铅锌矿山废弃地人工植被恢复研究

2017-06-19王红利郭蓉王红红李军辉

中国林副特产 2017年3期

关键词：废弃地刺槐铅锌矿

王红利，郭蓉，王红红，李军辉

(甘肃省小陇山林业实验局江洛林场，甘肃徽县742305)

铅锌矿山废弃地人工植被恢复研究

王红利，郭蓉，王红红，李军辉*

(甘肃省小陇山林业实验局江洛林场，甘肃徽县742305)

针对矿山废弃地表土层破坏、重金属污染严重、植物生长环境极度恶劣，如不进行人工植被恢复难以在短时间内生长植物和形成植被生态系统的现状。采取人工技术措施干涉，加快植物定居生长和植被恢复，使其尽快形成植物群落，恢复森林景观和生态功能。

矿山废弃地；人工植被；恢复

甘肃陇东南地处秦岭山脉西段,系秦岭—祁连—昆仑构造带与贺兰—川滇南北构造带的交接复合部位,中侏罗纪构造，属秦岭金、铜、铅锌成矿带。由于绝大部分开采矿藏的地点均在林区，人们在获得矿产资源的同时，对当地的森林植被造成了较大的破坏。铅锌矿采矿区域废弃的渣场由于重金属污染严重，废石堆积空隙较大且分化速度很慢，无持水能力极度干旱，无人工恢复治理，废弃15年以上的地块几乎没有高等植物生长的痕迹，只有少量的低等地衣植物，山体裸露、水土流失严重，如同森林的疤痕，影响森林景观，浪费林地资源。所以，通过对采矿废弃地的人工植被技术研究，加快植被恢复进程是矿山废弃地治理工作的当务之急。

1 研究区概况

研究区在小陇山林区徽县江洛镇闫家沟铅锌矿废弃地内。属武都山字型构造的东翼江洛—庙坪断裂带，沿断裂分布系列铅锌矿床[1]。海拔1050～1800m、平均坡度在260左右,气候受地势影响大，北部南部气温差异明显，属暖温带半湿润气候区,兼由北亚热带向暖温带过度的气候特征,无霜期218.2h,年均降雨量700mm，年平均气温12℃，四季分明，气候温和湿润。为砂砾岩—红土丘陵盆地，石质山地和土石山地，主要由砂页岩、砾岩、变质岩侵蚀而成，土壤主要以棕色森林土、褐色森林土为主，平均厚度在10～15cm，土壤呈弱酸性—中性反应，pH值5.5～7.5。森林属常绿阔叶、落叶阔叶混交林地带，建群树种为壳斗科落叶树种，森林资源树种繁多，组成复杂。废弃地主要为铅锌矿渣场和废石堆积区，废弃年限在10年以上。

2 研究方法

2.1 调查研究区周围林分及天然更新情况

周边的林分及植物生长状况开展了细致调查，林分主要以阔叶混交、针阔混交为主，主要乔木树种有锐齿栎(Quercusalienavar．acuteserrataMaxim)、辽东栎(Quercusliaotungensis)、栓皮栎(QuercusvariabilisBl.)、椴(TiliatuanSzyszyl)、华山松(PinusarmandiiFranch)、油松(PinustabuliformisCarrière)、侧柏[Platycladusorientalis(L.)Franco]、白桦(BetulaplatyphyllaSuk)等，灌木种类主要有蔷薇、悬钩子、忍冬、卫矛、胡枝子、黄栌、箭竹、胡颓子、甘肃山楂、绣线菊、榛子、丁香、五味子、火棘等。地被物主要以禾本科、苔草、蕨类、莎草科、菊科、蒿类植物为主。主要树种平均生长率为3.27%，平均枯损率0.39%，平均净生长率2.91%。天然更新中等最多，良好的次之，主要的天然更新树种有栎类、华山松、油松、白桦、漆树等。

2.2 树种筛选

为确保植被恢复质量，确定当地抗旱、耐瘠薄、抗逆性较强乡土树种油松、华山松和侧柏,以及在20世纪引入我国，对土壤要求不严，在陇东、陇南地区繁殖广泛，生长良好的沟壑造林主要树种刺槐苗木作为实验栽植树种[2]。苗木选择达到《主要造林树种苗木质量分级标准(GB 6000—1999)》中的2年生Ⅰ级容器苗木(刺槐为非容器苗)作为实验树种。

2.3 植被恢复实验

铅锌矿山废弃地表层影响植物存活生长的主要因素有物理结构差、持水保肥能力弱、重金属污染严重、pH值过高或过低、极度干旱、温差过大等，对废弃地表层进行原表土覆盖是最理想、最直接和最有效的措施[3]。但由于铅锌矿废渣和废石在开采之初就是堆积在原表土上1m左右且长达10年之久，表土还原行不通且意义不大，客土覆盖交通不便且成本太高、用时也太长。为此，我们采取以下措施开展恢复实验。

2.3.1 穴状填土植树。秋季对废弃地表层简单整平后，按2m×1.8m的株行距开挖直径1m、穴深0.8m的植树坑，树坑之间开挖宽0.1m,深0.06m小沟相连，用客土将植树坑和小沟填平土壤压实，第二年春季在植树坑中栽植实验树种，在小沟中播撒苜蓿种子，实验结果见表1。

表1 穴状填土植树实验结果一览表

根据第一组实验，通过对油松、华山松、侧柏、刺槐栽植3年后急剧死亡原因分析发现，穴状填土栽植苗木初期生长正常、良好，可随着雨水对填埋土壤的淋溶冲刷，土壤随着废渣、废石空隙流失，造成植树坑内土壤缺失根系裸露、同时下层根系生长接触到废渣、废石层后在第三年夏季出现大面积死亡，达不到国家造林地验收标准。刺槐对铅锌矿废弃地的适应性较强，播撒的苜蓿第一年春季发芽率较高，夏季全部死亡，3年后刺槐苗木周围落叶区及小沟内发现蒿类草本植物幼苗。

2.3.2 稻草包裹栽植。秋季将植树坑挖好，第二年春季将客土装填于0.8m×0.6m的稻草植树袋后再放入植树坑中并压紧压实，再将实验树种栽植在植树袋内，实验结果见表2。

表2 稻草包裹栽植实验结果一览表

根据第二组实验结果和对栽植树种死亡原因分析发现，油松、华山松、侧柏初期生长良好、正常，第二年当植树坑内有积水或土壤板结通透性不好时生长减缓并有部分苗木死亡，第三年春季稻草腐烂、发酵时萌动提前，夏季苗木根部腐烂开始大面积死亡。刺槐在此期间没有发现明显异常，只是生长速度略低于正常地块栽植的苗木，栽植3年后保存率符合国家造林地验收标准，郁闭度在0.2以上，其苗木落叶区周围出现苔藓及蒿类草本植物群落。