矿区废弃地土壤生态恢复研究进展

矿山废弃地生态恢复是解决矿区生态问题的重要举措之一,积极开展矿山废弃地生态恢复对社会经济效益及环境保护均具有重要的意义。综述国内外矿山废弃地生态恢复现状,主要从土壤改良,土壤重金属污染治理,矿区植被恢复,土壤动物、微生物恢复措施等方面阐述了矿区废弃地生态恢复技术。     

土壤种子库研究的热点问题及发展趋向

土壤种子库是指存在于土壤上层凋落物和土壤中全部存活种子的总和。土壤种子库是种群定居、生存、繁衍和扩散的基础,也是植被潜在更新能力的重要组成部分,在植被的更新、演替和恢复过程中起着重要的作用。本文总结提出了土壤种子库研究的几个热点问题以及发展趋向,包括土壤种子库的研究方法,入侵植物的土壤种子库,种子雨、种子库与地上植被的关系,种子库在退化生态系统植被恢复和生物多样性保护中的作用,土壤侵蚀对土壤种子库的影响,全球变化对土壤种子库的影响。同时对这些领域的研究进展进行了综述,旨在为进一步推动今后土壤种子库的研究工作提供参考。     

天山北坡煤矿废弃地土壤种子库特征研究

采用野外调查和温室萌发相结合的方法,对新疆呼图壁县西沟煤矿废弃地的土壤种子库物种组成、生活周期、物种多样性及其与地上植被间的关系进行了研究。结果表明:1土壤种子库共有40种植物种,隶属于14科,且多年生植物多达25种(62.5%)。2土壤种子库中草本层物种丰富度指数、多样性指数均为最高,其次为灌木层和乔木层,种子库物种多样性主要受草本层丰富度影响。在科属中,十字花科、菊科、蔷薇科、豆科、禾本科物种丰富度指数较高。3土壤种子库与地上植被的相似性系数为0.322,表明地上植被对土壤种子库的贡献较大,但由于长期采矿、放牧,使得种子库的物种多样性受到较大干扰。西沟煤矿废弃地具有依靠土壤种子库实现生态修复的潜力,但需要积极采取人工措施促进生态修复。研究西沟煤矿废弃地的土壤种子库特征,是合理制定废弃地生态修复措施的重要依据。     

丛枝菌根生理生态功能及其在生态恢复中的作用

近年来生态系统退化、环境污染等问题日趋严峻,生态恢复成为国内外关注的热点之一。丛枝菌根是陆地生态系统中分布最广泛、最重要的互惠共生体之一,对提高植物抗逆性、植被恢复、保持生态系统稳定与可持续生产力的作用显著。本文重点综述丛枝菌根的生理生态功能,及其在矿区土壤、旱区和盐碱土壤、退化草原等生态重建中的应用潜力,并对未来研究方向进行了探讨,旨在为生态恢复提供一条新途径。     

黄土高原草地土壤种子库与草地更新

土壤种子库是指存在于表层土壤（包括凋落物）中具有生命的种子，是植被天然更新的物质基础。土壤种子库时期是植物种群生活史的一个重要阶段，有人称为潜种群阶段，它能部分的反映群落的历史和现状，对退化草地生态系统的恢复起着重要的作用。土壤种子库中的长命种子不仅具有重要的遗传学意义，而且还被认为是植物种群基因多样性的潜在提供者。所以，土壤种子库在维持种群和群落的物种多样性和遗传多样性方面具有重要的意义。在植物种群生态学研究中，土壤种子库问题一直受到广泛关注，国外近20a来，对土壤种子库的研究一直是植物种群生态学中比较活跃的领域。目前，国内外的报道多集中于森林或湿润半湿润地区土壤种子库的研究，对草地或半干旱区土壤种子库的研究报道较少。     

黄土区采煤排土场生态复垦工程实施成效分析

以复垦20a的平朔露天煤矿排土场生态系统为研究对象,从土壤重构到先锋树种筛选及生态系统恢复不同阶段植被演变、动物定居、微生物、土壤养分变化等方面,系统分析了其生态重建技术的实施效果。结果表明,平朔矿区已形成＂黄土母质直接覆盖表层培肥熟化＂特色复垦技术;筛选出刺槐×油松×柠条,刺槐×油松,刺槐×沙棘,刺槐纯林等多种植被配置模式;随着复垦年限的延长,野生物种大量入侵,土壤种子库逐渐形成,物种多样性增加,植被群落组成趋于稳定,动物、微生物和土壤养分呈现增加趋势,表明矿区生态系统已进入正常的演替过程。但受矿区特殊生境和自然客观条件的限制,演替过程中某些植被出现病虫害、种内或种间的水分竞争等问题已导致部分植被退化,因此植被恢复成功后其生态管理还需进一步研究。     

矿山废弃地水土保持生态恢复与重建对策分析

经济社会发展对矿产资源的需求不断增大,矿山大规模的开采,以及开采产生的大量废弃物使原有的地形、地貌和植被遭到严重破坏,水土流失严重,对矿区及周边的生态安全构成威胁,矿山废弃地的生态恢复与重建已成为矿区环境治理和发展绿色矿山不可或缺的一项任务。通过对矿山废弃地的环境特点和生态恢复与重建影响因素及对策进行分析,指出加强对土壤基质改良和先锋植物种类选择的研究是今后矿山废弃地生态恢复与重建的工作重点,同时开展土壤-植被系统长期的定位监测研究,探寻土壤与植物群落的演替规律与作用机制,为矿山废弃地水土保持生态恢复与重建提供科学依据。     

工业废弃地生态恢复中的植被重建技术

随着社会经济的发展，各种生产建设活动产生了为数众多的工业废弃地。特别是在城市地区，随着经济结构的转变，城市内的传统产业向外迁移，在城市中留下大量的工业废弃地。这些废弃地的资源枯竭和生态系统退化问题十分突出，必须对其进行生态恢复。为此，阐述了各种工业废弃地生态恢复中的植被重建问题，主要对土壤基质改良、植物种类选择和植物种植技术3个环节进行了分析。     

退化生态系统土壤动物研究概况

土壤动物在揭示生态系统退化程度和生态恢复中具有重要作用, 退化生态系统土壤动物研究已成为生态学研究的热点之一。生态退化导致土壤动物数量减少、物种多样性降低, 而土壤动物丧失使得生态系统的物质循环和能量流动受阻。通过利用土壤动物群落结构特征的改变来指示生态退化进程和凭借土壤动物强大的修复能力对退化土壤进行治理将是有益的探索。退化生态系统中土壤动物的研究还有待进一步扩展和深入     

塔里木河下游土壤种子库的季节差异分析

以因不合理的水土资源开发而出现严重生态退化的典型区--塔里木河下游为研究区,通过在塔里木河下游开展的土壤种子库实验,分析了塔里木河下游土壤种子库的基本特征和种子库密度、物种组成上的季节差异,并从土壤种子库的角度探讨了塔里木河下游生态恢复的可行性.(1)塔里木河下游土壤种子库的季节差异较大,如果排除放牧的影响,3月份土壤种子库的密度和物种丰富度总体上要小于8月份的土壤种子库;(2)从物种组成上看,3月份物种组成以一年生草本占优势,而胡杨和柽柳的种子基本上都出现在8月份的土壤种子库中;(3)随塔里木河下游地上植被群落退化程度的加重,种子库的密度和物种数均呈现明显的下降趋势;(4)鉴于土壤种子库无论在物种还是密度上均要远丰富于地上植被群落的事实,认为通过激活土壤种子库来实现下游生态的局部恢复在理论上是可行的.考虑到主要建群植物的生态恢复,建议今后的输水时间应该选择在8月到11月之间.     

塔里木河下游土壤种子库的空间分布特征分析

以因不合理的水土资源开发而出现严重生态退化的典型区——塔里木河下游为研究区,通过在塔里木河下游开展的两年土壤种子库实验,分析了塔里木河下游土壤种子库密度的空间分布特点。结果显示：（1）塔里木河下游土壤种子库一般在150～2 300粒/m^2之间,属一个较低的水平;从种子库密度的空间分布特点看,地表植被群落退化程度的加重,使土壤种子库在顺河道方向和垂直河道方向表现出不同的变化特点;（2）塔里木河下游土壤种子库在分布上具有较高的密集性,表现出类似沙漠地区种子库的分布特征;（3）微生境条件对土壤种子库的分布影响较大。其中河水漫溢区的种子库密度远高于其它区域,而低洼地、柽柳包和有较多枯枝的退化草地均比光板地和胡杨林地有更多的有活力种子;（4）塔里木河下游严重的生态退化导致了本区土壤种子库垂直分布的差异,主要表现是随着地表植被群落生态退化程度的加重,土壤种子库的垂直分布表现为表层种子库占土壤种子库的比重不断升高的趋势。     

塔里木河下游土壤种子库的空间分布特征分析

以因不合理的水土资源开发而出现严重生态退化的典型区——塔里木河下游为研究区,通过在塔里木河下游开展的两年土壤种子库实验,分析了塔里木河下游土壤种子库密度的空间分布特点。结果显示:(1)塔里木河下游土壤种子库一般在150~2 300粒/m2之间,属一个较低的水平;从种子库密度的空间分布特点看,地表植被群落退化程度的加重,使土壤种子库在顺河道方向和垂直河道方向表现出不同的变化特点;(2)塔里木河下游土壤种子库在分布上具有较高的密集性,表现出类似沙漠地区种子库的分布特征;(3)微生境条件对土壤种子库的分布影响较大。其中河水漫溢区的种子库密度远高于其它区域,而低洼地、柽柳包和有较多枯枝的退化草地均比光板地和胡杨林地有更多的有活力种子;(4)塔里木河下游严重的生态退化导致了本区土壤种子库垂直分布的差异,主要表现是随着地表植被群落生态退化程度的加重,土壤种子库的垂直分布表现为表层种子库占土壤种子库的比重不断升高的趋势。     

云南省个旧锡矿山废弃地植被恢复技术

植被恢复技术为目前国内外矿山废弃地生态修复的研究热点之一,通过个旧锡矿山废弃地植被恢复试验,采用坐标综合评价法对旱冬瓜＋十大功劳、加勒比松＋莱木、清香木＋圆柏、栾树＋麻栎及杜仲5类试验样地的植物生长状况、土壤物理性质、养分状况、重金属含量进行综合研究。结果显示：旱冬瓜＋十大功劳、清香木＋圆柏和杜仲3类试验样地较其植被恢复前,其评价标准化值差异显著,植物措施能有效改善废弃地土壤通气性和透水性,提高土壤养分含量,降低土壤主要重金属污染物含量。因此,初步筛选出旱冬瓜、十大功劳、清香木和杜仲4种较适合用于锡矿山废弃地生态修复的先锋植物。     

宜昌市矿区矿渣废弃地边坡植被恢复的物种推荐与搭配探讨

以宜昌市龙泉镇某矿区矿渣废弃地边坡为研究对象,应用普通生态学调查方法对边坡重建植被群落进行调查,结果表明,矿区矿渣废弃地边坡的植被生态修复样地内植物种类计15科24属24种,其中禾本科植物和菊科植物居多,分别为5种和6种,其他都是1科1种。根据植被调查和文献统计的结果,筛选出矿区矿渣废弃地边坡植被生态修复先锋物种为:狗尾草、狗牙根、铺地榕、高羊茅和竹叶草。在筛选先锋物种的基础上,考虑矿区矿渣废弃地边坡的陆生生态环境保护和水土保持措施,为快速达到边坡复绿效果,提出了植被恢复物种搭配组合。     

不同植被修复年限对喀斯特地区飞机草入侵生境土壤蓄水能力的影响

飞机草是我国西南地区的主要外来有害入侵杂草,植被替代修复技术是控制飞机草入侵的主要方式之一,目前对于不同植被修复年限下的土壤蓄水能力变化鲜有研究。以"空间代替时间"的方法,分析了不同植被修复年限的生境中土壤物理性质和蓄水能力的变化,探讨不同植被修复年限对广西喀斯特地区飞机草入侵生境土壤蓄水能力的影响。结果表明:在喀斯特地区飞机草入侵生境下土壤物理性质在植被修复过程中得到明显改善,主要表现为随植被修复年限的增加,土壤容重逐渐降低,土壤孔隙度逐渐升高,其中土壤非毛管孔隙度受植被修复年限的影响显著,而毛管孔隙度受植被修复年限的影响相对较小;土壤蓄水能力在植被修复过程中得到明显提高,土壤滞留蓄水量和饱和蓄水量随着植被修复年限的增加逐渐升高,修复10a后分别比未修复生境增加了174.9%和11.6%,而土壤吸持蓄水量受植被修复年限影响较小,在修复过程中无显著变化。因此,植被修复能够显著提高喀斯特地区飞机草入侵生境的土壤蓄水和涵养水源的能力,降低水土流失,促进入侵地的植被恢复,为外来植物入侵生态系统修复提供重要的技术理论依据。     

蚯蚓对赤红壤草被恢复影响的试验研究

生态修复是南方红壤丘陵区土地退化治理的有效手段之一,但现有研究较少关注土壤动物在生态修复过程中的作用。以退化的赤红壤为研究对象,基于盆栽试验,采用全因子设计方法模拟多种生态系统(裸土vs.黑麦草)×蚯蚓(不接种vs.接种蚯蚓)×水分(湿润vs.干旱),以揭示蚯蚓对干旱条件下退化土壤植被修复前后土壤理化性质和植被生产力的调控作用。结果表明：蚯蚓显著提高了湿润和干旱条件下黑麦草生物量。蚯蚓对土壤有机碳影响不显著,蚯蚓活动提高了裸土生态系统土壤总氮、硝态氮、铵态氮含量,以及黑麦草生态系统土壤速效磷含量。干旱胁迫降低黑麦草生物量,对土壤有机碳影响不显著,但显著改善蚯蚓存在土壤的pH值。黑麦草生物量与土壤总磷、硝态氮、铵态氮和速效磷显著正相关。偏最小二乘路径分析表明蚯蚓活动显著提高土壤全量和速效养分含量,湿润条件下速效养分对植被生物量具有显著正效应,干旱条件下其作用不显著。综上,蚯蚓活动改善土壤肥力状况,促进植被生长,蚯蚓活动可缓解干旱对植被生长的不利影响。研究结果对深入认识蚯蚓对生态系统作用具有重要意义,为退化土地生态修复管理提供科学依据。     

南京幕府山矿区废弃地自然恢复植被的构树种群及其伴生树种生态位研究

以南京幕府山矿区废弃地自然恢复的植被优势种群为对象，对构树及其伴生树种的生态位宽度和生态位重叠进行了研究。结果表明：研究的9个树种的生态位总体比较接近，都有比较宽的生态位，从群落形成的时间分析，这些树种是在矿区废弃地上的先锋树种，对废弃地有较强的适应能力。因此，在人工恢复这一地区矿区废弃地植被时，可以选用这些树种。构树的生态位较宽。而其与其他树种的生态位重叠却不是很大，构树在一定时期内，还是矿区废弃地上植物群落的最主要的优势树种，是矿区废弃地最适应的树种之一，可以作为本地区矿区废弃地植被恢复的首选树种。     

生态修复对采矿废弃地土壤性质的影响

以南京幕府山采矿废弃地生态修复为例,探讨生态修复如何影响采矿废弃地土壤的性质。研究结果表明:生态修复在先的废弃地土壤有机质含量相对高,因修复模式不同,同一时期修复的土壤有机质含量存在差异;土壤pH值与土壤容重主要取决于修复覆盖的土壤性质,且随修复时间增加,容重降低,而修复植被的生长也影响土壤pH值与土壤容重;土壤水文效应则主要取决于覆土厚度,其次是土壤孔隙度,而土壤孔隙度与土壤容重也与修复植被有关。     

植被恢复对昆阳磷矿土壤有机碳储量的影响

植被恢复是既能保持磷矿开采同时又能有效扼制矿区生态环境的退化,并逐步恢复已退化的矿区生态系统最有效的生物措施。为揭示植被恢复对昆阳磷矿土壤有机碳和碳素积累的影响,研究探讨了昆阳磷矿不同恢复林地的土壤有机碳储量变化。结果表明:（1）不同恢复林地的土壤有机碳含量存在显著差异（p < 0.05）,7种不同植被恢复人工林土壤平均有机碳含量分别是废弃地的14.29倍、11.83倍、11.40倍、5.89倍、15.48倍、15.59倍、18.53倍。（2）土壤有机碳在剖面的含量表现出明显的“表聚作用”,均以表土层（0—20 cm）最大,且随土层厚度的增加,呈下降趋势。（3）不同恢复林地的土壤有机碳密度差别较大,变化趋势和土壤有机碳含量的变化趋势一致,且在同一林分土壤中,单位深度土壤各土层平均有机碳密度均以表层最大,随土层的增加而降低。（4）土壤有机碳主要存储于0—20 cm土层中,平均含量为53.60%,随着土层的加深,土壤有机碳所占比重急剧下降,经过植被恢复,7种人工林土壤有机碳储量较废弃地0—20 cm土壤有机碳储量提高了26.53%,20.39%,34.48%,10.81%,28.62%,39.52%,36.71%,说明目前矿区通过植被恢复后的土壤状况显著优于未进行恢复措施的废弃地。     

金塔沙漠不同人工植被类型土壤种子库特征

[目的]对甘肃省酒泉市金塔沙漠不同类型人工植被林地的土壤种子库进行调查研究,以揭示干旱条件下沙漠人工植被土壤种子库的分布规律、种子库物种多样性的变化特征以及土壤种子库与地上植被的关系,为河西走廊退化人工林生态系统的恢复与重建提供理论依据。[方法]通过野外植被调查、土壤种子库取样和土样萌发试验进行分析研究。[结果]①土壤种子库中,共统计到植物种有24种,胡杨—假苇拂子茅群落、胡杨+沙枣—柽柳+花棒+柠条—芦苇+黑沙蒿群落、梭梭—河西菊群落、柽柳—花花柴群落土壤种子库物种数依次为18种、18种、14种、3种,土壤种子密度依次为660.71,267.85,29.64,19.29粒/m~2。土壤种子库中一年生、多年生草本的物种和密度占优势,乔木、灌木和半灌木种子所占比例较低。②物种多样性分析表明,乔木林土壤种子库物种的Margalef丰富度指数大于灌木林,土壤种子库物种的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数变化趋势基本一致,均为胡杨+沙枣—柽柳+花棒+柠条—芦苇+黑沙蒿群落柽柳—花花柴群落梭梭—河西菊群落胡杨—假苇拂子茅群落,而生态优势度指数与之相反。③乔木林土壤种子库植物与地上植被的相似程度高于灌木林。[结论]沙漠人工植被林地土壤种子库物种丰富度低,以草本植物为主,沙漠自我恢复度低,人工营造乔木林、灌木林有利于干旱荒漠区生态恢复与重建。