露天矿排土场植被恢复现状评价研究.docx
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露天矿排土场植被恢复现状评价研究
露天矿排土场植被恢复现状评价研究
摘要：
本论文针对辽宁省阜新市海洲露天矿排土场的实际，对露天矿排土场植被恢复现状进
行评价。
研究不同植被恢复措施下的植被生长状况、土壤物理性质指标、环境因子，以及它
们之间的相互作用，建立综合评价体系，确定植被恢复状况所处等级。
本论文的结果如下：
（1）通过相同立地条件下，比较不同林种的生态恢复效果，在排土场植被恢复过程中植被
生长状况好坏顺序为：
火炬树林>紫穗槐林>白榆树林>刺槐林>自然恢复，因而在今后的排土
场植被恢复过程中应该重点考虑火炬树和紫穗槐作为先锋树种造林。
（2）在植被生长较好
的排土场地块，土壤的孔隙度和含水量趋于增大、容重变小，土壤的通气透水、保水保肥性
质增加。
（3）边坡无论是否进行了植被恢复，其植被恢复效果评价分值都较小，因而在排
土场植被恢复过程中，应该以治理边坡为重点。
关键词：
矿区废弃地；排土场；恢复生态学；边坡；复垦植被类型
STUDYONVEGETATIONRESTORATIONONTHE
OPENCASTDUMP
YaoYuxian1,LiuLingzu2
（1.LiaoningTechnicalUniversity,LiaoNing123000;
2.LiaoningInstituteofScienceandTechnology,LiaoNing123000）
Abstract:
IThepresentpaperinviewoftherealityoftheHaizhouopencastdump,inFuxinof
LiaoningProvince,appraisallingthepresentsituationtotheopencastdumpofthevegetationrestores.
Tostudythevegetationgrowthcondition、soilphysicalpropertytarget、environmentfactorandthe
interactionamongthemunderthedifferentmeasuresinvegetationrestores,andtoestablishthe
comprehensiveevaluationsystem,todeterminetheclassofthevegetation'sconditions.Theresult
shows:
（1）Throughthesamecondition,comparedwiththescoresofthedifferentforestcategoryandwe
foundthataboutthevegetationgrowthcondition,thetorchwoods>theamorphafruticosaforest>the
locusttreeforest>thewhiteelmwoods>thenaturerestores,thusinthefuture,onthevegetation
recoveryinthedump,weshouldconsiderdthetorchwoodsandamorphafruticosaforestasthekey
pioneervegetationrestorationofthereforestationspecies.
（2）Whenvegetationgrowingbetterinone
regional,wherethesoilmoistureandtotalporosity,thedensityreduced,soilconditionshad
improved,ventilationwatergraduallyenhanceperformance,increasedsoilfertility
gradually.（3）Regardlessofthesideslopehascarriedonthevegetationrestoration,itsappraisalisalso
tobesmall,thusrevegetationintheminingareaabandon,shouldtakethesideslopeasthekeypoint.
Keywords:
heminingareaabandon;dump;restorationecology;sideslope;reclamationvegetationypes
0引言
作为发展中国家的中国，煤炭是国民经济发展的主要动力。
随着露天煤矿的建设和发展,
露天开采对矿区土地资源及生态环境的破坏将日趋严重。
其中，对于排土场的土地恢复研究
[1]是矿山复垦的重要组成部分。
植物措施作为水土保持与生态环境建设的一项基本措施，能
够起到调节气候、保持水土、改善当地生态环境的作用。
怎样使矿区由恶劣的生态环境状况
变得秀美宜人，就应该研究植被恢复的具体技术措施[2，3]。
在排土场上栽植适宜的植物种类，
将治理与生产相联系，使治理更有成效。
此研究成果，对全国范围内的露天矿排土场生态恢
复研究[4，5]将起到指导实践的作用，整合资源，特别是对推动资源枯竭型矿山城市的经济转
型有一定的现实意义。
1研究区域概况及研究方法
1.1研究区域概况
1.1.1阜新市的自然概况
阜新市位于辽宁省西北部，是内蒙古高原和辽河平原的中间过渡带。
所在地理位置为东
经121°26'，北纬42°02'。
地处中纬度北温带，属干旱、半干旱大陆性季风气候区，主导
风向夏季偏南风，冬季偏北风，年际内降水分布不均。
多年平均气温为7.8℃，全年平均相
对湿度为50-60%。
土壤主要为岩石风化物残积母质发育而形成的黄土、红土母质发育而成的淋溶褐色土。
土层厚度一般为10～30cm之间。
植被属华北植物区系，内蒙植物区系和长白山植物区系交
错地区，植物种类繁多，森林、灌木丛、草原、草甸植被俱全。
天然林、人工林并存天然草
场、人工草场同在。
1.2.1试验区概况
试验区选择辽宁省阜新市海洲露天矿排土场。
是阜新矿区内最大的露天矿，曾经是亚洲
最大的机械化露天煤矿。
露天矿露天采场东西长3.9公里，南北宽1.8公里，现垂深250米，总面积30平方公里。
地势东南高，南北低。
露天矿设计开采最深标高为海拔-175米，开采深度为350米。
露天
矿排土场位于露天矿坑东部和西南部，东西长7公里，南北宽3公里，占地面积14平方公
里。
分为边坡和平台2部分。
排土场东排土场最高标高到+290米，以近年新排剥离土壤为
主。
西排土场最高标高为+200米。
据调查海州露天矿边坡不稳定区共有17处。
其中：
北帮
13处，南帮3处，东帮1处。
如海州露天矿自1953年发生过85次滑坡，而且近年有增加
趋势[6]。
海洲露天矿排土场是由露天剥离出的废弃物和矿井采煤挖出的深层岩石、粉尘、表土及
其母质堆积而成的，其空隙大，不易储水。
大量的废弃物堆积在排土场，改变了原有的生态
环境条件，使该区的小气候条件恶劣，同时粉尘、重金属、有毒有害气体也将从该处扩散出
去污染周边地区。
近些年经过复垦改造，以在很大程度上改善了当地的生态环境，生态环境
有了一定程度的恢复[7]。
1.2研究方法
1.2.1资料收集与整理
露天矿排土场植被恢复过程是土壤、环境、植被相互作用的过程，因而必须收集该方向
的资料，明确三者之间的关系，能够根据三者之间相互作用的紧密程度确定之后在评价指标
中三者各占的权重，以及通过资料收集和整理确定土壤、植被、环境的隶属度指标和它们各
自占有的权重。
1.2.2植被恢复效果调查方法
（1）标准地的设置
根据植被类型、是否复垦以及地形条件在海洲露天矿排土场共划分18个标准地。
对于
林地面积较大的区域，可以选择20m×20m；对于白榆、刺槐、火炬树等成小块间种的区域，
选择10m×10m；对于未复垦、植被靠自然恢复的区域由于很少有树木存在，且草类生物量
较少，可以选择5m×5m；对于边坡，岩石颗粒大小不一，植被生长状况较差，因而无需取
太大的标准地，选择5m×5m；与边坡相对的是平坡，在测量林下草生长状况指标时选择10m
×5m。
所选标准地位置及其编号见表1-2。
表1-2各标准地概况
Table1-2Surveyaboutvariousstandards
标准
地号
排土场立地类型
坡
度
植被类型概况树龄标准地面积m²土壤类型
1二阶边坡南侧35°自然植被/5m×5m矸石风化物
2二阶边坡南侧36°白榆林520m×20m矸石风化物
3二阶平台南侧0°自然植被/5m×5m表层客土改良
4最顶层坡地南侧37°白榆林320m×20m矸石风化物、堆弃土
5顶层平台0°自然植被/5m×5m表层客土改良
6顶层坡地北侧37°白榆林620m×20m矸石、岩石风化物、堆弃土
7二阶平台北侧0°自然植被/5m×5m矸石、岩石风化物、堆弃土
8三阶平台南侧0°白榆林520m×20m矸石、岩石风化物、堆弃土
9二阶平台北侧0°自然植被/5m×5m表层客土改良
10二阶平台北侧0°白榆林320m×20m表层客土改良
11四阶平台0°白榆林320m×20m表层客土改良
12二阶平台南侧0°刺槐林420m×20m矸石、岩石风化物、堆弃土
13二阶平台南侧0°白榆林810m×10m矸石、岩石风化物、堆弃土
14二阶平台南侧0°刺槐林810m×10m矸石、岩石风化物、堆弃土
15二阶平台边坡北侧25°自然植被/5m×5m矸石、岩石风化物
16三阶平台0°刺槐林810m×10m矸石、岩石风化物
17四阶平台0°火炬树林410m×10m矸石、岩石风化物
18四阶平台0°紫穗槐林410m×10m矸石、岩石风化物
（2）植被生长状况测定方法
1）树木生长状况的测定
树高的测量：
在乔木林地里，利用布鲁莱斯测高器测量标准地内各树的高度，之后取其
平均值。
在平地测高时还要加上眼高才是树高。
在坡地测高时，先测树顶记下读数h1，再
测树干基部记下读数h2。
当测点低于树干基部时，则树全高h＝h1-h2，当测点位于树干基
部和树梢之间时，则树全全高：
h=h1+h2。
对于灌木林内的树高，可以利用卷尺直接测量[8]。
胸（地）径的测量：
乔木林地测量胸径时，在1.3m处利用游标卡尺或直径卷尺对林地
内的每木检尺，测量其直径的大小。
对于灌木林则用游标卡尺测定每丛的地径。
冠幅利用皮尺按照东西、南北方向测量两次。
林分密度通过标准地内数树，按照标准地
面积进行计算。
郁闭度反映林分密度的指标，它是以林地树冠垂直投影面积与林地面积之比，
在各样点位置上利用抬头垂直昂视的方法，判断样点是否被树冠覆盖，统计被覆盖的样点数，
利用下列公式计算林分的郁闭度：
郁闭度=被树冠覆盖的样点数/样点总数。
盖度的确定采用
目测的方法。
2）草木植被生长状况的测定
利用样方法测定物种组成，利用钢尺测量样方内的草高度，利用壕沟法测定草木植物的
生物量。
使用游标卡尺测量草的高度。
通过数数的方法确定物种丰富度。
通过取样烘干称重
的方法测量林下生物量。
（3）土壤物理性质的测量
由于排土场是矸石以及其他矿产废弃物的堆放场，虽经过多年风化，但表层物质仍不能
称其为土，但为了说明方面，这里按土壤的物理性质对其进行分析，在下文也同样称其为土。
采用环刀法，测量土壤容重、非饱和孔隙度、饱和孔隙度、渗透率。
2研究结果与分析
2.1不同植被恢复措施植物生长状态分析
露天矿排土场区位不同，其岩石风化物的理化性质及小气候条件不同，因而其上生长的
植被种类、生长状况也各不相同。
在调查中发现在未复垦的地区很少有乔灌木生长，只有较
少种类的杂草生长，因而在进行树木生长状况比较时，对未复垦区域不计入其中。
在已经复
垦的地区，调查发现其生长状况差异也很明显。
具体生长指标见表2-1、2-2至2-7。
利用胸
径变异系数、树高变异系数、林分密度等指标分析乔灌木树种对每种治理措施的适应程度；
对于自然草地重点分析草的覆盖度、高度及多样性指标的变化。
表2-1白榆林标准地每木检尺表
Table2-1Thesizeofeachtreeinthestandardofthewhiteelmwoods
Standardverticaltype:
Southsidesecond-ordersideslope
立地类型：
二阶边坡南侧林龄：
5年标准地面积：
20m×20m
冠幅/m
每木编号胸径/cm树高/m
东西南北平均
015.287.253.202.602.90
021.554.153.303.103.20
034.646.453.002.902.95
044.756.353.503.703.60
054.886.053.903.603.75
062.244.652.903.303.10
075.297.353.803.703.75
086.285.053.403.803.60
098.248.053.353.103.23
103.385.153.603.303.45
112.064.953.353.203.28
126.895.455.104.004.55
133.245.054.103.003.55
145.577.155.004.504.75
153.253.855.104.204.65
167.028.054.804.754.78
172.204.254.353.804.08
平均值4.515.833.863.563.71
标准差1.9571.36610.72350.58190.6302
变异系数0.43390.23430.18740.16350.1699
表2-2白榆林标准地每木检尺表
Table2-2：
Thesizeofeachtreeinthestandardofthewhiteelmwoods
Standardverticaltype:
Southsidemosttoplayerlandonslopes
立地类型：
最顶层坡地南侧林龄：
3年标准地面积：
20m×20m
冠幅/m
每木编号胸径/cm树高/m
东西南北平均
014.262.754.003.503.75
023.862.953.004.503.75
032.862.753.002.752.88
043.163.653.303.403.35
052.622.803.602.903.25
062.062.602.902.602.75
073.762.553.603.803.70
083.363.203.003.603.30
093.263.602.802.602.70
102.563.402.701.702.20
112.662.752.902.002.45
123.062.054.504.504.50
133.363.304.703.404.05
142.963.404.403.604.00
152.663.603.102.502.80
163.562.504.604.004.30
172.664.003.102.202.65
183.362.201.901.901.90
193.861.904.904.204.55
202.064.202.902.402.65
平均3.122.794.403.403.90
标准差0.57990.61930.81790.84520.7685
变异系数0.02320.02480.18590.24860.1970
表2-3白榆林标准地每木检尺表
Table2-3：
Thesizeofeachtreeinthestandardofthewhiteelmwoods
Standardverticaltype:
Northsidetoplayerlandonslopes
立地类型：
顶层坡地北侧林龄：
6年标准地面积：
20m×20m
冠幅/m
每木编号胸径/cm树高/m
东西南北平均
016.63.262.803.703.25
026.93.053.403.503.45
037.62.623.003.503.25
0412.04.324.104.204.15
058.23.622.903.703.30
067.63.393.003.203.10
075.62.852.903.203.05
0810.13.522.904.503.70
0910.44.223.804.404.10
108.83.823.903.903.90
117.93.522.903.603.25
124.43.222.502.602.55
138.23.893.504.103.80
148.53.883.303.903.60
154.73.452.603.603.10
168.683.633.363.873.62
175.643.062.602.802.4
1813.924.493.604.103.85
199.464.062.803.203.00
2010.824.343.153.633.39
平均8.303.613.153.663.40
标准差2.40180.51910.45360.49480.4649
变异系数0.28940.143800.14400.13520.1367
表2-4白榆林标准地每木检尺表
Table2-4Thesizeofeachtreeinthestandardofthewhiteelmwoods
Standardverticaltype:
Southsidethird-orderplatform
立地类型：
三阶平台南侧林龄：
5年标准地面积：
20m×20m
冠幅/m
每木编号胸径/cm树高/m
东西南北平均
013.965.472.172.762.47
025.555.172.782.372.58
0311.616.673.763.543.65
0415.118.674.604.404.50
0512.889.674.503.704.15
0612.5610.675.103.784.44
079.6910.673.143.463.30
0810.0110.673.552.693.12
099.6910.174.402.703.55
108.7410.173.502.803.15
1110.979.473.382.903.14
1213.5210.673.984.964.47
137.468.673.003.103.05
147.157.873.372.703.04
平均值9.99.03.663.273.47
标准差3.15541.93130.79530.74060.6557
变异系数0.31870.21460.21730.22650.1890
表2-5白榆林标准地每木检尺表
Table2-5Thesizeofeachtreeinthestandardofthewhiteelmwoods
Standardverticaltype:
Northsidesecond-orderplatform
立地类型：
二阶平台北侧林龄：
3年标准地面积：
20m×20m
冠幅/m
每木编号胸径/cm树高/m
东西南北平均
011.671.601.100.700.90
021.911.641.201.201.20
037.641.421.901.000.95
043.952.561.401.801.60
053.382.661.801.701.75
061.871.710.801.401.10
073.061.861.701.801.75
081.641.681.301.901.60
091.921.961.251.201.23
102.681.931.501.401.45
112.452.081.251.301.25
124.772.573.002.102.55
131.861.602.001.101.55
144.232.822.902.602.75
154.362.633.002.302.65
164.202.802.702.832.78
173.442.352.251.902.08
183.142.642.201.902.00
191.922.111.401.301.35
203.562.641.601.902.75
213.692.541.351.701.53
223.632.261.851.701.78
233.262.421.301.351.33
244.122.612.102.202.05
254.122.672.302.052.08
262.742.051.301.002.15
273.652.411.701.402.55
284.062.482.002.602.30
平均值3.322.241.751.691.70
标准值1.26760.42590.58970.52770.5776
变异系数0.38180.19010.33690.31230.3398
表2-6白榆林标准地每木检尺
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