野花组合在抚顺煤矿区生态恢复中的应用

陈庆伟，薛晟岩＊

1.抚顺矿业集团林业处甲帮苗木花卉公司，辽宁 抚顺 113004；

2.沈阳市园林科学研究院，辽宁 沈阳 110016

抚顺煤田是我国的重要煤炭生产基地，具有百余年的开采历史，为国家能源工业发展做出了重大贡献。在煤炭开采和洗煤过程中排放大量废弃物，严重影响生态环境。这些煤矸石在长期露天堆放的环境中，产生大量的污染物并向外排放，造成周围地区空气、土壤、地下水严重污染[1]。煤矸石山生态恢复一般包括土地整形、土壤重建、植被恢复等几个过程[2]，其中植被恢复是一个非常重要的环节。由于煤矸石山的各项生态因子严重恶化，具有许多不适宜植物生长的客观条件，因此合适的植物选择对矿区的生态恢复具有至关重要的意义[3]。草本植物生长快，容易覆盖地表，有效减少水土流失，可作为矿区生态恢复的先锋植物。而野花组合是多种草本植物种子的组合，是指人为筛选一至二年生、多年生野生花卉或栽培花卉，经人工调和配置并通过混合播种建立一种模拟自然并富于景观效果的一种形式[4]。野花组合抗性较强，景观效果好，花色范围广，开花期长，而且具有较强的自我维护和更新的能力，生态效益较高[5]。因此，利用野花组合对煤矿区进行生态恢复，不仅达到快速覆盖地表目的同时，也提高了矿区生态恢复的观赏效果。

图1 6月7日野花组合播种

一、种植地的土壤概况及恢复

（一）研究区域概况

种植选址为辽宁省抚顺市矿业集团运输部东舍场180工区。该种植地位于抚顺市市区，原为丘陵山地，属于温带大陆性季风气候，年平均气温6.6℃，年均降水量为804.2mm，无霜期145d。主要的气候特点是夏热多雨，冬季漫长，温差较大，四季分明。

种植地是露天矿剥离物外排弃及抚矿页岩油厂废弃页岩排弃厂，使用年限已超过50a，排土高度50-100m。堆放煤矸石后，原有的植被、农田全部被排弃的矸石所覆盖，原生植被遭到严重破坏[6]。土壤微生物环境遭到破坏，水体、大气污染日趋严重。土壤土层薄，且以裸岩、碎石、砂砾为主，有机质、养分和土壤微生物含量较低，保水性差。

对种植地土壤的pH值、速效氮、速效磷及速效钾等指标检测（见表1）。通过检测分析：种植地土壤pH值在7.5～7.8之间，中性偏碱。检测点位土壤肥力极为不均衡，速效氮含量均在56～126mg/kg之间，速效氮含量较丰富。速效钾含量最低值为5.2mg/kg，最高值仅为22.9mg/kg，分别是国标速效钾最低含量值60mg/kg的8.6%和38.1%，测量速效磷含量最低值为2.1，是国标速效磷最低值的42%，测量最高值仅为6.0 mg/kg。可见，土壤中的磷钾较缺乏，影响植物正常生长发育。

表1 试验场地土壤化学性状

（二）种植地土地整理

对种植地进行土壤平整及修复工作。对坡下整地前先去除杂草及大块碎石，引进10cm厚客土进行覆盖处理，并于播种前浇一次透水，利于土壤的紧实度，同时维持土壤10d左右的湿度，促进杂草萌发，再结合平整土地除去杂草幼苗，可有效减少种植地杂草的数量。坡面清除坡面杂草，排除浮石和松动的石块，确保坡面基本平顺和消除落石的隐患。对于比较光滑的开挖边坡，在坡面横向开槽，适当增加粗糙度。对于坡度大于35度的坡面，采用喷附植生基质，将草炭土、种植土、植物纤维、保水剂、粘结剂、缓释复合肥等混合材料配制，经搅拌机充分搅拌均匀后，由喷播机自上而下，左右向来回分次进行喷播，厚度为8cm左右。

根据土壤检测分析结果，对坡面土壤加入磷钾复合肥、有机肥及草炭土改良土壤。对于坡下平地根据引进土壤的肥力情况适当加入氮磷钾复合肥及草炭土提高土壤的肥力，施肥结合平整土地进行。

二、野花组合种植技术

（一）野花组合品种配置

图2 野花组合播种后覆盖及浇水

表2 组合品种配置

矿区植物选择原则：由于煤矿区环境条件恶劣，植物选择应遵循生长迅速、抗干扰能力强，成活率高，能快速覆盖地表，从而达到快速改善煤矸石矿山生态环境的作用；要具有胁迫忍耐力，即具有抗旱、抗寒、耐热、耐瘠薄、耐重金属等特点；能有效适应煤矸石山浅薄的土层[3]。同时，在选择矿区生态恢复的植物种类时，兼顾绿化后的景观效果。选择乡土植物和适应当地环境条件的规化物种作为组合的主要品种。

参照以上矿区植物选择原则，并根据煤矸石矿山的阳坡、阴坡及坡下平地的光照及水分等环境因子选择不同的植物进行配置。每种组合品种配置以宿根花卉为主，以一二年生为辅。其中，宿根花卉作为组合的骨架品种应具有较强抗旱性、耐热性，能够改良土壤，具有较强的生存能力和更新能力，对土壤起到恢复作用，具有较高生态效益，同时具有一定观赏效果。一二年生品种能够快速覆盖地面，减少水分蒸发，抑制扬尘，具有抗性较强，适应种植地的环境，同时具有较高的观赏性，保证种植当年的景观效果。为保证景观的延续性，每年春季可适当补播一二年生品种。品种配比上，应严格控制一二年生的种子用量，使作为骨架品种的宿根花卉能够有足够的生长空间。根据煤矸石山的不同坡向，选择不同的品种进行配置（见表2）。

图3 野花组合翻种1个月小苗生长情况

（二）野花组合种植及养护管理

1.播种。播种时间，由于播种地煤矸石较多，温度较高，水分蒸发量大，且浇水不方便等原因，避免早春干旱季节播种，播种日期为6月7日；播种方式为人工撒播；播种量适当加大，每平方米5g。播种前将种子与细沙或土进行混合后播种；播种后覆土不易过厚，以盖严种子为宜，覆土后用滚子等碾压土壤；覆盖草帘，在覆盖物（草帘子）上浇透水。注意，在整个生长过程中草帘不用揭除，起到保水作用。

2.养护管理。水分管理。6月14日出苗，发芽期及幼苗期需要充足的水分，保持土壤一个月左右的连续湿润，随着小苗生长，逐渐减少浇水次数。覆盖草帘后，每2～3d喷淋1次水，若土壤蒸发量较大，可缩短浇水间隔，每天早晚浇水1～2次，保持10cm左右的土层湿润。做好冬灌，利于越冬和第二年返青。

施肥管理7月中旬开始进入花期，结合打药进行叶面施肥。每隔1个月施肥一次，可根据植物生长情况，以施叶面肥为主。但注意避免过量施肥，否则会利于杂草生长，导致花卉徒长，开花减少。

病虫害管理。病虫害防治，以预防为主。主要进入雨季预防花卉叶斑病和白粉病等病害。可施入代森锰锌及多菌灵等药物进行防治，一般从7月份开始，每隔15～20d左右打遍药，入秋后打药间隔可延长。

杂草管理。杂草控制是苗期及后期养护的最大的问题。一般采用人工方式进行拔出。除草时间一般为播种后一个月左右，根据杂草多少，确定除草次数，一般为2～3次。药剂防治主要防治禾本科杂草，选择精喹禾灵或精禾草克等药剂，进行预防。全部花期结束后，剪除地上部分，避免火灾。

表3 三种野花组合应用综合评价

三、结果与分析

对种植地的阳坡、阴坡及坡下三种不同立地条件配置的三种野花组合的应用情况进行调查，并对应用效果进行景观评价，见表3。

根据表3可知，三种组合应用综合评价排序为组合三＞组合二＞组合一。由于组合三种植地为坡下，阳光充足，地势平坦，土壤保水较坡上性好，浇水较方便，土层相对较厚，利于植物生长，养护管理方便，生长势强，绿地覆盖率较高，对土壤修复作用较好。且所选的品种较丰富，花期较长，景观效果较好，其中一年生百日草、波斯菊及多年生小冠花，黑心菊表现较好。组合一种植地为阳坡，光照充足，土壤水分蒸发量大，土壤保水性差，土块较大，土层较薄，不利于植物的生长，组合植株长势较弱，绿地覆盖率较低，对土壤的修复相对较弱，整体景观效果一般，其中波斯菊及天人菊、小冠花较耐旱，表现较好。组合二种植于阴坡，光照较少、水分蒸发量少，较阳坡土壤保水性好，土层较阳坡厚，阴坡植物长势较阳坡好，绿地覆盖率较阳坡高，其中硫华菊、二月兰、赛菊芋及紫花苜蓿表现较好。

图4 野花组合盛花期效果

煤矿区的生态恢复和重建成为一个重要的研究领域。通过景观建设和环境绿化，来恢复自然生态系统的完整性，实现矿区资源开发与生态建设协调发展[7]。本文根据煤矿矿区的立地条件，选择抗性较强、景观效果好、具有较强的生存能力和更新能力及生态效益较高的22种花卉配置三种组合模式。野花组合应用当年一至二年生品种陆续开花，长势较好，其中蛇目菊、百日草、硫华菊、波斯菊在种植当年长势较好，种植后第二年天人菊、黑心菊、小冠花、紫花苜蓿及赛菊芋等品种在应用表现突出，组合花期较长，景观效果较好，并且能过迅速覆盖种植地，有效抑制扬尘，对土壤起到修复作用，生态效益显著，因此，将野花组合应用于矿区进行生态修复具有广泛应用前景。