全 文 ：安徽铜陵狮子山铜尾矿场植被调查 3
李　影　王友保　刘登义 3 3
(安徽师范大学生物多样性研究中心 重要生物资源保护与利用研究安徽重点实验室 , 芜湖 241000)
【摘要】　通过实地调查发现 ,铜陵市狮子山铜尾矿废弃地自然定居植物共 49 种 ,隶属 15 个科 38 属 ,主要
包括禾本科 11 种、菊科 12 种、豆科 8 种等. 全部植物中 ,1、2 年生草本植物 26 种 ,多年生草本植物 20 种.
形成了 5 种相对稳定的演替群落 ,且群落物种单一 ,结构简单. 矿业废弃地土壤养分的贫瘠 ,重金属含量浓
度高 ,尤其是 Cu、Cd 的含量平均超出正常土壤的 30 倍 ,以及自然条件对其改造的程度是现今影响植物在
其上定居、分布的主要因素.
关键词 　铜陵 　铜尾矿场 　植被
文章编号 　1001 - 9332 (2003) 11 - 1981 - 04 　中图分类号 　X171. 5 　文献标识码 　A
Investigation on the vegetation of copper tailing wasteland in Shizishan , Tongling , Anhui Province. L I Ying ,
WAN G Youbao , L IU Dengyi ( Biodiversity Research Center , A nhui Norm al U niversity , W uhu 241000 , Chi2
na) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2003 ,14 (11) :1981～1984.
Investigation on the vegetations of the copper tailing wasteland was conducted in Shizishan , Tongling , Anhui
Province. Total 49 species of natural colonized plant , belonging to 15 families and 38 genera , were found , a2
mong which , 26 species were annual plant , and 20 species perennial. Most of species were belonging to Com2
positae (12 species) , Gramineae (11 species) , and Leguminesae (8 species) . 5 relatively stable communities
were found. The main limiting factors of vegetation distribution were extreme infertility of the wasteland , high
concentration of heavy metals (especially , the concentration of Cu and Cd in the wasteland were 30 times as
those in the normal soil) , and degree of natural recolonization.
Key words 　Tongling , Copper tailing wasteland , Vegetation.
3 安徽省自然科学基金 (03043501) 、安徽省教育厅自然科学基金重
点项目 (2000j1094zd)和重要生物资源保护与利用研究专项基金资
助项目.3 3 通讯联系人.
2003 - 01 - 017 收稿 ,2003 - 05 - 12 接受.
1 　引 　　言
工业的迅速发展 ,使人类对矿产资源的开采规
模日益扩大. 然而 ,在矿山开采利用过程中 ,产生大
量尾矿等废弃物质 ,这不仅占用大量土地 ,破坏了景
观 ,也带来严重环境问题和生态后果[6 , 7 , 13 ] . 安徽
省铜陵市是我国重要的铜矿开采和冶炼基地 ,目前
存有规模较大的尾矿库 (场) 5 个 ,占地面积达 280
hm2 [13 ] . 铜尾矿主要是由矿石经磨碎、精选后所剩
下的细粉砂粒组成 ,其水蚀风蚀严重 ,基质贫瘠 ,持
水保肥力及稳定性弱 ,植被状况差 ,粉尘扬起时可造
成严重的大气污染 ,给人类的生活和健康带来了严
重威胁[7 ,13 ] . 因此 ,为了减少其危害 ,必须对此加以
治理. 在尾矿场上建立植被 ,进行生态修复 ,既防治
了环境污染 ,又美化了环境和阻止水土的流失 ,而且
也不会造成二次污染 ,对矿区经济的持续发展有着
重要意义 ,这是目前废弃地治理中较为理想的方
法[2 , 12 , 13～15 ] .本文通过对铜陵市狮子山铜尾矿场
植被的实地调查 ,分析了其组成及结构特征 ,以便为
矿业废弃地的环境治理、植被重建和生态恢复提供
科学依据.
2 　研究地区与研究方法
211 　自然地理概况
铜陵市位于安徽省南部 ,长江中下游南岸 ,地处 30°56′
42″N ,117°43′28″E ,属亚热带湿润气候区 ,季节特征分明 ,春
季较短 ,气候温和、雨量充沛 ;夏季多雨炎热 ,伏热干旱 ,年均
气温 16. 2 ℃,夏季平均气温 27. 4 ℃,年平均太阳辐射总量
114. 8 kJ·cm - 2 . 无霜期平均为 230 d ,年均降水量 1390 mm ,
全年平均湿度在 75 %～80 %之间 ;城市地面主导风向为东
北 (冬) 、西南 (夏) . 狮子山尾矿场位于铜陵市东南部的朝山
村 ,该库海拔较高 ,三面环山 ,一面筑坝 ,由尾矿排放堆积而
成 ,坝高约 100 m ,面积达 20 hm2 ,停止排放时间约为 10 年 ,
且该库人为干涉较少 ,风蚀、水蚀较严重.
212 　植被调查方法
实验采取以库中心为起点 ,分别向东、南、西、北 4 个方
向设置 4 条样线 ,然后在每条样线两侧随机设置样方 40 个 ,
样方面积为 1m ×1m ,共设样方 160 个. 分别调查每样方内
的植物种类、植株高度、株数和盖度等.
应 用 生 态 学 报 　2003 年 11 月 　第 14 卷 　第 11 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Nov. 2003 ,14 (11)∶1981～1984
213 　数据处理
各植物种的优势度用综合优势比测定 ,物种多样性测定
用 Simpson 指数 ,物种分布均匀度的测定用 Shannon2Weiner
指数[8 , 9 ] . 公式如下 :
　　综合优势比 : SDR4 = (高度比 + 密度比 + 盖度比 + 频
度比) / 4 ×100 %
　　多样性指数 : D = 1 - ΣPi 2
　　均匀度指数 : E = H/ Hmax , H = - ΣPilog2 Pi ,
　　Hmax = log2 S .
式中 , Pi 是第 i 个种的个数 Ni 占总个体数 N 的比例 , S 是
群落中的总种数 , H 是实际观察的种类多样性 , Hmax是最大
的种类多样性.
3 　结果与讨论
311 　铜尾矿场植被类型及其结构特征
　　根据植被的组成及各种类成分的优势比与群集
度 ,铜尾矿场的植被可分为 5 种相对稳定的演替群
落类型 (表 1) ,且由于先锋种类的不同及其所处土
壤类型、土壤速效性养分等环境因子的差异 ,各群落
的组成与结构水平有一定程度的差异[5 , 16 ] . 其中一
年蓬 + 中华胡枝子群落和一年蓬 + 天蓝苜蓿群落显
示出相对较大的优势 ,其盖度平均达 80 %左右 ;群
落分布物种较多 ,分别为 28 和 11 ;多样性指数在 5
种群落中也相对较高 ,但由于一年蓬 + 中华胡枝子
群落物种分布均匀度指数较低 ,为 0. 620 ,虽然其分
布的植物种类最多 ,多样性指数却不是最高 ,为
0. 739 ;而一年蓬 + 天蓝苜蓿群落 ,其均匀度指数高 ,
为0. 780 ,物种多样性指数是废弃地植被中最高 ,为
0. 796.一年蓬 + 白茅群落虽然群落盖度只有 50 %
～70 % ,但其均匀度指数为 0. 751 ,相对较高 ,物种
多样性指数也相对较大 ,为 0. 758 ,显示了其相对较
强的优势. 节节草 + 白茅群落虽然仅在西样区分布 ,
且群落物种数为该群落中最低 ,只有 8 种 ,但其群落
盖度达 70 %～85 % ,均匀度指数达 0. 714 ,使得多样
性指数并非 5 种群落中最低 ,为 0. 732 ;而狗牙根群
落 , 虽然群落分布较广 ,盖度为该群落中最大 ,达
85 %～100 % ,物种数也较节节草 + 白茅群落高 ,但
其均匀度指数差 ,为 0. 644. 因此 ,物种多样性指数
为该废弃地植被最低 ,为 0. 689 ,显示了单优势种突
表 1 　铜陵狮子山铜尾矿场植物群落类型及特征
Table 1 Patterns and characteristics of plant communities in copper tailing wasteland in Tongling( Shizishan)
群落类型
Community
种数
No. of
species
盖度
Coverage
( %)
分布
Distri2
bution
多样性指数
Diversity
index
均匀度指 数
Evenness
index
优势植物
Dominant
plants
狗牙根群落 10 85～100 东西南 EWS 0. 689 0. 644 狗牙根 Cynodon dactylon
Cynodon dactylon community 狗尾草 Setaria vi ri dis
一年蓬 Erigcron annuus
中华胡枝子 + 一年蓬群落 28 75～95 东南 ES 0. 739 0. 620 一年蓬 Erigcron annuus
Lespedeza chinensis + Erigcron 狗牙根 Cynodon dactylon
annuus community 白茅 I m perata cyli ndrica var. major
小飞蓬 Conyza canadensis
中华胡枝子 Lespedeca chinensis
天蓝苜蓿 + 一年蓬群落 11 70～90 东南 ES 0. 796 0. 780 狗牙根 Cynodon dactylon
Medicago lupuli na + Erigcron 一年蓬 Erigcron annuus
annuus community 白茅 I m perata cyli ndrica var. major
天蓝苜蓿 Medicago lupuli na
节节草 + 白茅群落 8 70～85 西 W 0. 732 0. 714 狗牙根 Cynodon dactylon
Hippochaete ramosissi m w n + I m per2 一年蓬 Erigcron annuu
ata cyli ndrica var. major community 白茅 I m perata cyli ndracavar var. major
节节草 Hippochaete ramosissi m w n
一年蓬 + 白茅群落 10 50～70 东南 ES 0. 758 0. 751 狗牙根 Cynodon dactylon
Erigcron annuus + I m perata 一年蓬 Erigcron annuus
cyli ndrica var. major community 白茅 I m perata cyli ndrica var. major
中华胡枝子 Lespedeca chinensis
出的特点 ,群落优势较差. 在调查中发现 ,总体上该
废弃地植被群落结构与周边山坡植被相比较简单 ,
物种多样性水平低.
　　调查发现 ,该库植被的 5 种群落类型中 ,有一种
是灌丛群落 ,其余 4 种均为草丛群落 ,但其中也有小
灌木分布 ,如一年蓬 + 白茅群落 ;此外 ,表 2 显示 ,该
废弃地植被已有灌木定居 ,并占有一定比例 ;由表 3
可看出 ,小灌木中华胡枝子 ( L espedez a chi nensis) 在
该废弃地分布较广 ,综合优势比在该库植被中也较
高 ,马棘 ( Indigof era pseudoti nctoria) 、合欢 ( A lbiz ia
j ulibrissi n)在该库植被中也占有一定优势度 ,说明
小灌木在该废弃地的定居趋于稳定化、优势化 ,显示
了群落在演替上有着向灌草丛 ,灌木丛演替的趋
势[1 , 3 , 4 , 10 , 11 , 16 , 17 ] .
312 　铜尾矿场植被的物种组成及特征
　　狮子山尾矿场三面环山 ,周边山坡植被总盖度
2891 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　14 卷
达 100 % ,且垂直结构明显 ,层次分明 ,分布着乔木、
小灌木及大量草本植物. 而尾矿场植被总盖度较小 ,
不足 60 % ,由 49 种植物组成 ,隶属于 15 个科 38 个
属. 从生活型看 (表 2) ,该库的植被组成以 1、2 年生
和多年生草本植物为主. 1、2 年生草本植物有 26
种 ,占总种数的 53. 1 % ;多年生草本植物有 20 种 ,
占总种数的 40. 8 % ,其余为少量落叶小灌木植物 ,
占总种数的 6. 1 %. 而藤本植物和常绿木本植物并
无定居 ,表明尾矿场植被类型为草丛. 从生态习性
看 ,该植被中多为阳生植物 ,只有少量阴生植物 ,说
明该废弃地生态环境较为恶劣.
　　调查中发现 ,尾矿场的全部植物在周边山坡均
有出现 ,且库中植物多为草本 ,其种子轻小 ,易于风
播 ,表明尾矿场植被可由周边植物种经风播入侵并
定居. 但由于周边山坡的坡度、高度及分布物种不
一 ,且东、南、西样区所面临山坡较低 ,土壤表面较为
疏松 ,而北样区所面临山坡较高 ,春、夏季山坡上有
水流流入 ,该区土壤环境较湿 ,表面形成了大面积板
结 ,通气性差 ,不利于植物生长 ,致使该区植物分布
比东、南、西 3 区较少.
　　尾矿场植被组成以禾本科和菊科植物种数较多
(表 3) ,菊科 12 种植物 ,占总种数的24. 5 % ,禾本科
有 11 种植物 ,占总种数的 22. 4 % ,其次为豆科 ,有 8
种植物 ,占总种数 16. 3 %. 其余科植物种类相对较
少 ,多为单种科. 该库植被中综合优势比较大的植物
有狗牙根 ( Cynodon dactylon ) 、白茅 ( Im perata
cyli ndrica var. m ajor ) 、中 华 胡 枝 子、一 年 蓬
( Erigcron annuus)等 ,且有的特异地段显示出单种
优势 度 较 高 , 如 节 节 草 ( Hi ppochaete ramosis2
si m w n) 、水蓼 ( Polygonum hydropi per) 等. 优势度大
的植物在铜尾矿废弃地的植被构成及生态恢复中有
着十分重要的作用.
表 2 　铜陵狮子山铜尾矿场植被的生活型组成
Table 2 Life forms of vegetation in copper tailing wasteland in Tongling
( Shizishan)
样地
Plot
种数
No. of
species
常绿木本
Evergreen
落叶木本
Deciduous
藤本
Liana
1、2 年生草本
Annual and
biennial
多年生
草本
Perennial
东 East 25 - 3 - 13 9
南 South 23 - 2 - 14 7
西 West 17 - 1 - 7 9
北 North 9 - 1 - 4 4
总计 Total 49 0 3 0 26 20
313 　铜尾矿土壤理化性质与植被分布的关系
　　狮子山铜尾矿场主要是由矿石经磨碎、精选后
所剩的细粉砂粒堆积而成 ,其海拔较高 ,人为改良因
素少 ,大部分尾矿场具有昼夜表面温差大 ,稳定性
差 ,表面松散 ,干燥时易形成风扬现象 ,少部分尾矿
场则呈现水湿环境 ,土壤表面出现板结现象等特征 ,
均不利于植物的生长[7 , 15 ] . 由表 4 可以看出 ,尾矿
场土壤 p H 呈微碱性 ;虽然土样 P 含量与对照区相
比无明显下降 ,但其他养分及有机质含量均比对照
土壤低 3～6 倍 ,而 Cu、Cd、Zn、Pb 含量却比对照土
表 3 　铜陵狮子山铜尾矿场植被的物种组成及其综合优势比
Table 3 Vegetation composition and synthesized dominance ratio in cop2
per tailing wasteland in Tongling( Shizishan)
种名
Species
综合优势比 Synthesized dominance ratio
东 East 南 South 西 West 北 North
狗牙根 Cynodon dactylon 4 . 18 47. 63 33 . 55 28. 85
白茅 Imperata cylindrica var. major 39 . 45 14. 55 35 . 30 -
燕麦 A vena sativa 3. 00 5. 70 - -
结缕草 Zoysia japonica 1 . 75 - 1. 58 -
狗尾草 Setalia vi ridis 0 . 25 2 . 43 1. 80 -
毛马唐 Digitatia chrysoblephara 0 . 30 0 . 45 - -
马唐 Digitatia ssp. 4. 13 0. 26 - -
早熟禾 Poa annua - 0 . 25 - -
荩草 A rthraxon hispidus 0 . 43 - 0. 44 5 . 58
鹅观草 Roegneria camoji - - 0. 98 10. 13
稗子 Echinochloa crusgalli - - - -
一年蓬 Erigeron annuus 15 . 15 2 . 38 3. 50 -
小飞蓬 Conyz a canadensis 1 . 73 2 . 50 - 5 . 43
苍耳 Xanthium sibi ricum 0 . 33 4 . 68 1. 25 -
台湾翅果 Pterocypsela f ormosana - 0 . 24 - -
野菊花 Dendranthem a indicum - 0 . 40 - -
黄蒿 A rtemisia annua - 0 . 29 - -
野艾蒿 A rtemisia v ulgaris - 0 . 45 - -
艾蒿 A . argyi 3 . 23 - 0. 57 -
矮蒿 A rtemisia lancea 0 . 19 - - -
狼把草 B idens t ripartita - - 0. 73 -
鲤肠 Eclipta prost rata - - - 5 . 13
苦荬菜 L xeris denticulata 0 . 16 0 . 19 - 0 . 23
中华胡枝子 L espedez a chinensis 20 . 55 5 . 35 1. 08 10. 68
天蓝苜蓿 Medicago lupulina - 5 . 48 - -
小苜蓿 Medicago minim a - 0 . 68 - -
南苜蓿 Medicago hispida 0 . 15 - - -
马棘 Indigof era pseudotinctoria 2. 75 0. 29 - -
合欢 A lbiz ia julibrissin 0 . 43 - - -
三叶草 T rif olium pratense 0 . 48 - - -
鸡眼草 Kum merow ia st riata - 0 . 48 - 0 . 51
节节草 Hippochaete ramosissim w n - - 17 . 45 -
斑地锦 Euphorbia supina - 0 . 73 - -
车前 Plantago asiatica - 0 . 29 0. 42 -
平车前 Plantago depressa - 0 . 19 - -
长叶车前 Plantago lanceolata - - - -
扁蓄 Pdygonum aviculare - 0 . 21 0. 49 4 . 83
水蓼 Polyponum hydropiper 0 . 30 - - 11. 25
何首乌 Polygonum m ultif lorum 0 . 19 - - -
荻 M iscanthus sacharif lorus - - 0. 44 -
龙葵 Solanum nigrum - - 0. 41 -
马鞭草 V erbena of f icinalis - - 0. 78 -
野胡萝卜 Daucus carota 0 . 43 - - 14. 98
苋菜 A m aranthus t ricolor 0 . 55 - - -
芍药 Paeonia lactif lora 0 . 24 - - -
地榆 S anguisorba of f icinalis 0 . 21 - - -
夏枯草 Prunella v ulgaris - 0 . 27 0. 22 0 . 21
独行菜 L epidium apetalum - 0 . 21 - 0 . 19
油菜 B rassica cam pest ris - 0. 27 - -
壤高 ,尤其是 Cu、Cd 含量. 其中 A 区土样 Cu、Cd 含
量分别为对照区的 32. 8 及 29. 6 倍 ;而 N、P、K含量
为对照土样的 1/ 2～1/ 6 ,有机质含量仅有对照区的
389111 期 　　　　　　　　　　　　　　李 　影等 :安徽铜陵狮子山铜尾矿场植被调查 　　　　　
1/ 27 ,呈现了土壤严重贫瘠化. 这些因素成为严重阻
碍植物在尾矿场定居的直接原因[4 , 10 , 13 ] .
　　另外 ,表 4 显示 ,B、C 区土样养分及有机质含量
均比 A 区土样有所提高 ,其中 N、K含量平均高出 A
区 2～4 倍 ,有机质含量为 A 区的 6 倍 ;而重金属含
量却比 A 区土样低 ,其中 Cu 含量比 A 区土样平均
下降了 2～3 倍 ,表明尾矿场有植被区土壤的养分及
重金属含量均比无植被区土壤有很大程度改善 ;且
不同物种对土壤的改良程度不同. 因此 ,自然定居植
物对尾矿场的改造情况是影响该废弃地植物定居的
另一主要因素[17 ] .
表 4 　土样的化学性质
Table 4 Chemical properties of soil ( mg·kg - 1)
土样
Sample
pH 总 N
Total N
(g·kg - 1)
总 P
Total P
(g·kg - 1)
总 K
Total K
(g·kg - 1)
有机质
Organic
matter
(g·kg - 1)
Cu Cd Zn Pb
A 7. 84 0. 21 0. 11 1. 56 0. 50 834. 75 6. 80 228. 20 38. 85
B 7. 68 0. 75 0. 14 3. 01 3. 26 509. 75 6. 65 216. 40 35. 55
C 7. 62 0. 35 0. 15 3. 81 3. 17 318. 20 5. 15 176. 55 32. 00
D 7. 31 1. 24 0. 20 10. 02 13. 6 25. 46 0. 23 43. 06 13. 46
A :裸露区土样 Bare land ,B :节节草群落 Hippochaete ramosissimw n community ,C:狗牙根群落 Cynodon
dactylon community ,D :对照 CK.
4 　结 　　论
　　铜陵狮子山铜尾矿场不良的物理性质、养分贫
瘠及过高的重金属浓度是限制植物在其上正常定居
的主要因子. 因此 ,其上自然定居的植物多为广布
性、耐贫瘠、对环境适应性强的物种 ,如本文调查中
出现的狗牙根、白茅等 ,它们对尾矿的植被重建、生
态恢复有着重要作用. 此外 ,因该库特殊的地势 ,风
播繁殖体是该库植物繁殖体的主要来源. 因此 ,尾矿
库植物繁殖体的来源与数量也是影响植物定居的又
一重要因素.
　　如上文所述 ,在有植被区的土壤理化性质、持水
保肥力及水土流失情况均比裸露区有很大改善 ,土
壤重金属含量也有所下降. 因此 ,在保护好现有植被
的基础上 ,人工栽种一些耐贫瘠、抗性强的物种 ,可
有效积累有机物 ,改善尾矿土壤及其环境条件 ,加速
矿业废弃地的植被恢复.
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作者简介 　李 　影 ,女 ,1979 年生 ,硕士研究生. 主要从事环
境生物学、恢复生态学的研究. E2mail :alison79 @163. com
4891 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　14 卷