矿区废弃地植被恢复对改善土壤肥力的研究

杨忠华

摘 要：本文对鸡西工矿废弃地不同植被恢复措施对原土壤肥力影响展开研究，并从植被的生物量和基质综合肥力两个重要指标入手揭示主要方面进行研究，研究结果表明：工矿废弃地不同林分枯落物生物量和土壤综合肥力指数顺序均为：胡枝子林>兴凯赤松林>樟子松林>沙棘林。

关键词：工矿废弃地;植被恢复;土壤肥力

一、研究区域概况

1.地理位置及气候

鸡西市位于黑龙江省东南部，（东经130°24′24″～133°56′30″，北纬44°51′12″～46°36′55″之间），处于完达山脉和老爷岭结合部位，海拔180～697m，属低山丘陵地带，该市下辖6区3县。气候属中温带湿润季风气候区，四季分明，东部气候温暖、降水偏少，西部山地气候冷、降水较多。据市气象台统计，多年平均蒸发量1272.5mm，年平均气温3.9℃，最高37.1℃，最低-35℃，年平均无霜期145d，最深冻层1.8m，最大积雪厚度60.7mm，年平均降水量537.7mm，四季降水差异大，多集中在6～8月份。

2.土壤及植被类型

该地区土壤共分7个类型，16个亚类，21个土属，27个土种。其中：以暗棕壤面积最大，占土壤总面积的47.3%，该土壤呈微酸性;其次是草甸土，占总面积的9.8%，再次是白浆土，占总面积的7.6%。植被类型属于长白区系，以天然次生林和人工针叶林为主，主要树种有蒙古栎、桦、杨、椴、榆和樟子松、落叶松等，森林覆盖率61.9%。

该地区矿产资源丰富，现已发现56个矿种，已开发利用19种，重要矿种15种。主要有煤、石墨、硅线石、钾长石、大理石、泥炭、黄金、矿泉水等。其中：原煤80亿吨，矿区面积2400平方公里;石墨总储量7.8亿砘，工业储量1.5亿吨，储量居亚洲首位;大理石地质储量6.3亿吨，目前只有小规模开采，年产矿石40万吨。这些矿产资源的开采，虽然推动了地方经济，但也产生了不少负面影响，主要有：矸石山、石墨尾矿、电厂粉煤灰等压占耕地，破坏地表景观和污染环境。据调查资料统计：鸡西市有矸石堆112处，占地768.3公顷，尾矿场3个，占地5.5公顷;采石场92处，破坏地表植被面积178.3公顷。

鸡西绿海林业有限公司（原鸡西矿务局林业处） 多年来始终重视开展矿区环境治理、植被恢复工作，2003年开始后与东北林大、鸡西市水务局开始合作開展工矿废弃地、水土流失严重地的植被恢复科技攻关。遵循“宜乔则乔，宜灌则灌，宜草则草”的技术路线，采用容器造林、客土造林、高台整地、垒坝积等科学方法，全方位开展工矿废弃地植被恢复工程。截止2018年10月已累计完成各类工矿废弃地造林4000余亩，主要有：矸石山造林1045亩，采石场工矿废弃地造林2000亩，粉煤灰坝造林230亩，石墨尾矿场造林140亩，目前看效果良好大部分已成为有林地。本次试验研究所在地位于矿资源开发历史较长，地表资源破坏相对严重的城子河区和麻山区进行。

二、研究方法

1.枯落物生物量研究方法

工矿废弃地内枯落物层生物量的测定，因林分生长年限较长，且季节性落叶不明显，故其枯枝落叶层的生物量及性质保持相对稳定。野外调查工作选在2018年7月群落地上生物高峰期进行测量。按照林分类型设置3个有代表性的1m×1m的小样方，在每个样方内，先测定枯枝落叶厚度，在把样方内所有的枯枝落叶取下来，立即称重M1，再带回实验室，浸入水中24小时后称重M2，然后在烘干箱内烘干（80℃，24h），烘干后立即测其干重M3，最后测定其生物量（以其干重计量）。

2.土壤有机质含量的测定

对从土壤剖面取得的各层次土壤样品，分别采用重铬酸钾氧化一加热法测定有机质含量。

三、结果与分析

通过对全年枯落物累积量的测定可知，就枯落物的生物量而言，其顺序是：胡枝子林（6.83t/hm2）>兴凯赤松林（3.27t/hm2）>樟子松林（2.87t/hm2）>沙棘林（1.75t/hm2）。胡枝子人工林其枯落物厚度大约8cm，其主要成分来源于胡枝子林的落叶。胡枝子具有耐干旱、耐贫瘠、耐寒冷等特性，对土壤要求不严格，在自然环境与土壤贫瘠的矿区废弃地都能很好的生长。胡枝子属于豆科，其根系发达，生长速度快，枝叶繁茂，每年都有大量的落叶累积;兴凯赤松林与樟子松林有很大相似，这两种林分本身枯落物较少，但由于在当前的畜牧环境下，每年都会有不同程度的放牧，羊群在林地中穿梭会碰落一部分枝叶，会留下一定量的粪便，所以外部环境造成了这两种林分的枯落物数量增加，由于兴凯赤松林内植被较丰富，经过四季更替也会产生部分枯枝落叶，导致兴凯赤松林内枯落物生物量稍高于樟子松林;沙棘林的枯落物原本数量较多，但由于其林下土壤表层独特的小气候以及环境非常适合微生物的生长，在土壤层表面形成了一个独特的生物层，该层次以沙棘林细根为主的根系密密麻麻，盘根错节，夹杂部分分解、半分解的枯落物和少量土壤，在其上面是一层不到1cm厚的枯落物层，这些层次共同形成了一成约5cm的根毯，覆盖在人工沙棘林的地表。在其根毯内有腐蚀性的小昆虫、根际微生物、根菌，在有机酸的共同作用下使沙棘林的枯落物能够快速的分解;混交林保护较好，未受到放牧影响，且未形成独立的层次，枯落物生物量最小。

参考文献：

[1]徐嵩龄.采矿当地生态重建和恢复生态学 [M].科学导报，1994，（3）：49-51.

[2]杨修.高林.吴刚，矿山废弃地复垦的理论与技术.社会-经济-自然复合生态系统可持续发展研究[J].北京：中国环境科学出版社，1994，124-136.