Plant Screening in Dumping Site of Duobaoshan Copper Mine in Heilongjiang Based on AHP Method

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2021.05.008

Abstract

Abstract:

In order to select plant for vegetation restoration and landscape reconstruction on the side slope of the dump in Heilongjiang Duobaoshan Copper Mine， the investigation of background plants in the mining area and the investigation of cultivated plants in Heilongjiang Province was based on， and the analytic hierarchy process（AHP） was used. The results showed that a screening evaluation system was constructed including 10 specific indicators in 4 aspects of ecological adaptability， ecological protection， greening effect， and economic efficiency， and 74 plants were sorted by weight， and finally the dumping ground suitable for Duobaoshan Copper Mine were screened out totally of 20 species of trees， shrubs， and herbs for vegetation restoration， which would provide plant for the improving the ecological environment of mine dumps and landscape reconstruction， and for practical reference for the selection of ecological restoration for other mine dumps in cold regions of China.

Key words: analytic hierarchy process, mine, screening plant

CLC Number:

S718.55+7

Yu-Qing TANG, Fei SUN, Hai-Long LIU, Sai GAO, Hong-Na LI, Jie ZHANG. Plant Screening in Dumping Site of Duobaoshan Copper Mine in Heilongjiang Based on AHP Method[J]. Bulletin of Botanical Research, 2021, 41(5): 700-711.

Figures/Tables 15

Table 1

List of plants to be screened

序号 Number	名称 Name	科名 Family name	属名 Generic name
1	毛百合Lilium dauricum	百合科Liliaceae	百合属Lilium
2	沙地柏Sabina vulgaris	柏科Cupressaceae	圆柏属Sabina
3	爬地柏Sabina procumbens	柏科Cupressaceae	圆柏属Sabina
4	东北茶藨子Ribes mandshuricum	茶藨子科Grossulariaceae	茶藨子属Ribes
5	藿香Agastache rugosa	唇形科Lamiaceae	藿香属Agastache
6	紫穗槐Amorpha fruticosa	豆科Leguminosae	紫穗槐属Amorpha
7	胡枝子Lespedeza bicolor	豆科Leguminosae	胡枝子属Lespedeza
8	小叶锦鸡儿Caragana microphylla	豆科Leguminosae	锦鸡儿属Caragana
9	山槐Maachkia amurensis	豆科Leguminosae	马鞍树属Maackia
10	松东锦鸡Caragana ussuriensis	豆科Leguminosae	锦鸡儿属Caragana
11	锦鸡Caragana sinica	豆科Leguminosae	锦鸡儿属Caragana
12	兴安杜鹃Rhododendron dauricum	杜鹃花科Ericaceae	杜鹃花属Rhododendron
13	芦苇Phragmites australis	禾本科Poaceae	芦苇属Phragmites
14	核桃楸Juglans mandshurica	胡桃科Juglandaceae	胡桃属Juglans
15	沙棘Hippophae rhamnoides	胡颓子科Elaeagnaceae	沙棘属Hippophae
16	白桦Betula platyphylla	桦木科Betulaceae	桦木属Betula
17	榛子Corylus heterophylla	桦木科Betulaceae	榛属Corylus
18	黑桦Betula dahurica	桦木科Betulaceae	桦木属Betula
19	毛榛Corylus mandshurica	桦木科Betulaceae	榛属Corylus
20	紫椴Tilia amurensis	椴树科Tiliaceae	锻属Tilia
21	牛蒡Arctium lappa	菊科Compositae	牛蒡属Arctium
22	蒙古栎Quercus mongolica	壳斗科Fagaceae	栎属Quercus
23	柳兰Chamerion angustifolium	柳叶菜科Onagraceae	柳叶菜属Epilobium
24	侧金盏花Adonis amurensis	毛茛科Ranunculaceae	侧金盏属Adonis
25	暴马丁香Syringa ticulata var. mandshurica	木犀科Oleaceae	丁香属Syringa
26	水曲柳Fraxinus mandshurica	木犀科Oleaceae	白蜡属Fraxinus
27	东北连翘Forsythia suspensa	木犀科Oleaceae	连翘属Forsythia
28	紫丁香Syringa oblata	木犀科Oleaceae	丁香属Syringa
29	白丁香Syringa oblata Lindl. var. alba	木犀科Oleaceae	丁香属Syringa
30	小叶丁香Syringa microphylla	木犀科Oleaceae	丁香属Syringa
31	连翘Forsythia suspensa	木犀科Oleaceae	连翘属Forsythia
32	山葡萄Vitis amurensis	葡萄科Vitaceae	葡萄属Vitis
33	柳叶绣线菊Spiraea salicifolia	蔷薇科Rosaceae	绣线菊属Spiraea
34	山荆子Malus baccata	蔷薇科Rosaceae	苹果属Malus
35	兴安刺玫Rosa davurica	蔷薇科Rosaceae	蔷薇属Rosa
36	珍珠梅Sorbaria sorbifolia	蔷薇科Rosaceae	珍珠梅属Sorbaria
37	花楸Sorbus pohuashanensis	蔷薇科Rosaceae	花楸属Sorbus
38	牛叠肚Rubus crataegifolius	蔷薇科Rosaceae	悬钩子属Rubus
39	稠李Prunus padus	蔷薇科Rosaceae	稠李属Padus
40	山杏Armeniaca sibirica	蔷薇科Rosaceae	杏属Armeniaca
41	秋子梨Pyrus ussuriensis	蔷薇科Rosaceae	梨属Pyrus
42	榆叶梅Prunus triloba	蔷薇科Rosaceae	桃属Amygdalus
43	刺蔷薇Rosa acicularis	蔷薇科Rosaceae	蔷薇属Rosa
44	麻叶绣线菊Spiraea cantoniensis	蔷薇科Rosaceae	绣线菊属Spiraea
45	珍珠绣线菊Spiraea thunbergii	蔷薇科Rosaceae	绣线菊属Spiraea
46	金缕梅Potentilla fruticosa	金缕梅科Hamamelidaceae	金缕梅属Hamamelis
47	金银木Lonicera maackii	忍冬科Caprifoliaceae	忍冬属Lonicera
48	天目琼花Viburnum sargentii	忍冬科Caprifoliaceae	荚蒾属Viburnum
49	红瑞木Cornus alba	山茱萸科Cornaceae	山茱萸属Macrocarpium
50	石竹Dianthus chinensis	石竹科Caryophyllaceae	石竹属Dianthus
51	鼠李Rhamnus davurica	鼠李科Rhamnaceae	鼠李属Rhamnus
52	樟子松Pinus sylvestris var. mongolica	松科Pinaceae	松属Pinus
53	兴安落叶松Larix gmelinii	松科Pinaceae	松属Pinus
54	红皮云杉Picea koraiensis	松科Pinaceae	云杉属Picea
55	鱼鳞云杉Picea jezoensis var. microsperma	松科Pinaceae	云杉属Picea
56	卫矛Euonymus alatus	卫矛科Celastraceae	卫矛属Euonymus
57	瘤枝卫矛Euonymus verrucosus	卫矛科Celastraceae	卫矛属Euonymus
58	色木槭Acer mono	槭树科Aceraceae	槭属Acer
59	复叶槭Acer negundo	槭树科Aceraceae	槭属Acer
60	元宝槭Acer truncatum	槭树科Aceraceae	槭属Acer
61	花楷槭Acer ukurunduense	槭树科Aceraceae	槭属Acer
62	接骨木Sambucus williamsii	忍冬科Caprifoliaceae	接骨木属Sambucus
63	刺五加Eleutherococcus senticosus	五加科Araliaceae	五加属Acanthopanax
64	银白杨Populus alba	杨柳科Salicaceae	杨属Populus
65	山杨Populus davidiana	杨柳科Salicaceae	杨属Populus
66	旱柳Salix matsudana	杨柳科Salicaceae	柳属Salix
67	银中杨Populus alba ‘Berolinensis’	杨柳科Salicaceae	杨属Populus
68	香杨Populus koreana	杨柳科Salicaceae	杨属Populus
69	大黄柳Salix raddeana	杨柳科Salicaceae	柳属Salix
70	粉枝柳Salix rorida	杨柳科Salicaceae	柳属Salix
71	榆树Ulmus pumila	榆树Ulmaceae	榆属Ulmus
72	玉蝉花Iris ensata	鸢尾科Iridaceae	鸢尾属Iris
73	马蔺Iris lactea	鸢尾科Iridaceae	鸢尾属Iris
74	紫苜蓿Medicago sativa	豆科Fabales	苜蓿属Medicago

Table 1

Fig.1

Table 2

Table 3

Table 4

Grading standards for each indicator layer are delimited

具体指标层

Specific

indicator layer

评分等级Rating level

5分

5 points

4分

4 points

3分

3 points

2分

2 points

1分

1 points

36℃或者更低（2-9区）

36°C or lower（zone 2-9）

30℃~36℃（3-9或3-10区）

30℃~36℃（3-9 or 3-10 zone）

24℃~30℃（4-8区或4-9区）

（Area 4-8 or Area 4-9）

18℃~24℃（5-8/9/10区）

18℃~24℃（5-8/9/10 zone）

18℃或者高-18℃（6-9、10区）

18℃ or higher -18℃（zone 6-9，10）

强耐阴

Strong tolerance

喜光也耐荫

Hi light and shade

强喜光，不耐荫蔽

Strong liking for light， intolerant of shade

［200，30］

［301，400］

［401，500］

［501，600］

［601，700］

夏季滞尘能力强

Strong dust retention ability in summer

夏季滞尘能力较强

Strong dust retention ability in summer

夏季滞尘能力较弱

Weak dust retention ability in summer

根系发达，高效水土保持

Developed root system，

efficient soil and water conservation

根系发达，具有较优水土保持功能

Developed root system，with better

soil and water conservation function

根系发达，抗风性强，水土保持和防风固沙较优

Developed root system，strong wind resistance，good soil and water conservation and wind-proof and sand-fixing

抗风性强，水土保持或防风固沙较优

Strong wind resistance，better for water and soil conservation or wind and sand fixation

可促进立地条件的改善、水土的保持和防风固沙

It can promote the improvement of site conditions，water and soil conservation，and wind and sand fixation

植物常绿

Plant evergreen

绿期约270多天

Green period is about 270 d

绿期约240~270 d

Green contract 240-270 d

绿期约 210~240 d

Green period is about 210-240 d

绿期约180~210 d

Green contract 180-210 d

生长速度快

Fast growth

生长速度较快

Grow faster

生长速度中等

Medium growth rate

生长速度中等偏慢

Medium to slow growth rate

生长速度慢

Slow growth rate

整体观赏效果俱佳

The overall viewing

effect is excellent

夏季或秋季整体观赏效果俱佳

Good overall viewing effect in

summer or autumn

夏季和秋季整体观赏效果较佳

The overall viewing effect is better

in summer and autumn

夏季或秋季整体观赏效果较佳

Better overall viewing effect in

summer or autumn

两季观赏效果一般

General viewing effect in two seasons

可粗放管理

Can be extensively managed

较粗放管理

More extensive management

进行一定精细管理

Carry out some fine management

P10

黑河市内苗源充足（≥10 000株）

Sufficient seedling sources in

Heihe City（≥10 000 plants）

黑河市苗源较不充足（≤5000株）

The seedling source in Heihe City is

relatively inadequate（≤5000 plants）

黑河市内苗源不充足

Insufficient seedling resources in

Heihe City

Table 4

Table 5

Table 6

Table 7

Table 8

Table 9

Table 10

Table 11

Table 12

Table 13

Table 14

References 30

1	钟锋，粟晓玲，郭静.黑河流域干旱指数的变化趋势及其多时间尺度特征［J］.西北农林科技大学学报：自然科学版，2017，45（9）：136-144.
	Zhong F，Su X L，Guo J.Trends and multiple time scale characteristics of aridity index in Heihe River basin［J］.Journal of Northwest A&F University：Natural Science Edition，2017，45（9）：136-144.
2	嵇志华，孙庆丰，杨传萍.嫩江地区近30年大风天气的变化规律及其影响［J］.林业勘查设计，2014（2）：77-78.
	Ji Z H，Sun Q F，Yang C P.Impact of winds to the production and living of people in Nenjiang Region for nearly 30 years［J］.Forest Investigation Design，2014（2）：77-78.
3	宋丹丹.石灰岩矿山废弃地生态恢复与景观营建研究［D］.保定：河北农业大学，2012.
	Song D D.Study on ecological restoration and landscape construction of abandoned areas of limestone mine［D］.Baoding：Agricultural University of Hebei，2012.
4	周涛，苏正安，何周窈，等.不同恢复年限矿山排土场植物群落特征［J］.草业科学，2019，36（6）：1508-1517.
	Zhou T，Su Z A，He Z Y，et al.Vegetation community characteristics of mine dumps under different recovery years［J］.Pratacultural Science，2019，36（6）：1508-1517.
5	石平.辽宁省典型有色金属矿区土壤重金属污染评价及植物修复研究［D］.沈阳：东北大学，2010.
	Shi P.Research on soil heavy metal pollution and phytoremediation in representative nonferrous metal mine area of Liaoning province［D］.Shenyang：Northeastern University，2010.
6	邓雪，李家铭，曾浩健，等.层次分析法权重计算方法分析及其应用研究［J］.数学的实践与认识，2012，42（7）：93-100.
	Deng X，Li J M，Zeng H J，et al.Research on computation methods of AHP Wight vector and its applications［J］.Mathematics in Practice and Theory，2012，42（7）：93-100.
7	方晓晨，王盼，张雪莹，等.浙江木兰科野生观赏植物资源及评价［J］.热带作物学报，2018，39（8）：1513-1518.
	Fang X C，Wang P，Zhang X Y，et al.Resources and evaluation of wild ornamental plants of magnoliaceae in Zhejiang Province［J］.Chinese Journal of Tropical Crops，2018，39（8）：1513-1518.
8	王伟湘.深圳市彩叶植物综合评价体系的构建及应用［J］.热带农业科学，2019，39（10）：111-122.
	Wang W X.Establishment and application of comprehensive evaluation system of color-leafed plants in Shenzhen［J］.Chinese Journal of Tropical Agriculture，2019，39（10）：111-122.
9	王文文.基于AHP-灰色关联分析法的沈阳市沈河区住区景观综合评价研究［D］.沈阳：沈阳农业大学，2019.
	Wang W W.Comprehensive evaluation of residential landscape in Shenhe district of Shenyang city based on AHP-grey relational analysis［D］.Shenyang：Shenyang Agricultural University，2019.
10	张皖清，郝培尧，滕依辰，等.北京郊野地区园林地被植物综合评价与分级［J］.西北林学院学报，2015，30（5）：252-257.
	Zhang W Q，Hao P Y，Teng Y C，et al.Comprehensive evaluation and selection of ground cover plants in countryside of Beijing［J］.Journal of Northwest Forestry University，2015，30（5）：252-257.
11	吴殿廷，李东方.层次分析法的不足及其改进的途径［J］.北京师范大学学报：自然科学版，2004，40（2）：264-268.
	Wu D F，Li D F.Shortcomings of analytical hierarchy process and the path to improve the method［J］.Journal of Beijing Normal University：Natural Science，2004，40（2）：264-268.
12	刘媛，杨立新.沈阳公园彩叶植物调查及景观评价分析［J］.北方园艺，2016（14）：78-83.
	Liu Y，Yang L X.The investigation of colorful-leaf plants and landscape evaluation about Shenyang parks［J］.Northern Horticulture，2016（14）：78-83.
13	杨立红，李昊，潘伟，等.基于AHP-模糊综合评价法的长春市南湖公园游憩功能评价［J］.湖北农业科学，2017，56（18）：3585-3589.
	Yang L H，Li H，Pan W，et al.Recreational function evaluation on Changchun south lake park based on AHP-fuzzy comprehensive evaluation method［J］.Hubei Agricultural Sciences，2017，56（18）：3585-3589.
14	王克克.基于AHP的沈阳市五里河公园植物景观评价研究［D］.沈阳：沈阳农业大学，2017.
	Wang K K.The research about plant landscape evaluation of Wu Li He Park in Shenyang based on AHP［D］.Shenyang：Shenyang Agricultural University，2017.
15	王慧.乌海市甘德尔山矿山植被恢复试验示范区规划设计［D］.呼和浩特：内蒙古农业大学，2018.
	Wang H.Planning and design of vegetation restoration test demonstration area in Gandel mountain mine in Wuhai City［D］.Hohhot：Inner Mongolia Agricultural University，2018.
16	刘小红.九华铜矿重金属污染调查及耐铜植物的筛选、耐性机理研究［D］.合肥：安徽农业大学，2005.
	Liu X H.Heavy metal contamination and copper tolerant plants in the vicinity of Jiuhua copper mine［D］.Hefei：Anhui Agricultural University，2005.
17	Lasat M M.Phytoextraction of toxic metals：a review of biological mechanisms［J］.Journal of Environmental Quality，2002，31（1）：109-120.
18	骆永明，查宏光，宋静，等.大气污染的植物修复［J］.土壤，2002，34（3）：113-119.
	Luo Y M，Cha H G，Song J，et al.Phytoremediation of air pollution［J］.Soils，2002，34（3）：113-119.
19	关文彬，谢春华，马克明，等.景观生态恢复与重建是区域生态安全格局构建的关键途径［J］.生态学报，2003，23（1）：64-74.
	Guan W B，Xie C H，Ma K M，et al.A vital method for constructing regional ecological security pattern：landscape ecological restoration and rehabilitation［J］.Acta Ecologica Sinica，2003，23（1）：64-74.
20	关军洪，郝培尧，董丽，等.矿山废弃地生态修复研究进展［J］.生态科学，2017，36（2）：193-200.
	Guan J H，Hao P Y，Dong L，et al.Review on ecological restoration of mine wasteland［J］.Ecological Science，2017，36（2）：193-200.
21	徐升华，孔维健，刘跃平，等.石灰岩矿山植被复绿技术分析［J］.湖北农业科学，2011，50（22）：4636-4638.
	Xu S H，Kong W J，Liu Y P，et al.Investigation and analysis on plant revegetation techniques on limestone mine［J］.Hubei Agricultural Sciences，2011，50（22）：4636-4638.
22	杨浩然.保定矿区复绿植物筛选及建植技术研究［D］.保定：河北农业大学，2015.
	Yang H R.Study on the screening and construction technology of green plants in Baoding mining area［D］.Baoding：Agricultural University of Hebei，2015.
23	马锐，韩武波，白中科.黄土区大型露天矿排土场水土流失致灾因子的确定——以安太堡露天煤矿南排土场为例［J］.能源环境保护，2006，20（2）：50-53.
	Ma R，Han W B，Bai Z K.Research of ravaged indexes of water and soil loss of dumping site of large opencast coal mine in loess area—example for the south dumping site of Antaibao opencast coal mine［J］.Energy Environmental Protection，2006，20（2）：50-53.
24	王瀚文，杨智勇，万娟，等.基于层次分析法的风电场边坡生态修复植物优选［J］.湖北工业大学学报，2020，35（4）：69-74.
	Wang H W，Yang Z Y，Wang J，et al.Optimization of plants for ecological restoration of wind farm slope based on analytic hierarchy process［J］.Journal of Hubei University of Technology，2020，35（4）：69-74.
25	郝桂枝，祝浩翔，秦坤蓉，等.重庆市石灰岩废弃矿山生态修复植物的筛选与应用［J］.林业调查规划，2019，44（2）：77-81.
	Hao G Z，Zhu H X，Qin K R，et al.Selection and application of ecological restoration plants for abandoned limestone mines in Chongqing［J］.Forest Inventory and Planning，2019，44（2）：77-81.
26	张春燕.北京市典型废弃矿山生态修复模式研究［D］.北京：北京林业大学，2019.
	Zhang C Y.Study on ecological remediation modes of typical abandoned mines in Beijing［D］.Beijing：Beijing Forestry University，2019.
27	苏拉恩波，袁勋，刘柿良，等.西南地区石灰岩矿山植被修复方法与实践分析——以都江堰拉法基水泥有限公司石灰岩矿区植被修复为例［J］.四川林勘设计，2016，（4）：74-78.
	Sula B E，Yuan X，Liu S L，et al.Study on the methods and practice in vegetation restoration on limestone mine area in the southwest of China—a case of vegetation restoration in limestone mining area of Dujiangyan Lafarge Cement Co.，Ltd［J］.Sichuan Forestry Exploration and Design，2016，（4）：74-78.
28	许小娟，朱凯华，尹金珠，等.海岛矿山生态修复边坡植物多样性分析［J］.北方园艺，2011，（7）：106-109.
	Xu X J，Zhu K H，Yin J Z，et al.Plant diversity analysis on repaired side-slope of mine in islands［J］.Northern Horticulture，2011，（7）：106-109.
29	张成才，陈奇伯，张先平.北方煤矸石山生态修复植物筛选初报［J］.黑龙江农业科学，2008（5）：96-98.
	Zhang C C，Chen Q B，Zhang X P.Screening reports of ecology repair plant in north coal gangue mountain［J］.Heilongjiang Agricultural Sciences，2008（5）：96-98.
30	陈来红，马万里.霍林河露天煤矿排土场植被恢复与重建技术探讨［J］.中国水土保持科学，2011，9（4）：117-120.
	Chen L H，Ma W L.Discussion on vegetation restoration and reconstruction in dumping site of open coal mine in Huolinhe［J］.Science of Soil and Water Conservation，2011，9（4）：117-120.

标度Scaling	含义Meaning
1	表示两个因素相比，具有同样重要性 Indicates that two factors are equally important
3	表示两个因素相比，一个因素比另一个因素稍微重要 Indicates that compared to two factors，one factor is slightly more important than the other
5	表示两个因素相比，一个因素比另一个因素明显重要 Indicates that compared with two factors，one factor is obviously more important than the other
7	表示两个因素相比，一个因素比另一个因素强烈重要 Indicates that compared to two factors，one factor is more important than the other
9	表示两个因素相比，一个因素比另一个因素极端重要 Indicates that compared to two factors，one factor is extremely important than the other
2-4-6-8	上述两相邻判断的中值 The median of the above two adjacent judgments

n	RI	n	RI
1	0	7	1.32
2	0	8	1.41
3	0.58	9	1.45
4	0.90	10	1.49
5	1.12	11	1.51
6	1.24

	生态适应 Ecological adaptability	生态防护 Ecological protection	绿化效果 Greening effect	经济性 Economy	W_i Weights	λ_max Largest characteristic root	CR Single-level ranking consistency test
生态适应 Ecological adaptability	1	3	4	2	0.482 1	4.5915	0.0815
生态防护 Ecological protection	1/3	1	1/2	1/2	0.117 0
绿化效果 Greening effect	1/4	2	1	2	0.217 8
经济性 Economy	1/2	2	1/2	1	0.183 1

CI_i Consistency index	RI_i Random consensus index	CR_i Total ranking consistency test
0.081 5	0.9	-0.003 6
-0.117 5	0.58
0	0
0.028 7	0.58
0	0
-0.007 3	2.06

序号 Number	抗寒性 Cold resistance	耐阴性 Negative tolerance	抗旱性 Drought resistance	改善空气质量 Improve air quality	防风固土 Windproof and soil	绿期 Green period	生长速度 Growth rate	景观观赏性 Landscape viewing	养护成本 Maintenance management cost	资源获取成本 Maintenance management cost	加权总分 Weighted total score	排名 Rank
樟子松 Pinus sylvestris var. mongolica	0.45	0.02	0.38	0.03	0.18	1.83	0.15	0.11	0.24	0.94	4.32	1
兴安落叶松 Larix gmelinii	0.45	0.02	0.30	0.03	0.35	1.46	0.20	0.33	0.14	0.57	3.85	2
蒙古栎 Quercus mongolica	0.36	0.05	0.30	0.09	0.35	1.46	0.15	0.33	0.14	0.57	3.81	3
花楸 Sorbus pohuashanensis	0.18	0.05	0.30	0.09	0.18	1.10	0.20	0.55	0.14	0.94	3.73	4
白桦 Betula platyphylla	0.36	0.02	0.30	0.09	0.35	1.10	0.20	0.55	0.14	0.57	3.68	5
山荆子 Malus baccata	0.45	0.05	0.23	0.15	0.18	1.10	0.20	0.11	0.24	0.94	3.64	6
稠李 Prunus padus	0.18	0.05	0.30	0.09	0.18	1.10	0.25	0.33	0.24	0.57	3.28	7
旱柳 Salix matsudana	0.36	0.02	0.23	0.03	0.26	1.46	0.25	0.33	0.14	0.19	3.27	8
红皮云杉 Picea koraiensis	0.27	0.09	0.15	0.03	0.26	1.83	0.15	0.11	0.14	0.19	3.22	9
山杏 Armeniaca sibirica	0.45	0.05	0.38	0.15	0.26	1.10	0.20	0.11	0.24	0.19	3.12	10