全 文 ：山黄麻在马关锌铟矿山废弃地不同植被恢复
模式中的生态适应性研究
*
刘永刚1，常恩福1，侬时增2，刘永国2，李 娅1，钱兴廷3，安康发3
(1. 云南省林业科学院，云南 昆明 650201;2. 文山州林业科学研究所，云南 文山 666300;
3. 云南华联锌铟股分有限公司，云南 马关 663701)
摘要:在对马关都龙镇锌铟矿山废弃地所设置的 10 种植被恢复配置模式试验所形成的群落进行植被调查和土壤
养分测定的基础上，分析了山黄麻在各群落类型中的生长差异、分布与生态因子的相关性。结果表明，在该废
弃地上，山黄麻迁入定居除受种子散布及植被恢复过程中草本层盖度影响外，能适应不同植物群落、不同土壤
养分环境，其树高年均生长量为 1. 8 m，胸径的年均生长量达 1. 6 cm，树高和胸径的生长速度分级达速生水平，
表现出对马关锌铟矿山废弃地较强的生态适应能力。山黄麻可作为马关锌铟矿山废弃地植被恢复初期的先锋树
种加以利用。
关键词:锌铟矿山;植被恢复;先锋植物;山黄麻
中图分类号:S 727 文献标识码:A 文章编号:1672 － 8246 (2014)01 － 0090 － 06
Study on Ecological Adaptability of Trema tomentosa in Different Ｒevegetation
Models of Copper-zinc Mine Wasteland in Maguan
LIU Yong-gang1，CHANG En-fu1，NONG Shi-zeng2，LIU Yong-guo2，LI Ya1，QIAN Xing-ting3，AN Kang-fa3
(1. Yunnan Academy of Forestry，Kunming Yunnan 650201，P. Ｒ. China;2. Wenshan Forestry Institute，Wenshan Yunnan 666300，
P. Ｒ. China;3. Yunnan Hualian Zn － In Shares Co. ，Ltd，Maguan Yunnan 663701，P. Ｒ. China)
Abstract:The vegetation and soil nutrition of the communities formed by 10 revegetation disposition models in cop-
per-zinc mine wasteland were investigated in Dulong township of Maguan county，Yunnan． The growth difference，
relationship between distribution and ecological factors of Trema tomentosa in different communities were analyzed．
The results showed that in this wasteland T. tomentosa can adapt to different plant communities and soil nutrition，
and was influenced by seed distribution and herbage coverage． Annual growth amount of height and DBH was 1. 8
m and 1. 6 cm，and its growth rate reached to fast-growing level，which showed a strong ecological adaptabili-
ty. Therefore T. tomentosa can be used as the pioneer plant at the early stage of revegetation in copper-zinc mine
wasteland．
Key words:Copper-zinc mine;revegetation;pioneer plant;Trema tomentosa
矿山废弃地是一种退化的生态系统。人为的采
矿活动，不但破坏了原生植被，而且还破坏了原有
土壤的理化性质、结构和功能，打破了原有土壤生
态系统的平衡，使土壤生态系统内及土壤生态系统
与其上所负载的生物群落间的能量、物质循环发生
改变，表现出一系列土地退化特征，甚而退化为祼
第 43 卷 第 1 期
2014 年 2 月
西 部 林 业 科 学
Journal of West China Forestry Science
Vol. 43 No. 1
Feb. 2014
* 收稿日期:2013 － 12 － 12
基金项目:国家林业公益性行业科研专项项目 (200904030)资助。
第一作者简介:刘永刚 (1971 －)，男，云南姚安人，副研究员，主要从事森林培育和森林生态学方面的研究。
通讯作者简介:常恩福 (1966 －)，男，云南宜良人，高级工程师，主要从事生态及资源培育方面的研究。
地。矿山废弃地是我国较为典型的一种退化生态系
统类型，据文献［1］测算，目前我国已形成 250 多万
hm2 的废弃地，因而矿山废弃地的整治在我国退化
生态系统的恢复与重建中具有重要的作用。
退化生态系统恢复的方法，从生态系统组成上
看，主要包括非生物和生物系统的恢复［1］。从退
化生态系统恢复过程来看，植被恢复是退化生态系
统恢复初期的重要手段，植物作为自然界的第一生
产力、生产者的主体，在退化生态系统恢复的过程
中扮演固定能量的重要角色。退生生态系统的恢复
过程中，首先是建立生产者系统 (主要指植被)，
由生产者固定能量，并通过能量驱动水分循环，水
分带动营养物质循环。在生产者系统建立的同时或
稍后再建立消费者、分解者系统和微生境［1］。按
照此思路，选择先锋植物构建群落，通过自然力形
成各植被演替系列及与之相适应的消费者、分解者
系统，与人为地构建生产者、消费者、分解者的生
物成分相比，是一种较为省力的方法。
山黄麻 (Trema spp. )为榆科山黄麻属植物，
该类植物喜光、生长快、生物量大、寿命短、演替
较快，是热带亚热带森林次生演替初期阶段组成先
锋群落的优势树种。其中羽叶山黄麻 (Trema levi-
gata)作为祼岩山地绿化、干旱河谷和滇东南半干
热地区造林树种已有报道［2 ～ 4］，该类植物在马关主
要分布有山黄麻 (T. tomentosa)和银毛叶山黄麻
(T. nitida)。本项研究拟对山黄麻在锌铟矿山废弃
地植被恢复中的迁入定居能力及生长表现等方面探
讨其生态适应性，为锌铟矿山废弃地植被恢复先锋
树种的选择提供参考依据。
1 研究地概况
研究地设在都龙镇，地处马关县东南，距县城
约 23 km，素有“中国第三锡都”、“全国第一大铟
资源地”之称。锌铟矿山为露天剥离开采，废弃
地由弃渣、废土长时间堆积而成，其土壤重金属含
量过高，石砾含量高，原生植被尽遭破坏;水土流
失、重金属污染严重［5］，属急需进行生态治理的
重点区域。
马关县位于云南省东南部，文山壮族苗族自治
州南部，地理位置为北纬 22°42 ～ 23°15，东经
103°52 ～ 104°39。属于典型的南亚热带东部型季
风气候，年平均气温 16. 9℃，总积温 6 169℃;平
均相对湿度大多在 80 % 以上，年平均蒸发量为
1 414 mm，与年平均降雨量基本持平;冬春多为
西南风;夏秋多为东南风［2］。从热量分布上看，
与地处哀牢山以西相同纬度、相同海拔的宁洱县相
比，年均温低 1. 2℃，最冷月平均温度低 2. 6℃。
植被主要以南亚热带季风常绿阔叶林为主。
2 研究方法
2. 1 植被调查
2013 年 6 月对 2010 年 7 月设置的 10 个树
(草)种配置模式 (见表 1)进行了植被调查。采
用典型样地取样，样地为 10 m × 20 m。于样地的
四角及中央各设 1 个 1 m × 1 m 的草本样方，调查
时记录样地中的植物种类、多度、高度、盖度，乔
木、灌木加测胸 (基)径、冠幅。
表 1 植被恢复的树 (草)种配置模式
Tab. 1 Disposition models of tree /grass species at the revegetation area
模式编号 配置树(草)种 配置方式 配置比例
1 苇状羊茅(Festuca arundinacea)+黑麦草(Lolium perenne) 混播 1 ︰ 1
2 旱冬瓜(Alnus nepalensis) 纯林
3 旱冬瓜(Alnus nepalensi)+墨西哥柏(Cupressus lusitanica) 行状混交 1 ︰ 1
4 旱冬瓜(Alnus nepalensis)+小叶榕(Ficus microcarpa var. pusillifolia) 行状混交 1 ︰ 1
5 川滇桤木(Alnus cremastogyne cv. yansha) 纯林
6 湿地松(Pinus elliottii)+滇朴(Celtis kunmingensis) 行状混交 1 ︰ 1
7 川滇桤木(Alnus cremastogyne cv. yansha)+黄杨(Buxus sinica) 行状混交 1 ︰ 1
8 川滇桤木(Alnus cremastogyne cv. yansha)+小叶女贞(Ligustrum quihoui) 行状混交 1 ︰ 1
9 川滇桤木(Alnus cremastogyne cv. yansha)+类芦(Neyraudia reynaudiana) 行状混交 1 ︰ 1
10 木豆(Cajanus cajan)+类芦(Neyraudia reynaudiana) 块状混交 1 ︰ 1
注:乔木树种造林株行距为 2 m × 1. 5 m，植塘规格为 30 cm × 30 cm × 30cm;木豆为点播，类芦为扦插，苇状羊茅与黑麦草混合撒播。
19第 1 期 刘永刚等:山黄麻在马关锌铟矿山废弃地不同植被恢复模式中的生态适应性研究
2. 2 土样采集与分析
2010 年在每块样地上、中、下部位设置 3 个
样点，取 0 ～ 20 cm土层的土样 500 g，将 3 个样点
的土样 (共计 1. 5 kg 左右)放入袋中，然后混合
均匀备用。土壤样品由文山州土壤肥料测试中心进
行测定，测定标准 (方法)如下:土壤 pH、有机
质、全氮、速效磷及速效钾等 5 个指标分别按 NY /
T1377. 8-2007、 NY /T1121. 6-2006、 NY /T53-1987、
GB1229-90 及 NY /T889 － 2004 等标准进行测定;
速效氮采用碱解扩散法。
2. 3 山黄麻分布与环境因子的相关分析
物种分布与环境因子的相关分析，可以对环境
因子与植物分布是否存在必然联系、联系的形式、
变动的方向作出判断。植物在群落中的存在与否，
为一组二元数据，生态因子变化的梯度则为一组连
续数据。在生态学中处理连续数据与二元数据时采
用双系列相关分析。数据整理时将环境因子的调查
数据按目标物种存在与否分为 2 组，再按下式计算
双系列相关系数［6］。
r =│Mp －Mq│s 槡pq，式中 r 为双系列相关系
数，Mp和 Mq 分别为按物种存在与否统计的环境
因子的平均值，s 为环境因子的标准差，p 和 q 为
该物种存在或不存在的比率。
显著性检验采用 t 检验。t = r (n － 2)
(1 － r2槡 )，按
df = n － 2 查 t值表，│t│ ＞ t0. 05，则表明环境因子
对该植物的分布有显著影响，否则为无显著影响。
3 结果与分析
3. 1 马关锌铟矿山废弃地土壤养分状况
调查地原为矿区的排土场，土壤为人工覆盖的
一层厚度为 30 cm的矿区剥离出来的表土，其物理
性状差异不大，2010 年 8 月植被恢复前裸地的养
分含量如表 2。全国第二次土壤普查分级标准按有
机质、全 N、速效 N、速效 P、速效 K的含量把土
壤养分含量划分为 6 级，从 1 级到 6 级，土壤肥力
逐渐降低，6 级土壤肥力最差。依据此分级标准及
表 2 的分析测定数据可知，10 种模式在植被恢复
前裸地土壤养分含量中有机质、全 N、速效 N、速
效 K均为 6 级;速效 P 含量相对较高，其中木豆
(Cajanus cajan) + 类芦 (Neyraudia reynaudiana)，
川滇桤木 (Alnus cremastogyne cv. yansha) +小叶女
贞 (Ligustrum quihoui)，川滇桤木，旱冬瓜 (Alnus
nepalensis)等 4种模式为 3 级，余下苇状羊茅 (Fe-
stuca arundinacea) +黑麦草 (Lolium perenne)，旱
冬瓜 +墨西哥柏 (Cupressus lusitanica)，旱冬瓜 +小
叶榕 (Ficus microcarpa var. pusillifolia)，湿 地 松
(Pinus elliottii) +滇朴 (Celtis kunmingensis)，川滇
桤木 +黄杨 (Buxus sinica)，川滇桤木 +类芦等 6种
模式为 4级。综合来看，人工恢复时裸地土壤养分
十分贫瘠，且含有的营养元素间比例极不平衡。
表 2 植被恢复前裸地土壤的养分含量
Tab. 2 Soil nutrition content of bare land before revegetation
模式编号 pH
有机质
/g·kg －1
全 N
/g·kg －1
速效 N
/mg·kg －1
速效 P
/mg·kg －1
速效 K
/mg·kg －1
1 5. 5 3. 6 0. 28 31 6. 3 20
2 5. 2 1. 5 0. 22 20 10. 7 18
3 5. 5 4. 2 0. 26 27 9. 2 22
4 5. 6 3. 1 0. 30 20 9. 8 26
5 5. 2 2. 9 0. 25 23 11. 2 19
6 5. 5 1. 8 0. 20 23 6. 3 16
7 5. 8 3. 3 0. 26 20 5. 1 29
8 5. 5 1. 5 0. 22 29 14. 9 17
9 5. 2 1. 9 0. 19 20 8. 8 9
10 5. 7 2. 8 0. 22 18 13. 4 20
29 西 部 林 业 科 学 2014 年
3. 2 山麻黄在锌铟矿山废弃地植被恢复初期的生
长情况
统计不同群落类型中山黄麻的树高、胸径生长
量，结果见表 3。苇状羊茅 +黑麦草植被恢复模式
中山黄麻为 2012 年底迁入定居，其树高为 0. 5 m。
其余 5 种模式为 2010 年底迁入定居，平均树高为
5. 46 m，树高 95 %的可靠性分布范围为 3. 27 ～
7. 65 m，平均胸径为 4. 84 cm，胸径 95 %可靠性
分布范围为 3. 69 ～ 5. 99 cm;不同植被恢复模式中
山黄麻树高及胸径生长量差异不显著。从年均生长
量来看，树高年均生长量为 1. 8 m，胸径的年均生
长量达 1. 6 cm，都达到了速生的分级标准［7］。表
明山黄麻不仅具有耐瘠薄、生长快的特点，且对人
为干扰破坏后的土壤环境表现出了较强的适应性。
表 3 不同植被恢复模式中山黄麻的高、径生长量
测定结果
Tab. 3 Growth of height，DBH of T. tomentosa in
different revegetation models
模式编号 树高 /m 胸径 /cm
1 0. 5
2 6. 2 4. 8
3 4. 5 5. 1
4
5
6
7 6. 0 5. 3
8 6. 0 5. 2
9
10 4. 6 3. 8
注:模式 1 中山黄麻为 2012 年迁入;其余为 2010 年迁入。
3. 3 不同模式中山黄麻的分布及其与环境因子的
相关性
在 10种植被恢复模式中，9 种植被恢复模式形
成的群落中具有乔木层、灌木层、草本层的群落结
构，模式 1 (苇状羊茅 +黑麦草)仅形成灌木层、
草本层的群落结构。在物种组成方面，10 种模式除
人工栽植树种外，共有迁入定居植物 53 种，其中共
有种 4 种，分别为地桃花 (Urena lobata)、飞机草
(Eupatorium odoratum)、金发草 (Pogonatherum pan-
iceum)、蜈蚣蕨 (Pteris vittata)。除模式 4 ～ 6 和模
式 9外，其余 6种模式均有山黄麻分布。
山黄麻为次生演替的先锋树种，属于典型的短
命和阳性植物。果实为核果，带果肉的种子不能萌
发。在自然条件下，山黄麻繁殖体的迁移是通过鸟
类取食其果实并将其种子远距离传播到适宜生境而
完成的。其种子在林冠荫蔽条件下不能发芽或发芽
迟缓;幼苗不能适应林下的弱光环境，处于荫蔽环
境的个体会逐渐死亡［8］。因而山黄麻现有分布格
局 (除模式 1 中外)是裸地阶段繁殖体迁入及在
植被恢复过程中适应群落环境而得以保存的结果。
把山黄麻在矿山次生裸地的迁入定居过程划分为 2
个阶段，即繁殖体 (种子)迁入裸地阶段和种子
发芽、幼苗生长的定居阶段。在不同的阶段，存在
不同的可能影响其分布的因子。
在迁入裸地阶段，依靠鸟类取食而得以传播的
繁殖体的散布情况决定了山黄麻在次生裸地上的原
始分布格局，因此，繁殖体的散布情况是影响其现
有分布的因素之一。在定居阶段，迁入的种子在矿
山废弃地特定的环境条件下经历了发芽期的淘汰、
生长中的淘汰等生态适应过程，保存下来的山黄麻
个体形成了现有的分布格局。在此阶段，基于乡土
树种对当地气候、土壤及生物因子的天然适应能力
考虑，影响光照、温度、水分、土壤养分及生物因
子等生态因子都有可能影响其定居。比较采矿干扰
前后生态因子的变化，因人为干扰而发生退化的土
壤理化性质可能影响其发芽、生长的定居的过程。
另外，随着植被的恢复，群落内部环境发生了变
化，导致群落内光照、温度、水分、土壤养分及物
种生态位的改变，从而影响群落的物种组成和结
构，甚至发生演替。这种生态过程在植被恢复初期
主要表现为群落盖度的增加对强阳性物种迁入、发
芽、生长的负面影响。对于山黄麻来说，因其强阳
性的生物学特性，群落植被盖度的增加对其迁入定
居影响可能更为剧烈。
对山黄麻分布与裸地土壤理化性质及不同模式
植被盖度进行双系列相关分析 (模式 1 中山黄麻
为 2012 年表土滑坡出现无植被覆盖地而迁入定居，
其数据未参与相关分析)，结果见表 4 ～ 5。结果表
明裸地土壤理化性质与山黄麻分布相关性不显著;
不同模式植被盖度与山黄麻分布相关性也不显著，
但草本层盖度 r值较大，为 0. 63，表明草本层盖度
较大时对其分布有一定负面影响，但影响未达显著
水平。究其原因，可能是在迁入早期旺盛的草本会
影响山黄麻幼苗的生长。因而，裸地迁入阶段山黄
麻种子散布情况及植被恢复过程中草本层的盖度影
响山黄麻的现有分布。
39第 1 期 刘永刚等:山黄麻在马关锌铟矿山废弃地不同植被恢复模式中的生态适应性研究
表 4 山黄麻分布与裸地土壤理化性质的双系列相关分析结果
Tab. 4 Correlation analysis of T. tomentosa distribution and soil physical and chemical properties of bare land
模式编号 pH 有机质 全 N 速效 N 速效 P 速效 K 山黄麻分布与否
1 5. 5 3. 6 0. 28 31 6. 3 20 －
2 5. 2 1. 5 0. 22 20 10. 7 18 +
3 5. 5 4. 2 0. 26 27 9. 2 22 +
4 5. 6 3. 1 0. 3 20 9. 8 26 －
5 5. 2 2. 9 0. 25 23 11. 2 19 －
6 5. 5 1. 8 0. 2 23 6. 3 16 －
7 5. 8 3. 3 0. 26 20 5. 1 29 +
8 5. 5 1. 5 0. 22 29 14. 9 17 +
9 5. 2 1. 9 0. 19 20 8. 8 9 －
10 5. 7 2. 8 0. 22 18 13. 4 20 +
s 0. 21 0. 94 0. 04 4. 43 3. 15 5. 48
Mp 5. 4 2. 66 0. 244 23. 4 8. 48 18
Mq 5. 54 2. 66 0. 236 22. 8 10. 66 21. 2 p = 0. 5，q = 0. 5
r 0. 33 0. 00 0. 11 0. 07 0. 35 0. 29
t 0. 99 0. 00 0. 32 0. 19 1. 04 0. 86
注:df = 8 时，t0. 05 = 2. 306;“ －”表示无分布，“ +”表示有分布，下同。
表 5 山黄麻与不同模式植被盖度的双系列相关分析结果
Tab. 5 Correlation analysis of T. tomentosa and
coverage of different models
模式
编号
乔灌盖度
/%
草本盖度
/%
群落总
盖度 /%
山黄麻
分布与否
1 6. 87 84. 26 91. 13 －
2 88. 96 43. 45 132. 41 +
3 47. 79 32. 55 80. 34 +
4 35. 48 45. 70 81. 18 －
5 99. 63 38. 45 138. 08 －
6 18. 74 63. 50 82. 24 －
7 68. 28 13. 70 81. 98 +
8 61. 97 35. 10 97. 07 +
9 58. 96 40. 60 99. 56 －
10 15. 92 22. 60 38. 52 +
s 0. 31 0. 20 0. 28
Mp 0. 44 0. 55 0. 98
Mq 0. 57 0. 29 0. 86 p = 0. 5，q = 0. 5
r 0. 20 0. 63 0. 22
t 0. 59 2. 27 0. 64
注:df = 8 时，t0. 05 = 2. 306。
4 结语
(1)马关锌铟矿山废弃地原有植被破坏殆尽，
土壤稍有保留，石砾含量高达 65 % ～ 95 %，土壤
养分流失严重，土壤十分贫瘠。在植被自然恢复情
况下，山黄麻迁入定居除受种子散布及植被恢复过
程中草本层盖度影响外，能适应不同植物群落、不
同土壤养分环境，其林木树高、胸径生长速度分级
达速生水平，表现出其对马关锌铟矿山废弃地具有
较强的生态适应能力。因此，山黄麻可作为马关锌
铟矿山废弃地植被恢复初期先锋树种加以利用。
(2)在分析植被盖度对次生裸地山黄麻迁入
定居的影响时，植被盖度对其影响未达显著水平。
但根据山黄麻种子在林冠荫蔽条件下不能发芽或发
芽迟缓、幼苗不能适应林下的弱光环境，处于荫蔽
环境的个体会逐渐死亡的萌发、生长特性［8］，较
高的植被盖度实际上对其迁入定居是有负面影响
的。只是在次生裸地上的植被恢复早期，乔、灌层
不甚发达，草本层较发达，因而仅表现为草本层盖
度对其迁入定居具有负面影响 (r 值较大)。群落
总盖度为各层盖度之和，其与山黄麻迁入定居的相
关性则因乔、灌层的掩盖而显现出相关性不高。
(3)山黄麻喜光、生长快、生物量大，通过
人工播种可迅速形成郁闭的林分，使群落内部环境
发生变化，增加生境异质性，为其他物种提供适宜
的生态位，从而提高群落的生物多样性。但要注意
山黄麻种子具有温控休眠的特性，人工播种前须进
行变温处理，提高种子发芽率;同时注意加强抚
育，提高其保存率。在形成郁闭的林分后，山黄麻
在自身林下难以更新，便于其他树种在群落环境改
善后的侵入。
(4)马关锌铟矿山废弃地是一种次生裸地，
其植被恢复遵循植物群落次生演替的一般规律，演
49 西 部 林 业 科 学 2014 年
替趋向于恢复到受破坏前的原生植被类型。采用人
工促进植被恢复的方式建立植物群落［9］，可促进
早期次生演替的进程，尽早获得植物群落带来的如
水土保持等方面的生态效益，但该植物群落仅是次
生演替系列中的一个阶段，当人为干扰停止后，其
进展演替结果为南亚热带季风常绿阔叶林。至于整
个演替过程完成需要多少时间、经历了哪些演替阶
段，仍需进一步研究。
参考文献:
［1］彭少麟．热带亚热带恢复生态学研究与实践［M］．
北京:科学出版社，2003．
［2］郑昌隆． 裸岩山地绿化先锋树种———羽叶山黄麻
［J］．国土绿化，2002(6):35．
［3］杨明兴，李心平，晏光海．羽叶山黄麻———干旱河谷
造林的优良树种［J］．西南园艺，2001(4):65．
［4］常恩福，侬时增，刘永国，等． 锌铟矿区植被结构优
化造林模式的研究［J］．西部林业科学，2013，42(3):54-60．
［5］王厚杰．马关县矿区土壤重金属污染及植物修复特
性的研究———以小白河流域为例［D］．成都:成都理工大学，
2012．
［6］张金屯．数量生态学［M］．北京:科学出版社，2004．
［7］云南省林业科学院． 云南热区 27 个用材树种山地
栽培试验［A］．热区造林树种论文集［C］．昆明:云南科技出
版社，1996．
［8］王直军，曹 敏，李国锋，等． 鸟类对山黄麻种子的
传播及其生态作用［J］．动物学研究，2002，23(3):214-219．
［9］林考焕，叶功富，高 伟．滨海沙地木麻黄人工林生
态系统分解者类型分析［J］． 西南林业大学学报，2012(5):
13-16．
59第 1 期 刘永刚等:山黄麻在马关锌铟矿山废弃地不同植被恢复模式中的生态适应性研究