新疆哈密大南湖二礦礦區植物分布情況調查研究

王夢 張繼衛 馬伊俐 申吳燕 雪熱提江·麥提努日 麻浩 時威 吐爾遜娜依·熱依木

摘要：為大南湖二礦生態建設篩選適合植物種類。采用植物調查方法對生態建設區的原生鄉土植物、礦區引進植物以及人工引進非目標植物進行了實地調查并分析了其分布情況。研究結果發現：該區植物共11科，23屬，24種。植物科、屬數差異很大。在礦區分布的各類植物中：禾本科廣泛分布礦區辦公區前公園綠地、公路兩旁、小型人工濕地。人工引進非目標植物種類中禾本科植物種類占大多數。提出了在礦區生態建設植物中耐鹽堿的豆科植物種類，在礦區修復中可以改善土壤肥力，可以選擇為礦區生態建設種;為增加礦區生態建設植物的觀賞效果可加入耐鹽堿其它科屬的觀花植物。

關鍵詞：哈密大南湖二礦;植物分布;適合礦區植物種類

中圖分類號：X37 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）22-0021-05

1 引言

新疆哈密大南湖二礦，地表主要以自然原始的戈壁、裸巖礫石為主，無植被生長，生態系統極其脆弱。被譽為“黑色金子，工業食糧”的煤炭資源[1]，是18世紀以來人類使用的主要能源之一，為工業化建設提供了強有力的支撐[2]。然而，隨著露天煤礦的大量開采，礦區土地資源、地下水資源和生態環境遭到破壞。煤礦露天開采將逐步挖損和占壓原地貌的礫幕層，從而導致礫幕層對地表風蝕的防護功能喪失[3～6]，同時，露天開采過程中形成大面積的裸露面和大體量的松散堆體，如不采取有效措施，極易成為當地風沙天氣的物質源頭，導致生態系統進一步惡化，土壤鹽堿化更為嚴重。為保障礦區生態環境，合理的利用當地鄉土植物，科學修復礦區被擾動的環境，加強植物豐富度，當務之急，應先對礦區植物分布情況進行調查研究[7～9]。植物調查是了解研究區植被分布情況最簡單直接的方式[10～13]。本研究通過調查了解大南湖二礦未擾動區和人工擾動區植物種類及植物分布情況，以期為大南湖二礦生態建設篩選適合植物種類，科學地指導礦區生態修復。

2 材料與方法

2.1 研究區概況

調查地點位于新疆哈密大南湖二礦礦區。哈密市屬于溫帶大陸性干燥氣候，春季多風沙天氣，氣溫變化大、夏季炎熱，水分蒸發嚴重、秋季較涼爽，冬季寒冷，空氣干燥。年最高溫度43℃，最低氣溫-32℃。大南湖二礦大氣透明度高、少云、光資源豐富、日照時間長，年日照時數3300～3500h，是我國日照時間最多的地區之一。年降水量少，僅有33.8mm，蒸發量3300mm[14～16]。

2.2 調查方法

2.2.1 資料收集

通過文獻資料，查閱新疆植物志，對新疆哈密地區鄉土植物進行初步了解。

2.2.2 采樣植物樣本

實地采集植物標本，及時記錄下來，標注地點、采集時間、海拔高度、采集人、植物名、科屬后放進標本夾。無法確定的植物，采集下來，同時也標注地點、采集時間、海拔高度、采集人，放入標本夾，并對植物進行拍照，以備回實驗室鑒定。

2.2.3 植物種的鑒定

將采集回來后的植物標本帶回實驗室，結合實地采樣[17]時照片，對照《新疆植物檢索表》《新疆高等植物檢索表》《新疆植物志》《中國植物志》等對植物標本進行植物種名鑒定。

3 結果與分析

3.1 無人為干擾區植物分布情況及分析

新疆哈密大南湖礦區原生植被主要種有：怪柳（Tanzarix chinensis）、駱駝刺（Alhagi sparsi folia）、花花柴（Karelinia caspia）、黑果構杞（Lycium ruthenicum）等。

無人為干擾區屬于戈壁荒漠，鹽堿化嚴重，常年風沙天氣，因新疆哈密屬于溫帶大陸性干燥氣候，常年降水缺乏，水分蒸發流失嚴重，調查區現場較少看見植被出現，沒有大型喬木，植被較好地區，僅有怪柳、駱駝刺、花花菜、黑果構杞能夠正常生長，四種植物耐鹽堿、抗早性強。從表1可看出，該地區怪柳生長比較好，分布較廣泛。調查區的駱駝刺分布較廣泛、生長旺盛，常被當地農民采割后喂養家畜?；ɑú褡鳛轱L媒的植物，種子傳播范圍廣泛，其特性耐鹽堿、耐干早，分布較廣泛。黑果構杞在調查區少量出現。調查結果見表

3.2 人為干擾區植物分布情況及分析

根據大南湖礦區內各地方植被分布功能需求的不同[18]，將大南湖二礦分為3個調查小區[19]，即：礦區辦公區公園綠地、公路兩旁、小型人工濕地，為方便調查統計。

3.2.1 礦區人工引進目標植物種類分布

（1）礦區辦公區公園綠地。喬木植物：榆樹（Ulmuspumila）;灌木植物：金葉榆（Ulmus pumila'）、怪柳、紫穗槐（Amorpha fruticosa）;草本地被植物：地被菊（Chrysanthemum morifolium）、馬藺（Iris lactea）。

（2）公路兩旁。喬木植物：榆樹;灌木植物：檉柳;草本地被植物：五葉地錦（Parthenocissus quinquefo-lia）。

（3）小型人工濕地。草本地被植物：蘆葦（Phrag-mites communis）。

礦區辦公區公園綠地，主要目的是滿足大南湖二礦職工日常休憩娛樂的功能，主要植物來源均是綠化植物種類。綠地植被區均有滴管滿足日常植物所需水量。因礦區裸露面屬無植被區，此處植物密集程度形成鮮明對比。喬木選擇當地鄉土樹種榆樹，耐鹽堿、耐旱、耐風沙，適應性強。因戈壁風沙較大，對榆樹進行支架支撐進行保護。礦區辦公區綠地在灌木的選用落葉灌木紫穗槐和鄉土植物怪柳，為豐富員工視覺享受，用榆樹的變異型金葉榆，使之有色差。在草本地被植物的選擇上，引用俗稱“千年不死草”的馬藺，抗逆性強、耐旱、耐鹽堿、耐寒并且耐踐踏。馬藺，屬于鳶尾科，開藍紫色花，是荒漠修復，園林綠化常用植物。主要觀花植物地被菊，花色豐富，植被低矮且密集緊簇，可減少土壤裸露面（圖1、2）。

公路兩旁綠化植物主要作用是防風固沙，在戈壁道路兩邊起著引導路線作用。調查中主要有2種形式榆樹+怪柳、榆樹+五葉地錦兩種模式。其中榆樹+怪柳模式主要是在運輸道路兩側，榆樹和怪柳耐鹽堿，防風固沙首選植物。在非以煤礦運輸為主要目的的道路兩側引用榆樹+五葉地錦，滴管滿足植物日常水分需求。小型人工濕地附近水分充足，蘆葦生長良好。

3.2.2 礦區人工引進非目標植物種類分布

礦區建廠綠化時，人為引進目標植物途中，在換土，移植過程中，土壤中帶進礦區非目標植物。

（1）礦區辦公區公園綠地。草本地被植物：堰麥草（Elytrigia repens）、披堿草（Elymus dahuricus）、紫花首蓿（Medicago sativa）、矢車菊（Centaurea cyanus）、麥藍菜（Vaccaria segetalis）、馬齒莧（Portulaca oleracea）、蒲公英（Taraxacum mongolicum）、狗牙根（Cynodondactylon）、狗尾草（Setaria viridis）、剪股穎（Agrostismatsumurae）。

（2）公路兩旁。草本地被植物：蘆葦、狗尾草。

（3）小型人工濕地。草本地被植物：豬毛菜（Salsolacollina）、花花柴、堿蓬（Suaeda glauca）、矢車菊、狗尾草、灰綠藜（Chenopodium glaucum）。

從調查數據中看出，人工引進非目標植物[20]種類比人工引進目標植物種豐富，但人工引進非目標植物分布廣泛，適應和抗逆能力比人工引用植物強[21]。在一定情況下，人工引進非目標植物與當地植物爭奪土壤養分、水分、空間。人工引進非目標植物對礦區辦公區公園綠地景觀效果造成了一定的影響。3個調查小區，人工引進非目標植物均為草本植物，礦區辦公區前公園綠地、小型人工濕地，人工引進非目標植物種因為水分、風蝕情況的差異，比公路兩旁物種豐富（圖3～5）。

3.2.3 哈密大南湖礦區現有植物分布地點

從表2中可看出，該區植物共11科，23屬，24種。禾本科植物廣泛分布在礦區辦公區前公園綠地、公路兩旁、小型人工濕地。

4 討論

對大南湖二礦植物調查結果人工引進非目標植物均為草本植物，其中禾本科占絕對優勢。在植物修復中可以考慮以草本植物為主要類型[22]，在播種和生長效果比喬木灌木效果占優勢，增加物種豐富度應把重點落腳在草本植物。調查區出現豆科紫花首蓿，豆科植物有固氮作用，可引進種植，同時做綠肥用以改善土壤肥力。礦區修復以恢復生態為主要目的，但也要考慮觀賞性，改善員工生活質量。可以考慮抗逆性強的植物，例如薰衣草（Lavandula angustifolia）、羅布麻（A.venetum.）、甘藍型油菜（Brassica napus）、紅豆草（Onobrychis vici-aefolia.）、苦馬豆（Sphaerophysa salsula）等觀花植物。使得生態修的過程中，既改善了礦區環境，又成為一處景觀。

借鑒前人在植物修復中應用的科屬[23-27]，以及現場實地調查研究分析，禾本科、豆科、菊科、藜科、榆科、怪柳科等，對土壤要求不嚴苛，耐鹽堿，適應性強，將來可用于礦區修復中。實際建議適應生態建設植物種如表3所示。

4 結論

通過實地調查的出結果：①原有植物種包含：怪柳科、菊科、豆科、茄科。②建礦后人工引進目標植物包含：榆科、柳科、菊科、豆科、葡萄科、鳶尾科。②礦區人工引進非目標植物包含：豆科、禾本科、菊科、藜科。④適合生態建設植物包含：禾本科、豆科、菊科、藜科、怪柳科、胡頹子科、蒺藜科、石竹科、莧科、唇形科、夾竹桃科、十字花科、榆科等。

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收稿日期：2019-09-26

基金項目：戈壁荒漠區露天煤礦水土保持與生態建設關鍵技術研究

作者簡介：王夢（1987-），女，碩士，研究方向為露天礦環境保護。

通訊作者：吐爾遜娜依·熱依木（1968），女，副教授，博士，研究生導師，研究方向為草地生態。