊樹煤礦植被恢復綜合評價

3.1山楊林

大楊樹煤礦植被恢復利用木本恢復和農田復墾兩種模式，木本恢復種是山楊和胡枝子，復墾農田的農作物是大豆。

由表7可知，山楊林的保存率平均可達87.3%，與對照區蓋度的百分比是83.3%，有輕度的病蟲害，基本無枯枝黃葉現象，沒有凍害現象，復墾灌木配置單一，結構層次為單層，符合當地的生境條件；其適應性2.2分，經濟價值2分，配置結構1分，恢復效果3分，綜合評分2.08分，評價等級Ⅱ級（良）。

3.2胡枝子

胡枝子的保存率平均可達82.7%，與對照區蓋度的百分比為75.2%，基本沒有病蟲害以及枯枝黃葉現象，沒有凍害現象，配置結構單一，符合當地的生境條件（表7）；其適應性2.7分，經濟價值3分，配置結構1分，恢復效果3分，綜合評價2.28分，評價等級Ⅱ級（良）。

3.3大豆

塌陷區與對照區大豆生物量的百分比為81.0%，基本無病蟲害以及凍害，也沒有嚴重的枯枝黃葉現象，符合當地的生境條件（表8）；有很高的經濟價值，其適應性3.0分，經濟價值3分，配置結構1分，恢復效果3分，綜合評價2.60分，評級等級Ⅰ級（優）（表9）。