不同植被恢复模式下矿山废弃地的恢复效果研究

为探讨矿山废弃地不同植被恢复模式对生态恢复效果的影响,以城门山铜矿排土场为研究对象,对7种不同植被恢复模式的植物群落结构、土壤养分和重金属含量进行调查分析,并与恢复前的排土场和未破坏的自然样地进行了比较。结果表明:(1)人工植被恢复群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数呈现出相同的变化趋势,刺槐—苘麻—狗牙根的物种丰富度和多样性较高,而苘麻—狗牙根和刺槐—田菁明显低于其他模式。(2)植被恢复能有效改善土壤养分状况,降低重金属含量。与恢复之前相比,土壤速效K、速效N含量分别提高了2.5~7.7倍和3.4~7.9倍,但仍未达到自然水平;刺槐和苘麻对降低重金属Cu含量作用明显,刺槐和田菁能有效修复土壤Pb污染。(3)基于物种多样性、土壤养分和重金属含量的综合评价得出,刺槐—田菁—苘麻—狗牙根、刺槐—苘麻—田菁和刺槐—狗牙根—苘麻3种模式的生态恢复效果较好,可以为同类矿山废弃地植被恢复提供参考。     

石墨尾矿废弃地植被恢复过程中重金属和养分变化特征及相关性

以黑龙江省鸡西市柳毛石墨尾矿废弃地为研究区,对其土壤养分和重金属元素含量进行测定、分析.结果表明:石墨尾矿废弃地基质呈强碱性.养分极端贫瘠,有机质、全N、全P和速效性养分严重缺乏;Hg,Cd,Ni,Zn含量严重超标.植被修复后,各植物样地基质pH值略有降低,有机质、全N、速效N、速效K平均含量分别增加99.79%,190.62%,90.04 %和41.69 %;植被修复对降低基质重金属污染起到了一定作用,超标重金属由4种减少到3种,同时也造成了Cd和Ni含量的增加;胡枝子对降低基质中Cd,Ph,Ni,Cr含量效果良好;樟子松对降低基质As,Cu效果良好;旱柳降低Cd,Hg,Zn的能力高于其它树种;大果沙棘降低As,Hg效果良好.基质中重金属含量与养分指标含量之间表现出较强的负相关关系,超标重金属的存在阻碍了基质养分状况的改善.     

不同植被配置模式对福建紫金山金铜矿废弃地土壤质量的恢复效果

为了了解植物治理措施对福建紫金山金铜矿矿山废弃地土壤质量的恢复效果,设置不同植被治理模式：马尾松＋胡枝子（模式A）、马尾松＋胡枝子＋香根草＋本地河滩草（模式B）、马尾松＋本地河滩草（模式C）、枫香＋本地河滩草（模式D）、桉树＋本地河滩草（模式E）和马尾松＋桉树＋本地河滩草（模式F）,同时设置矿区周边未经开采的对照样地,通过对不同配置模式下土壤理化性质的分析测定,比较其对矿山废弃地土壤质量恢复效果的差异。结果表明：恢复5 a后,不同植被配置模式土壤理化性质均有较大改善,除模式B和模式C外,其他模式土壤含水率均超过了对照,模式A、模式D、模式E和模式F分别达到对照的1.99、1.78、1.34倍和1.66倍;模式B、模式C和模式F可较快改善土壤团聚体结构,提高土壤抗蚀性;模式D可较快提高土壤各养分含量,有利于土壤营养状况的改善,恢复5 a后全N、水解N、全P和速效K分别为对照的54.98%、78.17%、63.18%和85.19%;模式F对土壤重金属Pb、Cd、Cr、Ni、Zn、Mn和Cu均有较好的修复效果;在植被配置模式中加入本地河滩草,可较大提高废弃地土壤的抗蚀能力。结合聚类分析结果可以得出,马尾松＋胡枝子＋香根草＋本地河滩草（模式B）、枫香＋本地河滩草（模式D）和马尾松＋桉树＋本地河滩草（模式F）3种模式较适合应用于紫金山矿山废弃地的植被恢复。     

我国矿区废弃地土壤种子库特征及其在生态修复中的应用

土壤种子库是指存在于土壤上层凋落物以及土壤中全部具有活力的种子,是植物对胁迫环境的适应以及植被恢复研究中的关键内容。作为地表植被群落潜在更新能力的重要组成部分,土壤种子库在退化生态系统的植被恢复过程中起着重要的作用,其研究已成为国内外退化生态系统植被恢复与重建领域的热点之一。由于矿区废弃地土壤的特点,矿区土壤种子库的研究需要参考特殊生境土壤种子库的研究成果。因此,本文在综合分析了国内外矿区废弃地生态修复以及土壤种子库相关研究的基础上,介绍了我国矿区废弃地土壤种子库的特点、生态修复中的作用以及生态修复的主要新技术。同时,针对矿区废弃地生态系统的特点,提出未来土壤种子库在矿区废弃地修复中的主要技术流程,主要包括修复区域生境背景值调查、构建,采用适宜的土壤种子库以及提高土壤种子库活力的技术手段进行修复,修复效果评价等环节。     

锡矿山土壤重金属生态健康风险评价及重金属在优势植物的分布

为探明湖南锡矿山矿区周边土壤重金属污染程度及重金属在优势植物中的分布,通过野外调查,分析锡矿山地区土壤重金属的含量、来源、生态风险及重金属在优势植物中的富集和迁移情况。结果表明,锡矿山土壤中重金属Sb、Cd和Hg的平均值远超湖南省土壤背景值,超标率均达到100%。来源分析表明,Sb、Hg、Zn、Cd、Pb、As主要受人为活动的影响,但重金属污染来源不完全一致,存在复合污染。生态风险评价结果显示,Sb、Cd和Hg是锡矿山地区极高的生态风险因子,62.50%的样点具有极高生态风险。健康风险评价结果显示,经口摄入是土壤重金属暴露的主要途径,且儿童受到的非致癌和致癌风险均高于成人。Sb和As分别是主要的非致癌和致癌健康风险因子。苎麻对As、Sb的富集系数和转移系数值均大于1,且在重度污染地区的根系滞留率低于其他6种优势植物。研究表明,锡矿山地区存在较高程度的生态风险和健康风险,苎麻具有较高的修复矿区土壤重金属潜力,可作为锡矿山地区重金属污染的修复植物。     

珠江源头区不同地类人工恢复植被树种选择及生态效益研究

选择珠江源头区主要的6个造林树种,通过设置固定观测样地和观测设施,对不同地类人工恢复植被树种和其生态效益进行了4a对比分析。（1）树高生长以云南松为最慢,旱冬瓜最快,旱冬瓜、圆柏、藏柏、柳杉、川滇桤木树高分别是云南松的4.9,2.8,2.5,2.3,1.7倍。胸径生长依次为旱冬瓜〉圆柏〉藏柏〉柳杉〉川滇桤木〉云南松。从长势来看,旱冬瓜、圆柏、藏柏、柳杉、云南松为珠江源头区适宜的造林树种。（2）从6个树种的香浓—威纳指数来看,依次为阴坡退耕地〉荒草地〉退化林地〉阳坡耕地。均匀度指数则依次为阴坡退耕地〉阳坡耕地〉荒草地〉退化林地。（3）各地类的容重均减小,土壤毛管孔隙度比造林恢复前明显提高,表明土壤的结构得到了明显改善,耕地的板结状况也得到显著改善。（4）试验区的平均土壤侵蚀模数降为1087t/（km^2·a）,土壤侵蚀减少了38.48%,水土流失面积由188.27hm^2减少到104.83hm^2,水土流失面积减少44.32%。     

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。     

北疆引水干渠边坡生态恢复效果的调查与评价——以新疆克拉玛依市西干渠工程黄旗坝段为例

[目的]分析西干渠黄旗坝段边坡生态恢复效果,为调控植被演替速率和预期植被恢复效果提供依据。[方法]对渠道开挖造成的阴坡、阳坡和渠道边坡坡顶上的自然生境下对照样地的土壤、植被状况进行了调查和分析。[结果](1)经过生态恢复后的阴坡、阳坡植物的多度、盖度、均匀度指数Pielou、多样性指数Shannon-Wiener和丰富度指数Margalef均有所提高,阴坡高于阳坡,但仍低于自然生境下的水平。(2)在土壤氮、磷、钾养分特性方面,阴坡、阳坡的土壤氮、磷、钾养分均有所提高,但仍低于自然生境下的水平,呈现出自然生境阴坡阳坡的分布差异。(3)阴坡、阳坡经过生态恢复后植物群落指数仍偏低,群落演替仍处于灌草植物群落阶段。[结论]边坡生态恢复技术能改善西干渠地区边坡的土壤养分状况,促进边坡植被的生长,但鉴于西干渠地区特殊的环境条件,短时间内生态恢复措施效果尚不明显,需加大长期的修复力度。另外,北疆地区边坡生态恢复中植物的选择应以当地乡土植物为主。     

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。     

澜沧江上游不同植被类型土壤微生物特征研究

采用野外调查采样及室内实验分析的方法,选取原生植被旱冬瓜林地作为对照,对澜沧江上游山区不同植被类型云南松林、桉树纯林、生态混交林（桤木＋圣诞树）土壤细菌、真菌、放线菌3大类微生物的数量及总量进行研究,结果表明：3大类微生物分布均表现为A层大于B层。不同植被类型土壤细菌和真菌数量变化趋势均为旱冬瓜林〉生态混交林〉桉树林〉云南松林,且A、B层消长趋势一致;不同植被类型A层土壤放线菌数量变化趋势为云南松林〉桉树林〉生态混交林〉旱冬瓜林,B层土壤放线菌数量变化趋势则为生态混交林〉云南松林〉桉树林〉旱冬瓜林;不同植被类型土壤微生物总数变化趋势为旱冬瓜林〉生态混交林〉桉树林〉云南松林,A、B层消长趋势一致。     

典型石漠化植被恢复区土壤理化特征及多指标聚类研究

为揭示造林20年后不同石漠化恢复模式对土壤结构和理化性质的影响,以滇中地区7种恢复模式下样地土壤为研究对象,研究不同石漠化恢复模式下土壤理化性质分布特征并进行多指标聚类分析。结果表明：除油杉林外,其他样地土壤养分等级均为中高级;土壤颗粒组成较为合理,分形程度较好,抵抗侵蚀的能力较强;不同恢复类型对石漠化土壤的改良存在明显不同,混交林明显优于纯林;由于受土壤母质、地形以及水文等因素的影响,相同恢复类型间存在差异,华山松林和油杉林总体较差;研究区土壤可蚀性因子K值与粉粒含量呈正向变化特征;对土壤理化性质进行Q型聚类可以将受试样地土壤分为4类,油杉林和华山松林被单独分出。研究结果可为地方政府制定科学合理的喀斯特石漠化地区生态防治措施提供理论基础和技术支撑。     

京郊荒滩地短期植被恢复对土壤理化性质及微生物群落结构的影响

为了揭示京郊荒滩地植被恢复初期土壤理化性质与微生物群落结构的变化特征,以补播苜蓿(Medicago sativa L.)、补播无芒雀麦(Bromus inermis Leyss)为研究对象,自然撂荒地为对照,采用高通量测序方法研究不同植被恢复模式土壤细菌与真菌的群落结构。结果表明:(1)2种植被恢复方式下土壤全氮含量显著高于对照,补播无芒雀麦土壤全磷含量最高;(2)2种植被恢复方式短期内显著改善了土壤物理性质,土壤容重显著低于对照,补播无芒雀麦土壤田间持水量、毛管持水量与最大持水量最高,补播苜蓿土壤饱和导水率最高;(3)2种植被恢复方式短期内对土壤微生物群落结构产生影响,真菌中的子囊菌门、细菌中的蓝细菌门相对丰度增加,真菌与细菌的生物多样性降低;(4)相关性分析表明,土壤有机质含量与真菌中的子囊菌门、细菌中的变形菌门、蓝细菌门数量存在显著正相关关系。2种植被恢复方式短期内均不同程度的改善了土壤理化性质,增加了固氮及降解有机质的微生物的数量及活性。     

华南花岗岩侵蚀区不同植被类型坡面土壤有机碳分布和团聚体稳定性

植物是影响土壤有机碳含量和土壤团聚体稳定性的重要因素。选取华南典型花岗岩侵蚀区荒草地、桉树林、湿地松林和木荷林4种植被类型径流小区的土壤为研究对象,分析测定不同坡位、不同土层深度的土壤有机碳特性和团聚体稳定性等指标,评价不同植被类型对土壤养分的分布特性以及团聚体稳定性差异,明确花岗岩侵蚀退化区较为理想的生态恢复措施,旨在为合理利用土壤、重建坡面植被和改善土壤结构提供科学依据。结果表明:土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)和溶解性有机碳(DOC)含量随土层加深逐渐降低,而林地小区土壤碳氮比(C/N)则相反,荒草地碳氮元素的坡面变异系数(CV)显著高于其他3种林地,其中桉树林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低40%,56.18%,68.5%和25.81%;湿地松林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低62.73%,33.71%,46.46%,58.06%;木荷林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低41.82%,38.2%,51.18%,48.39%,表明林地较荒草地更有利于土壤碳氮在坡面的均质化和有机质的积累。荒草地和木荷林地0.25 mm粒径以上的团聚体在上、中坡位的质量分数显著高于其他植被类型,而林下植被生物量较高的木荷林地的平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著高于其他植被类型。其中木荷小区水稳性团聚体平均质量直径(MWD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.10%,19.58%,23.20%;几何平均直径(GMD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.00%,19.54%,22.23%,表明在花岗岩侵蚀区林地空间结构较好的林草模式有利于土壤有机碳的积累和土壤结构的稳定。     

河口湿地红树林植被恢复对土壤养分动态的影响

以泉州湾河口人工红树林湿地为研究对象,以光滩为对照,采集0—10,10—20,20—30 cm土层土壤,研究不同红树林恢复(桐花树、秋茄、秋茄-桐花树混交林)对河口湿地土壤pH、有机质及主要养分元素(氮磷钾)的影响。结果表明:不同植被恢复模式下土壤pH和有机质含量呈明显的垂直变化特征,相对于无植被的光滩(恢复前),红树林植被恢复显著降低了土壤pH (P＜0.05),但增加了土壤有机质含量(P＜0.05)。不同红树林恢复模式下,土壤碱解氮、有效磷、速效钾和全钾含量均大致表现为随土层深度的增加而增加,而全磷含量则表现为随深度的增加而降低。相对于恢复前,红树林植被恢复均增加了表层土壤主要养分(氮磷钾)含量,其中,以桐花树—秋茄混交林的影响最为显著(P＜0.05)。综上,不同模式红树林植被恢复对河口湿地土壤理化性质和养分动态具有明显的调节作用,其中,混交林模式通过高效利用地上地下空间,改善土壤结构和质量,增加生物量和养分归还量,显著改善了土壤养分动态,是河口区植被恢复的优选手段。研究结果可为加强河口红树林湿地养分管理、维护湿地系统养分平衡提供科学参考。     

不同植被措施下红壤坡面径流变化特征

[目的]研究不同植被措施对坡面径流的影响,为南方红壤水土保持与生态恢复实践提供科学依据。[方法]以福建省长汀县2001—2010年香根草、胡枝子、类芦、百喜草等植被措施下的径流小区逐月径流量和降雨数据为基础进行分析研究。[结果]植被能很好地调控坡面地表径流,但由于植被的结构、根系以及地表枯落物的差异,各种植被的保水效益存在差异,观测期,各小区年均径流量的大小趋势表现为:空白对照区百喜草类芦香根草胡枝子,胡枝子的保水效益最佳。[结论]香根草、胡枝子、类芦、百喜草等植被均能有效地抑制坡面径流,减少水土流失,均可以作为水土保持措施的优良灌草在南方红壤区进行推广应用,尤其是要加大胡枝子的推广力度。     

不同人工植被群落对铅锌矿废弃地径流重金属流失特征的影响

研究不同人工植被群落及土壤改良对铅锌矿废弃地径流重金属流失特征的影响,为矿区废弃地的生态恢复提供前期修复思路。采用径流小区试验,通过混合施加有机肥和钙肥对土壤进行改良,在自然降雨条件下,分别在铅锌矿废弃地原状土及改良土上构建不同人工植被群落(草、灌—草、乔—灌—草),对地表径流的产生量与径流中泥沙、Cd、Pb、As的含量和流失量进行了分析研究。结果表明:(1)原状土下,乔—灌—草模式相较于草模式和灌—草模式,累计径流产生量分别减少11.3%和0.8%,同一人工植被群落,改良土相较于原状土累计径流产生量减少3.2%~18.8%;原状土下,灌—草模式相较于草模式、乔—灌—草模式,累计泥沙量分别减少28.9%,14.0%,同一人工植被群落,改良土相较于原状土累计泥沙量减少40.0%~63.3%。(2)原状土下,不同人工植被群落溶解态Cd、Pb、As累计流失量分别为2.7~7.2,104.3~295.1,1.4~5.4 mg/m²,改良土相较于原状土,不同人工植被群落溶解态Cd、Pb、As累计流失量分别减少47.7%~61.0%,43.8%~64.6%,43.8%~63.8%。(3)原状土下,不同人工植被群落颗粒态Cd、Pb、As累计流失量分别为2.5~9.0 g/m²,437.5~1347.2,16.2~89.9 mg/m²;改良土相较于原状土,不同人工植被群落颗粒态Cd、Pb、As累计流失量分别减少53.7%~72.0%,55.4%~65.8%,60.2%~71.1%。(4)颗粒态Cd、Pb、As流失量分别占总流失量的99.8%~99.9%,77.1%~84.1%,85.1%~96.7%。综上所述,人工植被群落越复杂,径流量、泥沙和重金属的流失量越低;施加改良剂能进一步强化植被群落的截流功能;重金属的流失主要以颗粒态为主。     

晋西黄土区长期人工林恢复对土壤水分和养分性质的影响

黄土高原地区是我国水土流失和环境问题严重的地区之一,人工植被恢复可以有效改善土壤性质,提高土壤质量,明确长期人工植被恢复后土壤水分和养分性质的响应差异,有利于进一步有效改善生态环境。选取晋西黄土区自然恢复的次生林地、人工刺槐林地、人工油松林地3种典型植被恢复类型为研究对象,通过测定土壤物理性质以及有机碳、氮磷钾元素含量等土壤养分,对比分析长期不同人工林恢复条件下的差异。结果表明:(1)次生林地、刺槐林地和油松林地在0-20 cm浅层土壤的容重分别1.15,1.04,1.06 g/cm³,次生林地的容重最大,土壤容重随着土层深度的增加而增大;(2)次生林地在浅层的土壤水分状况优于刺槐林地和油松林地,土壤水分消耗期(生长季开始前)过渡到积累期(生长期开始)时,次生林土壤水分动态变化更剧烈;(3)次生林地土壤碳储量较高,油松林地土壤氮、磷储量较高。3种林地土壤养分垂直变化差异显著,且均具有明显的表聚性,有机碳、全氮、全磷、速效氮和速效钾含量均随着土层深度的增加而减少,而速效磷含量随着土层深度的变化表现为先增大再减小。以水养条件为依据,建议在植被恢复过程中多以保育次生林为主来达到较好的水碳储量等生态效益,有利于优化晋西黄土区的林分管理,促进植被恢复和生态建设。     

覆土处理对高寒矿区露天煤矿排土场植被和土壤特征的影响

[目的]探讨高寒矿区覆土处理对露天煤矿排土场植被恢复的影响,以评估覆土措施在露天煤矿排土场所达到的植被恢复效果,为高寒矿区生态保护和恢复提供技术依据。[方法]调查分析青海省木里煤田不同年限5个覆土处理和3个不覆土处理矿区排土场植被群落特征和土壤理化性质。[结果]在覆土处理下,随着建植年限的增加,木里煤矿排土场植被和幼苗盖度显著增加(p<0.05),土壤速效磷、全钾、速效钾和有机质含量呈增加趋势,但未达显著水平;煤矿区排土场不覆土和覆土处理,植被特征和土壤理化性质主要指标差异不显著;非度量多维尺度分析结果表明:影响高寒煤矿区排土场植被生长的主要土壤养分是全氮、速效氮、速效钾和有机质。[结论]高寒矿区露天煤矿排土场植被恢复的关键措施不是覆土处理,可通过施足有机肥和化肥的方式代替覆土处理达到植被恢复的目的。     

极端困难立地植被综合恢复技术研究

近年来．我国的森林覆盖率大幅度提高．生态环境明显改善。因此煤矸石山废弃地极端困难立地的植被恢复问题成了今后造林的主要任务。为了筛选出适合煤矸石山废弃地的造林树种和复垦措施，在辽宁省抚顺市,研究了不同植物在煤矸石山造林成活率、土壤化学性质随复垦年限的变化，以及复垦措施对土壤化学性质和植物胸径、树高年净生长量的影响。结果表明：（1）不同植物在煤矸石山废弃地的成活率在21％～85％之间，其中白榆和沙打旺的成活率分别为81％和85％，而小叶杨、刺槐、栾树的成活率均在70％左右，（2）植被能明显提高煤矸石山废弃地不同土层的有机质、全N、P2O5含量，但提高程度随土层深度、养分种类和复垦年限的不同而不同，（3）在同一土层，生物复合肥料、菌剂和保水剂均显著提高土壤有机质含量（P〈0．01），并显著降低土壤P2O5含量（P〈0．01）；只有保水剂可引起土壤全K含量的明显升高，（4）生物复合肥料、菌剂和保水剂均显著提高白榆、小叶杨、刺槐，栾树树高和胸径的年净生长量，但保水剂的提高程度最高。