王夢(mèng) 張繼衛(wèi) 馬伊俐 申吳燕 雪熱提江·麥提努日 麻浩 時(shí)威 吐爾遜娜依·熱依木

摘要：為大南湖二礦生態(tài)建設(shè)篩選適合植物種類。采用植物調(diào)查方法對(duì)生態(tài)建設(shè)區(qū)的原生鄉(xiāng)土植物、礦區(qū)引進(jìn)植物以及人工引進(jìn)非目標(biāo)植物進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查并分析了其分布情況。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：該區(qū)植物共11科，23屬，24種。植物科、屬數(shù)差異很大。在礦區(qū)分布的各類植物中：禾本科廣泛分布礦區(qū)辦公區(qū)前公園綠地、公路兩旁、小型人工濕地。人工引進(jìn)非目標(biāo)植物種類中禾本科植物種類占大多數(shù)。提出了在礦區(qū)生態(tài)建設(shè)植物中耐鹽堿的豆科植物種類，在礦區(qū)修復(fù)中可以改善土壤肥力，可以選擇為礦區(qū)生態(tài)建設(shè)種;為增加礦區(qū)生態(tài)建設(shè)植物的觀賞效果可加入耐鹽堿其它科屬的觀花植物。

關(guān)鍵詞：哈密大南湖二礦;植物分布;適合礦區(qū)植物種類

中圖分類號(hào)：X37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(wú)植被生長(zhǎng)，生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱。被譽(yù)為“黑色金子，工業(yè)食糧”的煤炭資源[1]，是18世紀(jì)以來(lái)人類使用的主要能源之一，為工業(yè)化建設(shè)提供了強(qiáng)有力的支撐[2]。然而，隨著露天煤礦的大量開采，礦區(qū)土地資源、地下水資源和生態(tài)環(huán)境遭到破壞。煤礦露天開采將逐步挖損和占?jí)涸孛驳牡[幕層，從而導(dǎo)致礫幕層對(duì)地表風(fēng)蝕的防護(hù)功能喪失[3～6]，同時(shí)，露天開采過(guò)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(dāng)?shù)仫L(fēng)沙天氣的物質(zhì)源頭，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)一步惡化，土壤鹽堿化更為嚴(yán)重。為保障礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，合理的利用當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土植物，科學(xué)修復(fù)礦區(qū)被擾動(dòng)的環(huán)境，加強(qiáng)植物豐富度，當(dāng)務(wù)之急，應(yīng)先對(duì)礦區(qū)植物分布情況進(jìn)行調(diào)查研究[7～9]。植物調(diào)查是了解研究區(qū)植被分布情況最簡(jiǎn)單直接的方式[10～13]。本研究通過(guò)調(diào)查了解大南湖二礦未擾動(dòng)區(qū)和人工擾動(dòng)區(qū)植物種類及植物分布情況，以期為大南湖二礦生態(tài)建設(shè)篩選適合植物種類，科學(xué)地指導(dǎo)礦區(qū)生態(tài)修復(fù)。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

調(diào)查地點(diǎn)位于新疆哈密大南湖二礦礦區(qū)。哈密市屬于溫帶大陸性干燥氣候，春季多風(fēng)沙天氣，氣溫變化大、夏季炎熱，水分蒸發(fā)嚴(yán)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(shí)間長(zhǎng)，年日照時(shí)數(shù)3300～3500h，是我國(guó)日照時(shí)間最多的地區(qū)之一。年降水量少，僅有33.8mm，蒸發(fā)量3300mm[14～16]。

2.2 調(diào)查方法

2.2.1 資料收集

通過(guò)文獻(xiàn)資料，查閱新疆植物志，對(duì)新疆哈密地區(qū)鄉(xiāng)土植物進(jìn)行初步了解。

2.2.2 采樣植物樣本

實(shí)地采集植物標(biāo)本，及時(shí)記錄下來(lái)，標(biāo)注地點(diǎn)、采集時(shí)間、海拔高度、采集人、植物名、科屬后放進(jìn)標(biāo)本夾。無(wú)法確定的植物，采集下來(lái)，同時(shí)也標(biāo)注地點(diǎn)、采集時(shí)間、海拔高度、采集人，放入標(biāo)本夾，并對(duì)植物進(jìn)行拍照，以備回實(shí)驗(yàn)室鑒定。

2.2.3 植物種的鑒定

將采集回來(lái)后的植物標(biāo)本帶回實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合實(shí)地采樣[17]時(shí)照片，對(duì)照《新疆植物檢索表》《新疆高等植物檢索表》《新疆植物志》《中國(guó)植物志》等對(duì)植物標(biāo)本進(jìn)行植物種名鑒定。

3 結(jié)果與分析

3.1 無(wú)人為干擾區(qū)植物分布情況及分析

新疆哈密大南湖礦區(qū)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(gòu)杞（Lycium ruthenicum）等。

無(wú)人為干擾區(qū)屬于戈壁荒漠，鹽堿化嚴(yán)重，常年風(fēng)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(fā)流失嚴(yán)重，調(diào)查區(qū)現(xiàn)場(chǎng)較少看見植被出現(xiàn)，沒有大型喬木，植被較好地區(qū)，僅有怪柳、駱駝刺、花花菜、黑果構(gòu)杞能夠正常生長(zhǎng)，四種植物耐鹽堿、抗早性強(qiáng)。從表1可看出，該地區(qū)怪柳生長(zhǎng)比較好，分布較廣泛。調(diào)查區(qū)的駱駝刺分布較廣泛、生長(zhǎng)旺盛，常被當(dāng)?shù)剞r(nóng)民采割后喂養(yǎng)家畜。花花柴作為風(fēng)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(gòu)杞在調(diào)查區(qū)少量出現(xiàn)。調(diào)查結(jié)果見表

3.2 人為干擾區(qū)植物分布情況及分析

根據(jù)大南湖礦區(qū)內(nèi)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(gè)調(diào)查小區(qū)[19]，即：礦區(qū)辦公區(qū)公園綠地、公路兩旁、小型人工濕地，為方便調(diào)查統(tǒng)計(jì)。

3.2.1 礦區(qū)人工引進(jìn)目標(biāo)植物種類分布

（1）礦區(qū)辦公區(qū)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(qū)辦公區(qū)公園綠地，主要目的是滿足大南湖二礦職工日常休憩娛樂(lè)的功能，主要植物來(lái)源均是綠化植物種類。綠地植被區(qū)均有滴管滿足日常植物所需水量。因礦區(qū)裸露面屬無(wú)植被區(qū)，此處植物密集程度形成鮮明對(duì)比。喬木選擇當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土樹種榆樹，耐鹽堿、耐旱、耐風(fēng)沙，適應(yīng)性強(qiáng)。因戈壁風(fēng)沙較大，對(duì)榆樹進(jìn)行支架支撐進(jìn)行保護(hù)。礦區(qū)辦公區(qū)綠地在灌木的選用落葉灌木紫穗槐和鄉(xiāng)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(qiáng)、耐旱、耐鹽堿、耐寒并且耐踐踏。馬藺，屬于鳶尾科，開藍(lán)紫色花，是荒漠修復(fù)，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(fēng)固沙，在戈壁道路兩邊起著引導(dǎo)路線作用。調(diào)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(yùn)輸?shù)缆穬蓚?cè)，榆樹和怪柳耐鹽堿，防風(fēng)固沙首選植物。在非以煤礦運(yùn)輸為主要目的的道路兩側(cè)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(zhǎng)良好。

3.2.2 礦區(qū)人工引進(jìn)非目標(biāo)植物種類分布

礦區(qū)建廠綠化時(shí)，人為引進(jìn)目標(biāo)植物途中，在換土，移植過(guò)程中，土壤中帶進(jìn)礦區(qū)非目標(biāo)植物。

（1）礦區(qū)辦公區(qū)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(lán)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(diào)查數(shù)據(jù)中看出，人工引進(jìn)非目標(biāo)植物[20]種類比人工引進(jìn)目標(biāo)植物種豐富，但人工引進(jìn)非目標(biāo)植物分布廣泛，適應(yīng)和抗逆能力比人工引用植物強(qiáng)[21]。在一定情況下，人工引進(jìn)非目標(biāo)植物與當(dāng)?shù)刂参餇?zhēng)奪土壤養(yǎng)分、水分、空間。人工引進(jìn)非目標(biāo)植物對(duì)礦區(qū)辦公區(qū)公園綠地景觀效果造成了一定的影響。3個(gè)調(diào)查小區(qū)，人工引進(jìn)非目標(biāo)植物均為草本植物，礦區(qū)辦公區(qū)前公園綠地、小型人工濕地，人工引進(jìn)非目標(biāo)植物種因?yàn)樗帧L(fēng)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(qū)現(xiàn)有植物分布地點(diǎn)

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

4 討論

對(duì)大南湖二礦植物調(diào)查結(jié)果人工引進(jìn)非目標(biāo)植物均為草本植物，其中禾本科占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。在植物修復(fù)中可以考慮以草本植物為主要類型[22]，在播種和生長(zhǎng)效果比喬木灌木效果占優(yōu)勢(shì)，增加物種豐富度應(yīng)把重點(diǎn)落腳在草本植物。調(diào)查區(qū)出現(xiàn)豆科紫花首蓿，豆科植物有固氮作用，可引進(jìn)種植，同時(shí)做綠肥用以改善土壤肥力。礦區(qū)修復(fù)以恢復(fù)生態(tài)為主要目的，但也要考慮觀賞性，改善員工生活質(zhì)量。可以考慮抗逆性強(qiáng)的植物，例如薰衣草（Lavandula angustifolia）、羅布麻（A.venetum.）、甘藍(lán)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(tài)修的過(guò)程中，既改善了礦區(qū)環(huán)境，又成為一處景觀。

借鑒前人在植物修復(fù)中應(yīng)用的科屬[23-27]，以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查研究分析，禾本科、豆科、菊科、藜科、榆科、怪柳科等，對(duì)土壤要求不嚴(yán)苛，耐鹽堿，適應(yīng)性強(qiáng)，將來(lái)可用于礦區(qū)修復(fù)中。實(shí)際建議適應(yīng)生態(tài)建設(shè)植物種如表3所示。

4 結(jié)論

通過(guò)實(shí)地調(diào)查的出結(jié)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(jìn)目標(biāo)植物包含：榆科、柳科、菊科、豆科、葡萄科、鳶尾科。②礦區(qū)人工引進(jìn)非目標(biāo)植物包含：豆科、禾本科、菊科、藜科。④適合生態(tài)建設(shè)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(xiàng)目：戈壁荒漠區(qū)露天煤礦水土保持與生態(tài)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究

作者簡(jiǎn)介：王夢(mèng)（1987-），女，碩士，研究方向?yàn)槁短斓V環(huán)境保護(hù)。

通訊作者：吐爾遜娜依·熱依木（1968），女，副教授，博士，研究生導(dǎo)師，研究方向?yàn)椴莸厣鷳B(tài)。