野花組合在撫順煤礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用

陳慶偉，薛晟巖＊

1.撫順礦業(yè)集團(tuán)林業(yè)處甲幫苗木花卉公司，遼寧 撫順 113004；

2.沈陽(yáng)市園林科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110016

撫順煤田是我國(guó)的重要煤炭生產(chǎn)基地，具有百余年的開(kāi)采歷史，為國(guó)家能源工業(yè)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。在煤炭開(kāi)采和洗煤過(guò)程中排放大量廢棄物，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。這些煤矸石在長(zhǎng)期露天堆放的環(huán)境中，產(chǎn)生大量的污染物并向外排放，造成周?chē)貐^(qū)空氣、土壤、地下水嚴(yán)重污染[1]。煤矸石山生態(tài)恢復(fù)一般包括土地整形、土壤重建、植被恢復(fù)等幾個(gè)過(guò)程[2]，其中植被恢復(fù)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。由于煤矸石山的各項(xiàng)生態(tài)因子嚴(yán)重惡化，具有許多不適宜植物生長(zhǎng)的客觀條件，因此合適的植物選擇對(duì)礦區(qū)的生態(tài)恢復(fù)具有至關(guān)重要的意義[3]。草本植物生長(zhǎng)快，容易覆蓋地表，有效減少水土流失，可作為礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)的先鋒植物。而野花組合是多種草本植物種子的組合，是指人為篩選一至二年生、多年生野生花卉或栽培花卉，經(jīng)人工調(diào)和配置并通過(guò)混合播種建立一種模擬自然并富于景觀效果的一種形式[4]。野花組合抗性較強(qiáng)，景觀效果好，花色范圍廣，開(kāi)花期長(zhǎng)，而且具有較強(qiáng)的自我維護(hù)和更新的能力，生態(tài)效益較高[5]。因此，利用野花組合對(duì)煤礦區(qū)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，不僅達(dá)到快速覆蓋地表目的同時(shí)，也提高了礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)的觀賞效果。

圖1 6月7日野花組合播種

一、種植地的土壤概況及恢復(fù)

（一）研究區(qū)域概況

種植選址為遼寧省撫順市礦業(yè)集團(tuán)運(yùn)輸部東舍場(chǎng)180工區(qū)。該種植地位于撫順市市區(qū)，原為丘陵山地，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫6.6℃，年均降水量為804.2mm，無(wú)霜期145d。主要的氣候特點(diǎn)是夏熱多雨，冬季漫長(zhǎng)，溫差較大，四季分明。

種植地是露天礦剝離物外排棄及撫礦頁(yè)巖油廠廢棄頁(yè)巖排棄廠，使用年限已超過(guò)50a，排土高度50-100m。堆放煤矸石后，原有的植被、農(nóng)田全部被排棄的矸石所覆蓋，原生植被遭到嚴(yán)重破壞[6]。土壤微生物環(huán)境遭到破壞，水體、大氣污染日趨嚴(yán)重。土壤土層薄，且以裸巖、碎石、砂礫為主，有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分和土壤微生物含量較低，保水性差。

對(duì)種植地土壤的pH值、速效氮、速效磷及速效鉀等指標(biāo)檢測(cè)（見(jiàn)表1）。通過(guò)檢測(cè)分析：種植地土壤pH值在7.5～7.8之間，中性偏堿。檢測(cè)點(diǎn)位土壤肥力極為不均衡，速效氮含量均在56～126mg/kg之間，速效氮含量較豐富。速效鉀含量最低值為5.2mg/kg，最高值僅為22.9mg/kg，分別是國(guó)標(biāo)速效鉀最低含量值60mg/kg的8.6%和38.1%，測(cè)量速效磷含量最低值為2.1，是國(guó)標(biāo)速效磷最低值的42%，測(cè)量最高值僅為6.0 mg/kg。可見(jiàn)，土壤中的磷鉀較缺乏，影響植物正常生長(zhǎng)發(fā)育。

表1 試驗(yàn)場(chǎng)地土壤化學(xué)性狀

（二）種植地土地整理

對(duì)種植地進(jìn)行土壤平整及修復(fù)工作。對(duì)坡下整地前先去除雜草及大塊碎石，引進(jìn)10cm厚客土進(jìn)行覆蓋處理，并于播種前澆一次透水，利于土壤的緊實(shí)度，同時(shí)維持土壤10d左右的濕度，促進(jìn)雜草萌發(fā)，再結(jié)合平整土地除去雜草幼苗，可有效減少種植地雜草的數(shù)量。坡面清除坡面雜草，排除浮石和松動(dòng)的石塊，確保坡面基本平順和消除落石的隱患。對(duì)于比較光滑的開(kāi)挖邊坡，在坡面橫向開(kāi)槽，適當(dāng)增加粗糙度。對(duì)于坡度大于35度的坡面，采用噴附植生基質(zhì)，將草炭土、種植土、植物纖維、保水劑、粘結(jié)劑、緩釋復(fù)合肥等混合材料配制，經(jīng)攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅蓢姴C(jī)自上而下，左右向來(lái)回分次進(jìn)行噴播，厚度為8cm左右。

根據(jù)土壤檢測(cè)分析結(jié)果，對(duì)坡面土壤加入磷鉀復(fù)合肥、有機(jī)肥及草炭土改良土壤。對(duì)于坡下平地根據(jù)引進(jìn)土壤的肥力情況適當(dāng)加入氮磷鉀復(fù)合肥及草炭土提高土壤的肥力，施肥結(jié)合平整土地進(jìn)行。

二、野花組合種植技術(shù)

（一）野花組合品種配置

圖2 野花組合播種后覆蓋及澆水

表2 組合品種配置

礦區(qū)植物選擇原則：由于煤礦區(qū)環(huán)境條件惡劣，植物選擇應(yīng)遵循生長(zhǎng)迅速、抗干擾能力強(qiáng)，成活率高，能快速覆蓋地表，從而達(dá)到快速改善煤矸石礦山生態(tài)環(huán)境的作用；要具有脅迫忍耐力，即具有抗旱、抗寒、耐熱、耐瘠薄、耐重金屬等特點(diǎn)；能有效適應(yīng)煤矸石山淺薄的土層[3]。同時(shí)，在選擇礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)的植物種類(lèi)時(shí)，兼顧綠化后的景觀效果。選擇鄉(xiāng)土植物和適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的規(guī)化物種作為組合的主要品種。

參照以上礦區(qū)植物選擇原則，并根據(jù)煤矸石礦山的陽(yáng)坡、陰坡及坡下平地的光照及水分等環(huán)境因子選擇不同的植物進(jìn)行配置。每種組合品種配置以宿根花卉為主，以一二年生為輔。其中，宿根花卉作為組合的骨架品種應(yīng)具有較強(qiáng)抗旱性、耐熱性，能夠改良土壤，具有較強(qiáng)的生存能力和更新能力，對(duì)土壤起到恢復(fù)作用，具有較高生態(tài)效益，同時(shí)具有一定觀賞效果。一二年生品種能夠快速覆蓋地面，減少水分蒸發(fā)，抑制揚(yáng)塵，具有抗性較強(qiáng)，適應(yīng)種植地的環(huán)境，同時(shí)具有較高的觀賞性，保證種植當(dāng)年的景觀效果。為保證景觀的延續(xù)性，每年春季可適當(dāng)補(bǔ)播一二年生品種。品種配比上，應(yīng)嚴(yán)格控制一二年生的種子用量，使作為骨架品種的宿根花卉能夠有足夠的生長(zhǎng)空間。根據(jù)煤矸石山的不同坡向，選擇不同的品種進(jìn)行配置（見(jiàn)表2）。

圖3 野花組合翻種1個(gè)月小苗生長(zhǎng)情況

（二）野花組合種植及養(yǎng)護(hù)管理

1.播種。播種時(shí)間，由于播種地煤矸石較多，溫度較高，水分蒸發(fā)量大，且澆水不方便等原因，避免早春干旱季節(jié)播種，播種日期為6月7日；播種方式為人工撒播；播種量適當(dāng)加大，每平方米5g。播種前將種子與細(xì)沙或土進(jìn)行混合后播種；播種后覆土不易過(guò)厚，以蓋嚴(yán)種子為宜，覆土后用滾子等碾壓土壤；覆蓋草簾，在覆蓋物（草簾子）上澆透水。注意，在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中草簾不用揭除，起到保水作用。

2.養(yǎng)護(hù)管理。水分管理。6月14日出苗，發(fā)芽期及幼苗期需要充足的水分，保持土壤一個(gè)月左右的連續(xù)濕潤(rùn)，隨著小苗生長(zhǎng)，逐漸減少澆水次數(shù)。覆蓋草簾后，每2～3d噴淋1次水，若土壤蒸發(fā)量較大，可縮短澆水間隔，每天早晚澆水1～2次，保持10cm左右的土層濕潤(rùn)。做好冬灌，利于越冬和第二年返青。

施肥管理7月中旬開(kāi)始進(jìn)入花期，結(jié)合打藥進(jìn)行葉面施肥。每隔1個(gè)月施肥一次，可根據(jù)植物生長(zhǎng)情況，以施葉面肥為主。但注意避免過(guò)量施肥，否則會(huì)利于雜草生長(zhǎng)，導(dǎo)致花卉徒長(zhǎng)，開(kāi)花減少。

病蟲(chóng)害管理。病蟲(chóng)害防治，以預(yù)防為主。主要進(jìn)入雨季預(yù)防花卉葉斑病和白粉病等病害。可施入代森錳鋅及多菌靈等藥物進(jìn)行防治，一般從7月份開(kāi)始，每隔15～20d左右打遍藥，入秋后打藥間隔可延長(zhǎng)。

雜草管理。雜草控制是苗期及后期養(yǎng)護(hù)的最大的問(wèn)題。一般采用人工方式進(jìn)行拔出。除草時(shí)間一般為播種后一個(gè)月左右，根據(jù)雜草多少，確定除草次數(shù)，一般為2～3次。藥劑防治主要防治禾本科雜草，選擇精喹禾靈或精禾草克等藥劑，進(jìn)行預(yù)防。全部花期結(jié)束后，剪除地上部分，避免火災(zāi)。

表3 三種野花組合應(yīng)用綜合評(píng)價(jià)

三、結(jié)果與分析

對(duì)種植地的陽(yáng)坡、陰坡及坡下三種不同立地條件配置的三種野花組合的應(yīng)用情況進(jìn)行調(diào)查，并對(duì)應(yīng)用效果進(jìn)行景觀評(píng)價(jià)，見(jiàn)表3。

根據(jù)表3可知，三種組合應(yīng)用綜合評(píng)價(jià)排序?yàn)榻M合三＞組合二＞組合一。由于組合三種植地為坡下，陽(yáng)光充足，地勢(shì)平坦，土壤保水較坡上性好，澆水較方便，土層相對(duì)較厚，利于植物生長(zhǎng)，養(yǎng)護(hù)管理方便，生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，綠地覆蓋率較高，對(duì)土壤修復(fù)作用較好。且所選的品種較豐富，花期較長(zhǎng)，景觀效果較好，其中一年生百日草、波斯菊及多年生小冠花，黑心菊表現(xiàn)較好。組合一種植地為陽(yáng)坡，光照充足，土壤水分蒸發(fā)量大，土壤保水性差，土塊較大，土層較薄，不利于植物的生長(zhǎng)，組合植株長(zhǎng)勢(shì)較弱，綠地覆蓋率較低，對(duì)土壤的修復(fù)相對(duì)較弱，整體景觀效果一般，其中波斯菊及天人菊、小冠花較耐旱，表現(xiàn)較好。組合二種植于陰坡，光照較少、水分蒸發(fā)量少，較陽(yáng)坡土壤保水性好，土層較陽(yáng)坡厚，陰坡植物長(zhǎng)勢(shì)較陽(yáng)坡好，綠地覆蓋率較陽(yáng)坡高，其中硫華菊、二月蘭、賽菊芋及紫花苜蓿表現(xiàn)較好。

圖4 野花組合盛花期效果

煤礦區(qū)的生態(tài)恢復(fù)和重建成為一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。通過(guò)景觀建設(shè)和環(huán)境綠化，來(lái)恢復(fù)自然生態(tài)系統(tǒng)的完整性，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)資源開(kāi)發(fā)與生態(tài)建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展[7]。本文根據(jù)煤礦礦區(qū)的立地條件，選擇抗性較強(qiáng)、景觀效果好、具有較強(qiáng)的生存能力和更新能力及生態(tài)效益較高的22種花卉配置三種組合模式。野花組合應(yīng)用當(dāng)年一至二年生品種陸續(xù)開(kāi)花，長(zhǎng)勢(shì)較好，其中蛇目菊、百日草、硫華菊、波斯菊在種植當(dāng)年長(zhǎng)勢(shì)較好，種植后第二年天人菊、黑心菊、小冠花、紫花苜蓿及賽菊芋等品種在應(yīng)用表現(xiàn)突出，組合花期較長(zhǎng)，景觀效果較好，并且能過(guò)迅速覆蓋種植地，有效抑制揚(yáng)塵，對(duì)土壤起到修復(fù)作用，生態(tài)效益顯著，因此，將野花組合應(yīng)用于礦區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)具有廣泛應(yīng)用前景。