采礦廢棄地植被恢復與生態重建研究
——以湖南新邵縣高家坳金礦為例

李坤軍 王曙光 伍謀殊

（1.邵陽市水土保持科學技術推廣站 邵陽市 422000；2.湖南省水土保持監測總站 長沙市 410007）

引 言

由礦山開采產生的廢棄地、尾礦、廢渣引發的環境污染以及生態環境問題已經引起了社會各界的廣泛重視。在礦山這種極度退化的生境中，植物修復是礦山廢棄地生態恢復的最佳途徑之一。植被的恢復與重建是礦山生態恢復的重要環節，通過人工選擇物種，可以縮短植被演替的進程，加快礦山廢棄地的生態重建進程，從而恢復結構復雜和功能良好的生態系統。在這個惜地如金、以人為本的年代，對采礦廢棄地進行植被恢復與生態重建，具有重大的現實和理論意義。

然而廢棄地土壤結構差，植物生長所需的有機質及生長元素都逐步消退，并且土壤中重金屬含量又相對較高，對植物的生長非常不利。國內外在廢棄地復墾研究上也有了一些成果，但關于有色金屬礦山廢棄地植被恢復研究還相對較少，可借鑒的直接經驗較少。本文旨在通過高家坳金礦廢棄地進行植被恢復的試驗研究，對采礦地植被修復結果及存在的問題進行深入分析，從而為金礦廢棄地及中國南方同類礦山的植被恢復與生態重建提供依據。

1 高家坳金礦廢棄地植被快速恢復試驗

1.1 礦區概況

高家坳金礦位于東經 111°16′59″～111°17′54″，北緯 27°23′41″～27°24′38″，地處湖南省西南部地區，位于邵陽市新邵縣巨口鋪鎮境內，距邵陽市區約30 km，距新邵縣城約25 km，有簡易公路2 km與礦區西側的S217省道相通，交通較為便利。礦區所在的巨口鋪鎮境內多山地丘陵，屬于典型的中亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明，光熱充足，雨水充沛，且雨熱同季。境內多年年平均氣溫17.2℃，歷年極端最高氣溫為40℃，極端最低氣溫為-10℃，多年平均降水量1 375.5 mm，無霜期 276 d。

高家坳金礦建于1992年，占地面積95.2 hm2，使用較常見的露天開采作業方式，其采礦工藝流程分為剝離—鑿巖—爆破—采裝—運輸—堆浸6個步驟，平均每年開采、選冶礦石10萬t左右。經過20余年的開采，礦區內已形成了大面積的堆渣場，棄渣總體積約達18.34萬m3，大部分堆放在廢礦堆區，少量堆于堆浸場外側或開采場地上。由于種種原因，堆渣場表面的植被一直沒有恢復，水土流失現象嚴重，給下游群眾生活生產及安全造成嚴重威脅。

1.2 基本原則

堅持生態修復優先、防災避險、安全穩定的原則；堅持誰破壞、誰治理的原則；堅持因地制宜、經濟適用的原則。注重使用鄉土樹種進行生態修復，弱化人工痕跡、淡化城市味道，力爭在較短的時間內到達近自然的綠化效果。

1.3 試驗目的

以高家坳金礦廢棄地為例，重點研究適宜礦區廢棄地生長的植被物種、栽培方式及管護技術，以及植被的生長對廢棄地土壤容重、有機質等因素的影響，為同類礦山廢棄地的植被恢復與生態重建提供參考依據及推廣應用。

1.4 試驗過程

（1）場地選擇。本次試驗場地為高家坳金礦礦區內坡度＜35°、坡面穩定、不再傾倒廢渣、且無植被覆蓋的堆渣場。為滿足試驗對比觀察的要求，本次試驗在盡可能尊重坡體結構和原始地形的基礎上，按每個分區面積控制在（100～200）m2的原則，將試驗場地劃分為4個試驗分區。

（2）植被選擇。對廢棄地土壤的物化、生化性質進行分析，查明土壤的pH值、土表水、通氣性、土壤氮素及土壤溫度等的基礎上，按照礦區廢棄地植被的選取原則，以及參考相關文獻及資料，本試驗采用喬灌草結合的方式，對礦山廢棄地植被進行恢復。根據植被選擇的原則，本次試驗選擇的喬木有柏木、杉木、棕櫚；灌木有胡枝子、馬甲子；草本類有百喜草、狗牙根、高羊茅。

（3）植物配置。為方便觀察記錄不同的植物配置方式時植被的恢復情況，現將4個試驗分區分別記為A、B、C、D區。各試驗分區的植被配置方式見表1。

表1 植被配置方式表

（4）整地、種植方式。為盡可能提高土壤含水量，保證蓄水保墑的效果，改善土壤的理化結構和性質，防止有機質的流失，促進土壤團粒結構的形成，促進幼苗生長，縮短郁閉年限，并結合堆渣坡面的坡位、坡向、坡度等實際情況，本次試驗采用帶狀的水平溝整地方式。水平溝整地即按照“等高線，延坡轉，寬一定，長不限，死土挖出，活土回填”的方法進行整地。

考慮到礦區實際情況以及運輸成本等問題，植被栽植時無法滿足回填土的要求，本次試驗只在苗木栽種處回填了少量的土壤，等苗木入坑后，就近采用渣土回填。

（5）管護方式。盡量減少人工管護，節約人工成本，只在栽種前期進行施肥、澆水，之后任其自然生長。如遇極端干旱天氣時應及時澆水，出現病蟲害時進行防治。

（6）數據收集處理。每月中旬對4個試驗區的植被生長情況（包括成活率、根系分布情況、植被覆蓋度）進行觀察記錄，不僅在時間上分析植被生長情況，還應在空間上進行比較分析（不同小區之間、同一小區上下坡面之間）；在植被栽植前以及在植被恢復過程中，應對土壤進行取樣，測定其土壤含水率、容重、pH、土壤有機質、氮、磷等關鍵指標，比較分析指標的變化情況。

1.5 成果及結論

本試驗開始時間為2014年1月，本文采用2014年1月至2015年12月獲取的數據。

（1）不同配置方式植被恢復情況分析。各試驗分區不同植物配置調查結果見表2。從表2中可以看出，B區內的植物配置模式（杉木×胡枝子×混合草籽）的生長情況（植被覆蓋度、生物量、成活率等）最佳，D區內的植物配置模式（胡枝子×馬甲子×混合草籽）的生長情況次之，C區內的植物配置模式（棕櫚×胡枝子×混合草籽）的生長情況相對最差。

表2 不同植物配置調查表

（2）不同配置模式喬、灌、草生長情況分析。不同配置模式下植被生長情況調查結果見表3。通過對表3中數據的對比分析，植物長勢相對較好的B區內的植物配置模式 （杉木×胡枝子×混合草籽）和D區內的植物配置模式 （馬甲子×胡枝子×混合草籽），且4種模式的灌木長勢均明顯好于喬木和草本。

表3 不同配置模式下植被生長情況 cm

經過對該時間段數據的處理與分析，得出以下相關結論：

（1）植被恢復情況。成活率：從對已選植被的調查結果及分析來看，植被成活率排序從高到低依次為灌木、草本、喬木；生長速度：灌木（胡枝子、馬甲子）的生長速度明顯快于喬木和草本；上下坡面差別：小區上坡面較下坡面植被成活率略高。以上說明，對試驗區而言，灌木的適應性要大于喬木及草種，上坡面的植被成活率要大于下坡面。

（2）土壤性質變化情況。植被恢復后土壤的物理化學性質較恢復前有了明顯的變化，不同植物、不同生長情況下的土壤性質也存在一定的差別。以上說明，植物群落演替過程，其實質也是植物與土壤相互影響和相互作用的過程。

（3）植被恢復模式選擇。保護與利用相結合，采用“喬灌草”搭配方式，本文建議植被配置方式選用模式2（杉木×胡枝子×混合草籽）。

2 存在問題及展望

（1）以上試驗是在已選定的幾種植被中進行的，不排除有更適宜于在高家坳金礦廢棄地生長的植被；由于沒有更多的比較，無法說明喬、灌、草的生長情況是其本身的結果還是相互之間相互影響的結果，即在植物的配置方式上還具有很大的選擇性。

（2）由于本實驗的數據收集期較短，應延長觀測期，確保數據的代表性和準確性。

（3）本試驗的成果是針對高家坳金礦廢棄地的植被恢復，同類礦山在運用及以后的推廣的過程中，還應在此研究成果的基礎上，結合各礦區廢棄地的實際情況，有針對性的選擇物種來進行植被恢復及生態重建。

采礦廢棄地的植被恢復與生態重建研究涉及生態、工程、美學、經濟以及社會等多方面的內容，具有很強的研究價值和廣泛的現實意義。中國的采礦廢棄地等破碎化景觀規模巨大，在當今構建生態文明、人地矛盾急劇增加的大背景下，對此類廢棄地的景觀修復有著巨大的現實意義。

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