全 文 ：芜湖发电厂灰渣场植被状况*
王友保* * 张 莉 刘登义 (安徽师范大学生命科学学院, 芜湖 241000)
摘要 经实地考察发现, 芜湖火力发电厂灰渣场自然定居的高等植物有 30 种,隶属于 14个科 29 个属,
主要包括菊科、禾本科和豆科.全部植物中, 1、2 年生草本植物18 种,多年生草本植物 9 种,木本植物 2 种.
影响植物分布的主要因素是灰渣的理化性质和灰渣场的自然改造程度.
关键词 灰渣场 植被 物种多样性
文章编号 1001- 9332( 2002) 12- 1667- 03 中图分类号 Q948, X503 文献标识码 A
Vegetation distribution in coal cinder yard of Wuhu thermal power station. WANG Youbao , ZHANG Li, L IU
Dengyi ( College of Lif e Science, A nhui Normal Univer sity , Wuhu 241000) . Chin . J . A pp l. Ecol . , 2002, 13
( 12) : 1667~ 1669.
Ther e are 30 species of natur al colonized plants in t he coal cinder yard of Wuhu thermal pow er station, and t hey
are subordinate to 14 families and 29 genera. The main families are Compositae ( 7 species) , G ramineae ( 6
species) and Leguminesae, among w hich, 18 species are annual plant, 9 species ar e per ennial plant, and 2 species
are woody plants. The chief factors limiting the vegetation distribution are extreme infertility and high concen
tration of heavy metals.
Key words Coal cinder yard, Vegetation, Species diversity.
* 安徽师范大学专项基金资助项目( 150076) .
* * 通讯联系人.
2001- 10- 29收稿, 2002- 04- 03接受.
1 引 言
工业及矿山废弃地的植被恢复是当前植物生态
学的一个重要研究领域[ 1, 2, 4, 9] . 火力发电厂素来被
国外称为六大污染企业之一. 我国火力发电厂年排
灰量约 6. 0 ! 107t ,灰渣利用率较低,约 59%贮入灰
场,每年因此新增占地面积 3. 0 ! 103hm2[ 5, 14~ 16] .
这既占用了大量土地,造成植被破坏,也给周围地区
带来严重污染. 在这些废弃地上进行植被重建是一
种较为理想的治理废弃地的途径[ 2, 6, 10, 13] . 但迄今
对火电厂灰渣场植被恢复的研究少见报道. 本文于
2000年 9月和 2001年 4月两次对芜湖火力发电厂
灰渣场进行实地考察,分析其植被组成和结构特征,
并对灰渣场土样成分进行了分析,为火力发电厂灰
渣场的植被重建和环境保护提供参考.
2 研究地区与研究方法
21 样区设置
安徽省芜湖市地处长江沿江平原丘陵区, 年均温 15. 7
~ 16. 0 ∀ , 极端高温 41∀ , 极端低温 - 15∀ , 年降雨量
1198. 1~ 1413. 2mm,以 6 月最多, 平均 200 ~ 300mm, 12 月
最少,仅 35~ 60mm, 无霜期 220~ 240 天. 芜湖发电厂位于
芜湖市郊四褐山区,装机容量 5. 0 ! 105kW, 产生的大量煤灰
渣集中堆积在电厂西北方向, 长江边一处近方形的场地上,
占地约 10hm2 ,现已有 7~ 8 年.
实验沿东西和南北方向, 由灰场中心向边缘每隔 50~
80m 设为一个样段, 共 16 个样段, 相同位置的样段合并于一
个地段讨论,如此共设置 4 个地段, 由中心至边缘依次称为
A、B、C、D 段,于各地段随机取样,样方规格 1m ! 1m, 共 121
个样方.
2 2 植被状况调查
调查每个样方内植物种类、数量、植株的高度、盖度. 计
算各植物种的综合优势比和物种多样性. 综合优势比的计算
参照 H. J. Lutz 的林木结构图解[ 8] ,并稍作改动(图 1) .
图 1 标准综合优势比图解
Fig. 1 Normal summed dominance ratio graph.
分别以图 1 单位圆的 OA、OB、OC 和 OD表示各地段内
某植物种的相对密度、相对频度、相对高度和相对盖度,以四
边形 ABCD 面积的百分数表示植物种的综合优势比.物种多
样性测定用 Simpson 指数[ 3, 11] .
2 3 土样化学性质分析
在 A、B、C、D段分别取土样, 并在灰渣场外 5km 处取土
以作对照. 测定土样的 pH 值、有机质含量、土壤溶液电导率
应 用 生 态 学 报 2002年 12 月 第 13 卷 第 12 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY , Dec. 2002, 13( 12)#1667~ 1669
( EC值) [ 7] , 经硫酸高氯酸消化, 测定土样全氮、总磷、总
钾[ 7]及铜、锌、铅、镉的总量[ 12] .
3 结果与分析
31 灰渣场的植被组成及特征
灰渣场共有 30种高等植物,隶属于 14 个科 29
个属,全部为耐性强的广布种,均对环境具有较强的
适应能力. 从生活型可见(表 1) ,其植被组成以草本
植物为主, 1~ 2 年生草本植物有 18种, 占总数的
60% .多年生草本植物有 9种, 占 30%, 落叶木本植
物 2种,占 6. 7%, 藤本植物 1种,占 3. 3%. 未见常
绿木本植物,表明该废弃地植被类型为草丛. 从生态
习性看,该植被中多为阳生植物, 几无阴生植物, 反
应出灰渣场地的生态环境较为干旱、恶劣(表 1) .
表 1 灰渣场地植被的生态组成
Table 1 Ecological composition of vegetation on coal cinder yard
地 段
Plot
种 数
Species
落叶木本
Deciduous
xylophyta
藤 本
Liana
1, 2年生草本
Annual
herb
多年生草本
Perennial
herb
A 5 1 - 2 2
B 9 1 - 5 3
C 15 1 - 10 4
D 24 2 1 15 6
合计 30 2 1 18 9
T otal
表 2 灰渣场植物的主要组成成分
Table 2 Main vegetation composi tion of coal cinder yard
植物种
Species
综合优势比Summed dominance rat io
A B C D
小飞蓬 Cony za canadensis 11. 53
蒲公英 T araxacum mongol icum 6. 08 5. 57
一年蓬 Erigeron annuus 24. 32
天名精 Carp es ium abrot anoides 4. 26
野艾蒿 A rtem isia lav andulaef olia 1. 9
黄花蒿 A rtem isia annua 1. 95 0. 63
苦苣菜 Sonchus oleraceus 1. 07 3. 18
刺儿菜 Cirsi um setosum 1. 03
泥胡菜 H emisteta lyrata 1. 36
看麦娘 A lop ecurus aequalis 19. 64
芦 苇 Phragmites australis 5. 47
光头稗 Echi nochla colonum 5. 06 3. 72 5. 06
狗芽根 Cynodon dactylon 0. 21 6. 25
早熟禾 Poa annua 1. 9 16. 59
鹅观草 Roegneria kamoji 11. 56 3. 62 0. 23
独行菜 Lep idium apetalum 4. 46 6. 85
印度艹焊菜 Ro rip pa i ndica 1. 61 0. 11
刺 槐 Robi nia p seudoacacia 1. 96
大巢菜 Vicia sativ a 1. 53
猪秧秧 Galium aparine var . T enerum 0. 23
鸡矢藤 Paederia scandens 1. 37艹律 草 H umulus scandens 16. 16
野葫萝卜 Daucus carota 2. 75 1. 4
羊 蹄 Rumex japonicus 2. 23 9. 88 3. 21
旱 柳 Salix matsudana 21. 92 26. 03 31. 62 25. 3
打碗花 A nemone hup ehensis 0. 82 0. 92 1. 63
北美车前 Plantago v irginica 17. 5 5. 23 4. 81
野老鹳草 Geranium carol inianum 1. 01 1. 52
莎 草 Cyperus rotundus 2. 99
刺 苋 Amaranthus sp inosus 0. 52 0. 31
灰渣场地的植物组成以菊科和禾本科植物种类
最多(表 2) ,其中菊科有 9种植物,占总数的 30%,
禾本科有 6 种植物, 占 20%, 十字花科、豆科、茜草
科等相对较少,其余则多为单种科.灰渣场植被中综
合优势比大的植物有艹律草(H umulus scandens )、小
飞蓬( Conyz a canadensi s)、一年蓬( Erigeron annu
us )、鹅观草( Roegneria kamoj i )、旱柳( Sal ix matsu
dana)、早熟禾 ( Poa annua )、北美车前 ( Plantago
v irginica)等, 是灰渣场地植被的建群种和优势种,
在渣场植被构成中占有重要的地位. 其中大部分为
菊科和禾本科植物, 在灰渣场地植被的形成过程起
着十分重要的作用.
灰渣场上的全部植物在渣场周围地区均有出
现,且渣场上定居的植物中, 由动物传播的较少, 大
部分物种具有繁殖体体积小、重量轻、适于风力传播
的特点. 旱柳在渣场的出现是由于长江岸边种植的
大量旱柳果实随风传播到灰渣上,进而萌发的缘故.
32 灰渣场主要植被类型及其结构特征
灰渣场植物多零散分布,根据其组成及各种类
成分的优势比,煤灰渣场植被可分为相对较稳定的
几种小群落(表 3)和单种植物组成的斑块, 其中以
艹律草+ 一年蓬群落、旱柳+ 飞蓬群落分布的面积相
对较大,均处在灰渣场边缘地带,旱柳+ 北美车前群
落距灰渣场中心较近.其中艹律草+ 一年蓬群落显示
出相对较大的优势,该群落所含物种树木较多, 其物
种多样性指数在灰渣场植被群落中最高, 为0. 7162.
而旱柳+ 飞蓬群落、旱柳+ 北美车前群落的物种多
样性分别只有 0. 5855 和 0. 3208. 表明灰渣土对植
被的分布影响严重,使其缺乏多样性.
单种植物斑块主要是在灰渣场中部的旱柳斑
块、羊蹄斑块、北美车前斑块等, 其面积较小,零星散
布于渣场各处.
33 灰渣土的理化性质与植被分布的关系
由表 4可以看出, 灰渣场地 pH 呈微碱性至碱
性;土样 EC值显著高于对照( 0. 33~ 3 倍) ,渣场中
心的 A地段达对照的 4倍; Cu、Zn、Pb、Cd含量平均
高出对照 3~ 5倍,其中 A 段 Pb含量达 9倍.同时,
灰渣场地虽然富含 K 等元素, 但养分十分不平衡, N
及有机质含量微少, 特别是渣场中心地段, 总 N 含
量和对照区相差 15倍,有机质也仅为对照区的 1/ 5
~ 1/ 7,仍呈现土壤的严重贫瘠化. 这些因素成为严
重阻碍植物在渣场定居的直接原因[ 2, 9, 10]
另一方面,芜湖发电厂灰渣场灰渣经粉碎后堆
存,虽对其物理性质有所改良,但仍具有表面昼夜温
1672 应 用 生 态 学 报 13卷
表 3 灰渣场植物群落类型及特征
Table 3 Main communities on coal cinder yard and their characters
地段
Plot
主要群落类型
Main community
种数
Species
盖 度
Coverage
( % )
多样性指数
Diversity
index
均匀度指数
Evenness
index
A 旱柳+ 北美车前群落 Salix matsud ana+ Plantago v ir gini ca community 5 0~ 15 0. 3208 0. 4010
B 旱柳群落 Sal ix mat sud ana community 9 5~ 15 0. 5899 0. 6636
C 旱柳+ 飞蓬群落 Salix matsudana+ Conyz a canadensis community 15 20~ 45 0. 5855 0. 6273
D 艹律草+ 一年蓬群落 H umulus scandens+ Erigeron annuus community 24 60~ 80 0. 7162 0. 7473
表 4 灰渣土的化学性质
Table 4 Chemical properties of coal cinder yard(mg∃kg- 1)
地段
Plot
pH 全氮
T otal N
总磷
Total P
总钾
Total K
EC
(s∃cm- 1) 有机质Organic matter Cu Zn Pb C d
A 8. 29 0. 03 0. 28 10. 33 2. 4! 102 2. 4 113. 81 67. 50 104. 20 1. 35
B 7. 89 0. 06 0. 31 9. 76 2. 3! 102 3. 8 102. 64 61. 23 98. 38 1. 13
C 7. 83 0. 14 0. 36 7. 23 1. 9! 102 5. 4 86. 49 55. 76 90. 27 0. 94
D 7. 80 0. 20 0. 45 5. 20 1. 2! 102 7. 6 52. 35 41. 06 69. 79 0. 67
CK 7. 64 0. 45 0. 51 5. 15 0. 9! 102 14. 1 25. 12 38. 26 11. 31 0. 24
差大、稳定性差、松散易流动、干燥时易出现风扬现
象等特征,不利于植物幼苗生长.
4 讨 论
灰渣场不良的物理性质、养分不平衡而贫瘠的
场地、过高的重金属浓度成为限制植物在其上定居
的主要因素,由此决定了其上自然定居的先锋植物
多为广布性、耐贫瘠、对环境适应性强的物种, 如狗
芽根、野艾蒿等.同时也决定了其上植物繁殖体的来
源和数量,它是影响植物定居的又一重要因素.
由于雨水淋溶,灰渣场周围地区给渣场中一些
较低凹的地段带来一定数量的有机质和营养物质,
降低了灰渣中重金属的含量, 灰渣土得到一定程度
的改良, 使植物在其上得以较好地定居. 尤其是 D
地段,位置与周边无灰渣土相距较近,其自然改造较
好,物种多样性指数明显高于其它地段.而距离渣场
边缘较远的A、B、C段则多形成一些单种植物斑块,
如旱柳斑块、北美车前斑块等,斑块面积也较小, 多
为 1~ 3m2,且其上清晰可见雨水淋流的痕迹.
对灰渣场进行人为的覆土改良,有利于加快灰
渣场地的植被恢复; 而人工栽培一些耐贫瘠、抗性强
的物种(如在灰渣场上已成功登陆的狗芽根、羊蹄、
独行菜等) , 既可积累有机物, 改良灰渣土及其环境
条件,加速渣场植被的恢复,又能改良渣场.
参考文献
1 Bradshaw AD. 1983. The reconstruct ion of ecosystems. J App l
Ecol , 20: 1~ 17
2 Chen CD( 陈昌笃) . 1993. S ustainable Develepment & Ecology.
Beijing: China Science and Technology Press. 132~ 138( in Chinese)
3 Department of Biology, Neimenggu University. 1986. Plant Ecology
Experimentat ion. Beijing:H igher Educat ion Press. 75~ 90( in Ch i
nese)
4 Jiang GM (蒋高明) , et al . 1993. An experimental study on the
revegetat ion of colliery spoils of Bold Moss Tip, St . H elens, Eng
land. Acta Bot S in(植物学报) , 35( 12) : 951~ 962( in Chinese)
5 Liu TQ(刘天齐) , et al . 1983. An Int roduct ion of Environmental
Protect ion. Beijing: People% s Educat ion Press. 200( in Chinese)
6 Moffat AS . 1995. Plants proving th eir w orth in toxic metal
cleanup. Science, 269: 302~ 303
7 Nan jing Inst itute of Soil S cience, Academia Sinica eds. 1978. Soil
Physics and Chemist ry Analysis. Shanghai: Shanghai S cience and
Technology Press. ( in Chinese)
8 Qu ZX(曲仲湘) , et al . 1983. Plant Ecology. Second edit ion. Bei
jing: Higher Educat ion Press. 190~ 191( in Chinese)
9 Shu WS (束文圣) , et al . 1997. Analysis of major cost raints on
plant colon ization at Fankou Pb/ Zn mine tailing. Chin J A ppl Ecol
(应用生态学报) , 8( 3) : 314~ 318( in Chinese)
10 Sun QY(孙庆业) , et al . 1998. Study on the effect of physical and
chem ical property changes of copper mine tailing on vegetat ion re
habilitation in Tongling copper mine. R ural EcoEnv ir on ( 农村生
态环境) , 14( 1) : 21~ 23( in Chinese)
11 Sun RY(孙儒泳) , et al . 1993. General Ecology. Beijing: H igher
Educat ion Press. 135~ 138( in Chinese)
12 The Editorial Board of En vironment Pollution Analysis Methods
eds. 1980. Analysis Methods of Pollut ion Environment . Beijing: En
vironmental Science Press. 47~ 127( in Chinese)
13 Wong MH. 1986. Reclamation of w astes contaminated by copper
lead and zinc. E nv iron Manag , 10( 6) : 707~ 713
14 Wu JH(吴家华) , et al . 1995. Effect s of harmful elements in coal
ash on soil and grain. Acta Ped ol S in (土壤学报) , 32( 2 ) : 194~
201( in Chinese)
15 Wu JH(吴家华) , et al . 1995. Study on effect of soil ameliorat ion
w ith coal ash. Ac ta Pedol Sin ( 土壤学报 ) , 32 ( 3 ) : 334~ 340( in
Chinese)
16 Xing SH(邢世和) , et al . 2001. Ef fect of f ly ash filt ered mud m ix
ture on soil propert ies and radish yield and quality. Chin J A ppl
Ecol (应用生态学报) , 12( 1) : 121~ 125( in Ch inese)
作者简介 王友保, 男, 1974 年生, 硕士, 讲师, 主要从事植
物生态学和环境污染生态学研究 , 发表论文 10 篇. Email:
w ybzhang li@ 163. net
167312 期 王友保等 :芜湖发电厂灰渣场植被状况