极端困难立地植被综合恢复技术研究[j]

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1、极端困难立地植被综合恢复技术研究*王兵（1965～），男，研究员，中国林业科学研究院森林生态环境研究所，主要从事生态系统关键过程长期观测与模拟研究。E-mail：wangbing@forestry.ac.cn。王兵1，赵广东1，苏铁成2，白秀兰1，李刚2（1.中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所，100091，北京；2.抚顺矿务局林业处，113004，辽宁抚顺）摘要：近年来，我国的森林覆盖率大幅度提高，生态环境明显改善，因此煤矸石山废弃地极端困难立地的植被恢复问题成了今后造林的主要任务。为了筛选出适合煤矸

2、石山废弃地的造林树种和复垦措施，在辽宁省抚顺市，研究了不同植物在煤矸石山造林成活率、土壤化学性质随复垦年限的变化和复垦措施对土壤化学性质和植物胸径、树高年净生长量的影响。结果表明：（1）不同植物在煤矸石山废弃地的成活率在21%~85%之间，其中白榆和沙打旺的成活率分别为81%和85%，而小叶杨、刺槐、栾树的成活率均在70%左右；（2）植被能明显提高煤矸石山废弃地不同土层的有机质、全N、P2O5含量，但提高程度随土层深度、养分种类和复垦年限的不同而不同；（3）在同一土层，生物复合肥料、菌剂和保水剂均显著提高土壤有

3、机质含量（p＜0.01）并显著降低土壤P2O5含量（p＜0.01）；只有保水剂可引起土壤全K含量的明显升高；（4）生物复合肥料、菌剂和保水剂均显著提高白榆、小叶杨、刺槐、栾树树高和胸径的年净生长量，但保水剂的提高程度最高。关键词：端困难立地；植被恢复；技术煤矸石是井工开采和洗煤排放的废弃物，迄今为止，将其作为建筑和工业原料的直接利用率不到20%[1~2]，大量煤矸石不断堆积形成矸石山。对煤矸石山而言，表层的风化矸石仅为5～10cm，下部均为未风化的矸石，矸石中的含碳量大、地温高，极易自燃，而且土壤的透水性强、蒸

4、发量大，因此立地条件极端困难。全国现有矸石山1500多座，占地约10000hm2，采矿活动及其废弃物的排放，不仅占用甚至破坏土地资源，而且带来了一系列影响深远的环境问题[3]，如空气、地表水、地下水和土壤质量的下降，生态系统退化，生物多样性丧失，景观受到破坏，农作物减产[4]，并威胁到人体健康。因此矿区废弃地的土地复垦一向为世界经济发达国家所重视，而我国对矿区土地复垦和环境整治的重视较晚，目前土地复垦率仅2%左右，与世界先进国家矿区土地复垦率达65%以上相比，差别很大[5]。而对煤矸石山实施林业复垦，进行造林绿

5、化，恢复植被，建立起稳定的人工植物群落是煤矸石山治理根本途径和煤矿区生态重建的前提与核心[6]。但至目前为止，尽管全国已有十几座煤矸石山得到绿化，取得了初步成效并积累了一定的实践经验，但研究主要集中在煤矸石山的立地特征[1，7]、适生植物种类选择[8~13]等方面，但不同复垦措施对植物生长和土壤化学性质的影响研究还不多见。本文的研究内容主要包括：（1）不同植物在煤矸石山造林成活率的差别；（2）植被对不同复垦年限条件下土壤化学性质的影响；（3）不同复垦措施对土壤化学性质和植物胸径、树高年净生长量的影响，以期为筛选

6、出适合当地煤矸石山废弃地的复垦措施提供基础理论依据。1试验地概况研究区位于辽宁省抚顺市东部，东经123°39′～125°28′，北纬41°41′～42°38′，属北温带季节风性大陆气候，平均温度4～7℃，极端最高温度39.6℃，极端最低温度-40.5℃，日照时数2255～2517h，≥10℃积温2900℃，无霜期125～150d，降水量700～850mm，平均相对湿度71%。实验区海拔180～200m，面积1333hm2，地势较起伏，相对高差在5～10m以内。实验区表层于1985年停止排矸，区内煤矸石以绿页岩、

7、油页岩为主要成分，另有少量表土、煤页岩、凝灰岩等。表层矸石粒径为：＞10mm的石块约占75%，1～10mm的碎石砾约占10%，＜1mm的石粉约占15%。实验区内除杠柳（Periplocasepiun）为灌木外，其余32种植物均为弱生草类，总盖度在40%左右，分布不均，局部尚有裸岩分布。2材料与方法2001年4月，在辽宁省抚顺市东矸石山选取6.3hm2废弃地，根据煤矸石山立地条件的干燥、少土、地表温度高等特点，从本地及省内其它干旱地区选择了紫花苜蓿（Medicagosativa）、沙打旺（Astragalusad

8、surgens）、中国沙棘（Hippophaerhamnoidesssp.sinensis）、刺槐（Robiniapseudoacacia）、樟子松（Pinussylvestrisvar.mongolica）、白蜡（Fraxinuschinensis）、锦鸡儿（Caraganasp.）、小叶杨（Populussimonii）、白榆（Ulmuspumila）、栾树（Koelreuteri