全 文 ：云南大学学报 (自然科学版), 2004 , 26 (增刊):234～ 237 CN 53-1045/N　ISSN 0258-7971
Journal of Yunnan University
磷矿开采废弃地旱冬瓜群落特征及对植被恢复的讨论
杨礼攀 , 叶其炎 , 杨树华 , 王宝荣
(云南大学 生态学与地植物学研究所 ,云南 昆明　650091)
摘要:通过调查抚仙湖流域磷矿废弃地剥离表土堆积区自然恢复形成的旱冬瓜群落的物种组成 、空间结构
及其与周围环境的关系等相关性问题 ,探讨了该地植被恢复中旱冬瓜群落的形成特点.结果表明 , 剥离表土堆
积区由于周围旱冬瓜母树种子的传播 ,在 2 ～ 3 年内即可在废弃地形成 2～ 4 m 高的旱冬瓜幼林.群落的盖度和
物种组成较稳定 , 在矿山废弃地自然植被恢复中具重要意义 , 可作为同类地区矿山废弃地植被恢复的借鉴.
关键词:旱冬瓜;磷矿废弃地;植被恢复
中图分类号:X 174　　文献标识码:A　　文章编号:0258-7971(2004)S1-0234-04
　　磷矿矿山开采形成大面积的采空区和塌陷区 ,
露天开采磷矿使植被大面积被破坏 ,致使地表完全
裸露 ,生物生产力丧失 ,蓄水保土能力降低 ,生态系
统功能严重削弱甚至完全丧失.由此导致矿区小气
候恶化 ,区域生态环境功能减弱 ,水土流失严重等
生态环境问题.因此 ,对磷矿开采废弃地的治理和
恢复研究始终是恢复生态学的一个重要研究内
容[ 1 ～ 3] .旱冬瓜林是中亚热带西部常绿阔叶林地
区的干湿交替气候条件下 ,在温暖湿润环境中出现
的次生林 ,滇中高原中部是主要分布区之一 ,本区
一般见于向阳山坡 ,多为小片分布 ,具有很好的水
土保持效率[ 4] .旱冬瓜根部具瘤 ,有固氮作用 ,生
态幅较宽 ,对废弃地土壤有较好改良作用 ,是重要
的速生 、优质 、丰产的造林树种和重要矿山恢复植
物[ 5] .国内外对矿业废弃地多侧重于人工恢复的
技术和方法 ,而对于其植被的自然形成和恢复过程
及特征研究报道的较少.事实上 ,积极开展这方面
的调查研究 ,对于了解磷矿废弃地植被形成的规律
和机理是极为有益的 ,进而可以指导磷矿废弃地的
恢复和重建工作.作者研究了云南省玉溪市抚仙湖
流域磷矿开采废弃地自然状态下旱冬瓜林的形成
过程和特点 ,以求为该区域磷矿废弃地的植被恢复
和重建提供指导和借鉴.
1　研究区概况
本研究区域位于抚仙湖流域北部东大河流域
磷矿开采区.位于北纬 24°37′30″～ 24°46′45″,东经
102°56′～ 103°01′.海拔 2 000 ～ 2 150 m ,区域面积
3 513 hm2(图 1).研究区土壤为酸性母岩红壤(或
黄红壤),其地带性植被为半湿润常绿阔叶林 ,磷矿
开采区周围现状植被为华山松林 、旱冬瓜林 、竹林 、
元江栲林 、荒草地和旱地等.旱冬瓜林呈小片存在 ,
多与华山松等混交.
2　研究方法
2.1　样方设置及调查　在研究区域里 ,选择 3 个
磷矿废弃地剥离表土堆积区自然恢复形成的旱冬
瓜林作植物群落样地调查 ,共设置样地 3 个 ,其中
有 1个样地面积为 10 m ×10 m ,另 2 个样地面积
为 5 m×5 m ,用法瑞学派方法调查每个样地的植
物种类 、每种植物的多优度 、群集度 、群落盖度及优
势植物的高度.存在度用 Ⅰ , Ⅱ , Ⅲ , Ⅳ , Ⅴ五级表
示 ,种的多优度用+ —5六级表示[ 6 ～ 8] ,详见表 1 ,
2.
2.2　土壤样品的采集与分析　在不同植被群落中
蛇形布 5个点 ,开挖采土槽 ,按 A 层(淋溶层)、AB
层(淀积层)、B层(母质层)分 3层采集磷矿废弃地
和主要植被类型的各层土壤 ,采集后分别将 5个样
点的同层土壤充分混匀后用四分法取一定量的土
样 ,大约 1 kg 左右装入干净布袋中贴上标签.采样
后尽快将土样带回实验室 ,放入干净的托盘内自然
风干 1 ～ 2周.风干后的土样先清除较大的植物残
体和石块 ,然后放入木制制样器内 ,用木棍反复撵
碎.充分混匀后用四分法取一定量的土样仔细研
收稿日期:2004-02-02
　作者简介:杨礼攀(1974-　),男 ,云南人 ,硕士生,主要从事 3S及恢复生态方面的研究.
图 1　研究区示意图
Fig.1 Location of the study area
表 1　磷矿废弃地旱冬瓜群落样地设置综合表
Tab.1 Alnus nepalensis community in pho sphate mining
w asteland
样地号 01 02 03
地点 阳宗镇老坟沟
风口哨
小水井
风口哨
冬瓜园
海拔/ m 2 270 2 160 2 150
坡向 西南 西偏北 30 正东
坡度/(°) 5 ～ 6 20 15 ～ 20
群落高/m 3 ～ 4 2 ～ 3 2 ～ 4
总盖度/ % 80 40 95
群落分层 3 3 3
样地面积/ m2 10×10 5×5 5×5
植物种数 17 12 8
磨.磨细的土样通过土壤植物残体清除仪 ,除去土
样中残留的植物残体.最后使土样分别通过 10号
和60号标准土壤筛 ,过筛后的土样分别装入棕色
广口瓶中 ,置于阴凉处备用.
(1)土壤全 N 的测定———采用酸消化-蒸馏
法.
(2)土壤全 P 的测定 ———采用酸消化-钼锑
抗比色法.
(3)土壤各粒级测定———采用甲种比重计法.
3　结果与分析
3.1　废弃地旱冬瓜植物群落的结构　磷矿开采废
弃地剥离表土堆积区旱冬瓜群落的形成:2 ～ 3 年
生群落高 2 ～ 4 m ,分乔 、灌 、草 3层.乔木层高 1.5
～ 4 m ,层盖度 40%～ 80%,优势种为旱冬瓜 ,多优
度3 ～ 4;灌木层高 0.5 ～ 1.5 m ,层盖度 10%～
20%,优势种为旱冬瓜幼树和马桑;草本层高 0.05
～ 0.8 m ,主要由紫茎泽兰 、加蓬 、毛甘青蒿等组成 ,
层盖度 20%～ 80%不等.该群落结构层次明显.
3.2　植物群落形成过程中的物种组成分析　磷矿
开采废弃地剥离表土堆积区旱冬瓜群落由 8 ～ 17
种植物组成 ,旱冬瓜(Alnus nepalensis)、紫茎泽兰
(Eupatorium coelestrium)的存在度和盖度都占有
绝多优势 ,分别为乔木层和草本层的优势种.其次
为马桑(Coriaria sinica)、加蓬(Conyza canaden-
sis)和青蒿(Artem isia apiacea)等.这些种类都为
喜阳耐旱 、耐贫瘠的先锋植物.从存在度和多优度
看 ,高位芽植物对外界环境的适应和群落内环境的
形成起重要生态作用[ 7] .
3.3　影响矿山废弃地植物群落形成的主要环境因
子
3.3.1　矿山废弃地离周围植被的距离 、繁殖体的
特性　植被的次生演替受其周围植被及植物繁殖
体特性的影响.旱冬瓜种子多 ,种子小而轻 ,千粒重
0.24 ～ 0.29 g ,种子易随风传播 ,在光照充足的撂
荒地具良好更新能力.因此 ,在磷矿开采废弃地周
围有种源最先入侵并定居形成先锋植物群落.磷矿
废弃地旱冬瓜幼林距周围旱冬瓜母树 50 ～ 200 m
左右 ,是旱冬瓜种子随风传播的有效距离.
3.3.2　土壤　废弃地植物群落形成与演替过程受
多种环境因子的综合影响.在磷矿废弃地这种特殊
的立地条件上 ,土壤条件是最主要的影响因子之
一.磷矿开采造成植被和地表土层的破坏 ,开采面
被废弃后 ,表土层被破坏 ,石块多 ,孔隙大 ,营养元
素和植物繁殖体缺乏.而在剥离表土堆积区 ,土层
较厚 ,残留在土壤中的繁殖体和周围传播来的种子
能迅速发育 ,表现为植物群落高度 、盖度都较采空
面上形成的植物群落显著.据测定 ,矿山废弃地表
土堆积区的 N ,P 及机械组成.可以看出 ,剥离表土
堆积区的 N , P含量虽低 ,但土壤粉沙粒含量高.有
235增刊　　　　　　　　　　杨礼攀等:磷矿开采废弃地旱冬瓜群落特征及对植被恢复的讨论
表 2　磷矿废弃地旱冬瓜群落样地记录表
Tab.2 The releve of Alnus nepalensis community in phosphate mining wasteland
植物名称　　 植物拉丁名称　　
(01)
多优
(+—5)
(01)
高度
/m
(02)
多优
(+—5)
(02)
高度
/m
(03)
多优
(+—5)
(03)
高度
/m
存在度 盖度系数/ % 生活型
1旱冬瓜 Aln us nepalensis 4.4 3～ 4 3.3 0.5～ 3 5.5 3～ 4 Ⅴ 62.5 Ph
2紫茎泽兰 Eupa tor ium coelest rium . 2.2 2.2 0.5 4.4 Ⅴ 30.8 Ph
3马桑 Cor iaria Sinica + 2.1 0.2～ 1.2 Ⅳ 5.03 Ph
4加蓬 Conyza canadensis + +.1 Ⅳ 0.067 T
5尼泊尔
老鹳草 Geranium franchet ii + +.1 Ⅳ 0.067 H
6青蒿 Artemisia apiacea + +.1 Ⅳ 0.067 H
7金丝梅 Hypericum pa tu lum + + 0.5 Ⅳ 0.067 Ph
8火棘 Pyracan tha fortuneana 1.1 Ⅱ 0.83 Ph
9毛甘青蒿 A.tang utica var.tomentosa 1.1 Ⅱ 0.83 H
10繁缕 S tel laria med ia + +.1 Ⅱ 0.067 H
11小叶
三点金 Desmodium microphyllum + Ⅱ 0.03 C h
12波叶
山蚂蝗 Desmodium sequax + Ⅱ 0.03 Ph
13铁扫帚 lespedeza cuneata + Ⅱ 0.03 C h
14小花
倒提壶 Cynoglossum la nceolatum +.1 Ⅱ 0.03 T
15刚莠竹 Microstegium cil iatum +.1 Ⅱ 0.03 H
16地石榴 Ficus tikoua + Ⅱ 0.03 Ph
17滇黄芩 Scutellaria amoena + Ⅱ 0.03 H
18蒲公英 Tara xacum mongolicum + Ⅱ 0.03 T
19凤尾蕨 Pter is ner vosa + Ⅱ 0.03 H
20滇紫草 Onsoma panicu latu + Ⅱ 0.03 H
21斑珠科
(长萼鸡眼草) Kummerowia stipulacea + Ⅱ 0.03 T
22小车前 Plan tago major + Ⅱ 0.03 H
23滇蔗茅 Er ianth us rockii +.1 Ⅱ 0.03 H
24华山松 Pin us armand ii + Ⅱ 0.03 Ph
25奶浆草 Sonchus arvensis + Ⅱ 0.03 T
26密蒙花 Buddleia asiatica + 0.7 Ⅱ 0.03 Ph
27草莓 Fragaria chiloensi s + Ⅱ 0.03 H
利于旱冬瓜种子的萌发和生长.
3.3.3　光照　光照影响废弃地旱冬瓜群落的形
成 ,旱冬瓜喜阳耐贫瘠 ,旱冬瓜种子具有需光萌发
的特性 ,需接受光照才能解除休眠而萌发 ,旱冬瓜
幼苗不适宜在遮阴条件下生长 ,遮阴会降低株高和
基径的生长量[ 9] .因此 ,母树种子随风传送到向阳
的撂荒地上 ,能迅速发育生长成林.而在避阴处则
不能发育.
4　结　论
4.1　磷矿开采废弃地旱冬瓜群落形成是一种次生
演替　磷矿开采废弃地是一种次生裸地 ,矿山废弃
地植物群落形成与演替是一类撂荒地(abandoned
f ield succession)性质的次生演替.磷矿开采和废弃
过程中 ,土壤结构 、养分组成和土壤微生物和动物
区系发生很大变化.植被的次生演替过程受矿山开
采的方式 、程度和持续时间及其周围植被的影响.
本研究区周围植被保存较好 ,废弃地周围未被破坏
地区的种子向该地散布定居竞争形成先锋植物群
落.在本研究区 ,旱冬瓜和草本植物同时入侵废弃
地 ,2 ～ 3年定居竞争形成旱冬瓜群落 ,跨过草丛向
灌丛阶段的群落演替 ,缩短群落演替阶段和形成时
236 云南大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　　　第 26 卷
间 ,加速了磷矿废弃地森林植被的恢复.
4.2　该地区的磷矿废弃地剥离表土堆积区具备较
强的植被恢复能力　废弃地的自然恢复能力存在
地区差异 ,在寒冷和干旱的气候条件下 ,植被自然
恢复比较慢 ,而在温暖湿润的气候条件下 ,自然恢
复比较快.抚仙湖流域磷矿开采区属半湿润常绿阔
叶林森林气候 ,其植被的恢复过程相对较快 ,本区
磷矿废弃地所分布的 27 种植物多为当地常见种 ,
废弃地所形成的群落类型为当地较常见群落类型 ,
在研究区有小片另星分布.有周围植物繁殖体的传
播和较好的土壤条件 ,就可以在较短的时间内便形
成了木本群落—旱冬瓜幼林.表明该地区的磷矿废
弃地具备较强的自然恢复能力.
4.3　旱冬瓜林的形成在该地区磷矿废弃地植被恢
复中具重要作用　旱冬瓜林是中亚热带西部常绿
阔叶林地区的干湿交替气候条件下 ,在温暖湿润环
境中出现的次生林 ,具较宽生态幅.滇中高原是其
主要分布区之一 ,还习见于滇西 、滇西南 、滇中南 、
滇东南 、滇东北各地 ,一般见于向阳山坡 ,多为小片
分布 ,具有很好的水土保持效率.旱冬瓜是落叶乔
木树种 ,树叶肥力 ,高木材细致 ,胀缩性小 ,不易开
裂变形 ,木材无特殊气味等特点 ,易于加工包装箱 ,
是制作家具的材料;根部具瘤 ,有固氮作用 ,对废弃
地土壤有较好改良作用 ,是重要的速生 、优质 、丰产
的造林树种.旱冬瓜种源丰富 ,种子小而轻 ,千粒重
0.24 ～ 0.29 g .种子易随风传播 ,在光照充足的撂荒
地天然更新良好.因此 ,旱冬瓜是一种重要的废弃
地造林树种.
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The features of Alnus nepalensis community in phosphate mining wasteland
and its role in vegetation restoration
YANG Li-pan , YE Qi-yan , YANG Shu-hua , WANG Bao-rong
(Institute of Ecology and Geobo tany , Yunnan University , Kunming 650091 , China)
Abstract:Through the investigation of the amount of plant species and species ratios of the Alnus
nepalensis communities in the mining wasteland which belongs to the watershed of Fuxian Lake , Yunnan
Province ,China , it show s that with the seeds spread from surroundings , the Alnus nepalensis colonize and
dominate abandoned fields as pioneer species composite mono-dominant communi ty in 2 ～ 3 years.The species
and community coverage are stable relat ively .This is important in the vegetat ion restoration of phosphate min-
ing w asteland and w ill be an example in the same area.
Key words:Alnus nepalensis;phosphate mining w asteland;vegetation restoration
237增刊　　　　　　　　　　杨礼攀等:磷矿开采废弃地旱冬瓜群落特征及对植被恢复的讨论