不同人工恢复措施下高寒矿区煤矸石山植被和土壤恢复效果研究

高寒矿区露天煤矿开采对当地生态环境造成巨大破坏,通过采取不同人工恢复措施,并对其植被和土壤的恢复效果进行评估和比较,对于指导煤矸石山生态恢复实践活动具有重要意义。通过设置人工建植、人工建植+覆土、人工建植+施肥3种恢复措施,经过5年恢复,比较不同恢复措施对植被群落组成、植物生长、土壤性质的影响。结果表明,3种恢复措施均能够形成人工草地群落,但草地群落组成差别较大,植被盖度、高度、密度及地上生物量等植物生长特征差异显著(P<0.05),3种恢复措施均显著提高了土壤有机质含量(P<0.05),但与原始群落相比,短期人工恢复对土壤肥力及pH值的改善作用依然有限。植物生长指标与土壤全氮、有机质特别是全磷之间相互促进。单纯的人工建植方式不利于生态修复,采取人工建植+覆土或人工建植+施肥的组合方式,是恢复高寒矿区煤矸石山生态系统的有效途径。从减少经济投入的角度出发,可考虑通过施肥替代人工覆土,实现煤矸石山人工草地生态系统的稳定发展。     

高寒矿区渣山坡向对恢复植物叶片养分重吸收的影响

植物叶片养分重吸收是植物适应生境胁迫的重要机制。本试验以高寒矿区渣山阳坡、山顶平地和阴坡上播种的恢复植物老芒麦(Elymus sibiricus)、冷地早熟禾(Poa crymophila)和小花碱茅(Puccinellia tenuiflora)生长旺盛期的成熟叶片及凋亡期的衰落叶片为研究对象,测定不同坡向,不同时期的叶片氮磷含量,研究坡向对恢复植物叶片氮、磷重吸收效率的影响。结果表明：从阳坡、平地到阴坡,恢复植物成熟叶片养分含量以及养分重吸收效率逐渐降低;阳坡上老芒麦,平地上冷地早熟禾以及阴坡上小花碱茅的衰落叶片氮含量较低而氮素重吸收效率较高;恢复植物氮素重吸收效率均显著高于磷素重吸收效率,且此效应在阴坡上显著高于阳坡和平地。在高寒矿区渣山恢复中,应依据坡向差异选择养分重吸收效率较高的恢复物种,如阳坡上适宜播种老芒麦和冷地早熟禾,平地上适宜播种冷地早熟禾,阴坡上适宜播种小花碱茅,有助于提升渣山受损生态系统的恢复效率。     

基于OCVOR优化模型的高寒受损煤矿区人工恢复效果评价研究

为探明高寒矿区施肥和覆土的生态恢复效果及土壤速效养分对生态系统健康的影响,将生态系统健康评价指数CVOR通过优化土壤基况设计为OCVOR指数,并采用VOR、CVOR和OCVOR指数对5种施肥梯度(分别为施磷酸二铵0.0125、0.0375、0.1125 kg/m²以及1年不施磷酸二铵、5年不施磷酸二铵)和3种覆土厚度(0、20～25、40～45 cm)恢复措施下的高寒矿区人工草地生态系统健康程度和恢复效果进行评价和对比分析。结果表明：3种指数对不同施肥和覆土措施的评价结果趋于一致,中施肥(磷酸二铵0.0375 kg/m²)和厚覆土(40～45 cm土壤厚度)是该地区适宜的恢复措施,整体上采用覆土措施的生态系统健康水平和恢复效果低于施肥措施。OCVOR指数评价结果表明,该地区采用中施肥、重施肥(磷酸二铵0.1125 kg/m²)措施的生态系统为不健康和一般,轻施肥(磷酸二铵0.0125 kg/m²)、1年不施肥、重覆土措施的生态系统为警戒和差,中覆土(20～25 cm土壤厚度)、未覆土和5年不施肥措施...     

放牧对草地生态经济价值的影响——以新疆阿尔泰山两河源自然保护区为例

本文以新疆阿尔泰山两河源自然保护区为研究对象,研究库尔木图不同放牧情况下草地生态服务经济价值的变化过程。结果显示:未放牧条件下,库尔木图草地生态服务价值为0.93亿元。2015年放牧条件下,研究区载畜量为120434.5羊单位,接近理论载畜量;当前库尔木图放牧情况下草地生态服务价值是未放牧的159%,说明适度放牧可以增加草地整体的生态服务价值,对研究区有重要意义。放牧强度为120%,140%,160%和180%时,草地生态服务价值分别为理论载畜量下生态服务价值的0.911,0.847,0.8,0.732,表明超载会造成生态服务价值下降。该研究为库尔木图自然保护区和其他放牧地区科学放牧提供依据。     

“生物笆”技术恢复草原矿区植被的方法与效果

随着草原地区矿产资源开发的增加,大型排土场的堆放问题已成为影响草原生态健康和牧区经济可持续发展的制约因素。加强矿区综合治理,寻找相应的措施来恢复排土场生态环境成为当务之急。本文介绍了应用生物笆技术治理草原矿区植被的技术来源、作业程序,以及应用效果调查和实验数据分析,总结了该项技术在草原矿区生态治理中的优势,以期为进一步推广应用生物笆实用新型技术治理矿山排土场提供理论与实践依据。     

封育措施对荒漠草原退化植被恢复的影响

本研究选择荒漠草原区退化草地类型不同年限封育的样地共18个,分别在封育围栏内、外设置样方,于2011年、2012年对其封育效果进行了调查。通过对荒漠草原退化、沙化草地经过1—7年围封后的效果调查显示：封育草地草群平均高度、总盖度、单位面积鲜草、干草产量相比未围封草地（对照）都有不同程度增加,草群中优良牧草种类也有增加的趋势。     

塔里木河下游生态输水对草地恢复的影响

结合塔里木河下游生态输水，通过对植被和地下水的监测，分析了输水对下游草地恢复的影响。结果显示：随着生态输水。塔里木河下游输水河道附近地下水位大幅升高。下游草地也出现明显的生态恢复。主要表现在植被种类和草地覆盖度的变化。但是由于不同草本植物对地下水位的适应程度不同，距河道不同距离植物响应的程度不同。而对于因河水漫溢出现的恢复区，其植被种类和覆盖度表现与因地下水升高而恢复的区域差异较大。说明不同输水方式对草地生态恢复的影响程度不同。     

养护管理措施对地震后退化草坪恢复的影响

2008年6～7月对地震后搭建帐篷的不同退化程度草坪,采用4种恢复方式进行定位试验,开展草坪特征（草坪草绿色盖度、高度、密度、裸斑盖度、杂草盖度和高度等参数）和维管植物多样性调查。采用一般线性模型中的单变量多因素方差分析研究了处理方式,恢复时间以及二者的交互作用对草坪恢复的影响。研究结果表明：（1）随着搭建帐篷时间的延长,草坪的退化程度加剧。重度退化草坪较轻度退化草坪恢复需要更长的时间。（2）施肥加浇水较其他方式能显著提高轻度退化草坪草绿色盖度,降低枯落物盖度,增加杂草盖度。4种恢复方式对重度退化草坪恢复特征没有差异。（3）恢复1个月后,重度退化草坪草的盖度从1．80％±0．39％恢复到8．90％±2．51％,轻度退化草坪草的盖度从7．78％±1．79％恢复到10．98％±2．75％,恢复效果较差。恢复后草坪植物组成和丰富度发生了明显的变化。杂草从5种增加到19种。草坪草无芒雀麦的优势地位被生长速度快的莎草科植物单穗水蜈蚣和阔叶类植物积雪草代替。综合分析表明：以无芒雀麦为优势种的草坪受避灾干扰的影响较大,养护管理措施并不能促进轻度和重度退化草坪草的快速恢复,应采取重建方式进行恢复。     

双龙沟废弃矿区修复年限对土壤物理性质和微生物群落结构的影响

【目的】探讨天祝藏族自治县双龙沟矿区废弃矿区不同修复年限土壤物理性质与微生物特性。【方法】采用时空替代法,选择双龙沟不同修复年限（2 a、5 a、10 a）和未修复（CK）废弃矿区为研究对象,分析了不同修复年限土壤物理性质（容重、含水量、机械组成）和土壤微生物（微生物量碳、氮、磷及真菌、细菌、放线菌数量）变化特征。【结果】随着修复年限的延长,表层土壤容重呈减少趋势,并在修复 10 a 时达到最小,为 0. 921 g/cm³ ;土壤含水率随修复年限的延长呈增加的趋势,并在修复 10 a 时为对照样地的 2. 4 倍;土壤粒径随修复年限的增加整体向细化的方向发展;3 大类微生物数量随修复年限的延长均整体呈增加的趋势,其中细菌占微生物总数量的 96. 74%,而放线菌和真菌仅占 0. 29% 和 0. 003%,并且放线菌和真菌具有明显的表聚现象;土壤微生物量碳和土壤微生物量磷呈逐渐增加的趋势,并分别在修复 2 a 和 5 a 时超过对照样地,最大值分别达到 385. 562、24. 414 mg/kg,而微生物量氮呈先增加后减少的趋势,变化范围为 14. 295~132. 388 mg/kg。【结论】在双龙沟矿区废弃地修复使土壤质量有了显著的提升,加速了矿区生态系统的恢复。     

添加不同废弃茶叶对皇竹草青贮品质的影响

为解决皇竹草（Pennisetum sinese Roxb）青贮品质差的难题和扩大茶叶加工废弃物的利用,本试验通过将加工不同类型茶叶（绿茶、红茶、普洱生茶、普洱熟茶、白茶）产生的废弃茶叶作为青贮添加剂,研究其对皇竹草青贮品质及微生物多样性的影响,以期能改善皇竹草青贮的营养品质和发酵品质。分别将25 g绿茶、红茶、普洱生茶、普洱熟茶和白茶废弃茶叶与475 g新鲜皇竹草混合均匀后装入聚乙烯袋中,同时设不添加废弃茶叶的对照处理,每个处理设置4个重复,用真空机抽真空密封,室温避光保存60 d后取样测定营养成分含量、发酵指标和微生物数量。结果显示：与对照处理相比,添加不同废弃茶叶后皇竹草青贮的粗蛋白质含量均显著升高（P<0.05）,但添加白茶废弃茶叶处理的粗蛋白质含量显著低于其他添加废弃茶叶处理（P <0.05）,仅为8.16。仅绿茶废弃茶叶处理的非蛋白氮含量显著高于对照处理（P<0.05）,其余处理之间非蛋白氮含量无显著差异（P>0.05）。添加绿茶废弃茶叶处理的可溶性碳水化合物含量显著高于对照处理（P<0.05）,而添加普洱熟茶废弃茶叶处理的可溶性碳水化合物含量...     

不同施肥水平下高寒矿区煤矸石山植被和土壤恢复效果研究

煤矿开采过程中堆积的煤矸石山土壤营养元素缺乏,施肥是改善土壤理化状况、促进植被重建的有效手段.以高寒矿区煤矸石山人工建植草地为研究对象,通过设置轻施肥、中施肥、重施肥、1年不施肥、多年不施肥处理,研究不同施肥水平下的草地群落结构、植物生长和土壤性质变化特征,同时分析植物和土壤因子之间的关系,探讨该地区生态系统恢复的适宜...     

四种覆土处理对高寒煤矿区排土场渣山植被恢复的影响

通过覆土措施对高寒煤矿区排土场渣山表层进行土壤重构,加速植被生长是高寒矿区植被恢复的关键技术问题。本研究通过在青海木里煤田圣雄煤矿建立试验小区,比较覆土0 (对照)、覆土5 (FT-5)、覆土10 (FT-10)和覆土15 cm(FT-15)4种不同覆土处理对高寒矿区排土场渣山植被恢复的影响,研究高寒矿区排土场渣山表层土壤重构技术,为高寒矿区植被恢复提供科学依据。采用由垂穗披碱草、中华羊茅、青海冷地早熟禾、青海草地早熟禾、星星草5种牧草混播种植方案开展研究。结果表明,垂穗披碱草盖度在所有播种牧草中最大,是混播优势牧草,覆土处理小区垂穗披碱草高度逐年增加。4种覆土处理植被3年平均总盖度排序结果为覆土15 cm(74.6%)>覆土10 cm(70.8%)>覆土5 cm(64.3%)>对照(59.8%)。随处理时间延长,各处理间牧草植株密度差异显著性越来越大。经过3年试验,对照小区牧草产量同覆土小区存在极显著差异(P<0.01)。产量最高的是覆土10 cm小区,达到每小区(453.6±38.4) g·m^-2,是对照区域的1.94倍。通过相关性分析发现,牧草高度、密度分别与速效氮含量呈显著正相关关系(r=0.578和r=0.619,P<0.05),产量也呈极显著正相关(r=0.839,P<0.01),有机质含量同小区产量显著相关(r=0.592,P<0.05)。经推算,覆土5、10、15 cm成本分别为20000、40000 和60000元·hm^-2。覆土可以有效促进植物生长,提高植被的高度、盖度和密度,覆土10 cm是高寒煤矿区相对比较理想的覆土重构措施。     

旅游活动对草原植被、土壤环境的影响及控制对策

草原旅游是具有民族特色的旅游形式,越来越受到大众的青睐,随着草原旅游业的发展,旅游消费带来的环境问题日益突出。本文以前人的研究为基础,总结和分析了旅游活动对草原植被及土壤的影响。分析表明,旅游活动对草原植被、土壤的影响是客观存在的,由于旅游干扰,植被物种数量、植被覆盖度、丰富指数、均匀度指数、枯落物含量、土壤含水量、土壤养分及土壤微生物数量等降低,而土壤容重、pH值、紧实度等增加,且随着旅游活动干扰强度的增加,草原植被和土壤环境被影响的程度越大。以此为依据提出了建立草原植被资源数据库、现代土壤环境监测系统、植被修复技术、土壤改良技术、增加旅游特色区域等控制措施,以期为草原植被资源的保护和恢复及发展草原旅游提供参考。     

木里露天煤矿水土流失量预测及防治对策

对青藏高原高山草甸区建设露天煤矿和开采过程中可能造成新的水土流失数量及危害进行了预测,并探索采用点、线、面相结合,重点防治与全面预防相结合的办法,合理配置各项水土保持综合防治措施,最大限度控制煤炭开采所引发的新增水土流失,加强对草地资源的保护,促进区域经济可持续发展。     

管理措施对三江源区"黑土滩"土壤肥力及土壤酶活性的影响

对三江源区典型退化草地“黑土滩”采取施肥及种植垂穗披碱草的恢复措施,结果表明,土壤中的全氮与有机质的相关性显著,全磷与有机质的相关性较明显,变化趋势相一致。短期的恢复措施造成了恢复样地20~30 cm土壤层中有机质、全氮和全磷含量的下降,长期的恢复措施使恢复样地中的这3种营养物质的含量得到了上升;人工种植措施使土壤中的全钾含量显著下降(P<0.05)。此外,速效养分的变化不一致,其中速效氮的含量表现为先降低后升高,速效磷和速效钾的含量变化表现出升高趋势。植被恢复对土壤脲酶活性有促进作用,但蔗糖酶活性没表现出规律性变化;这2种酶的活性与速效养分的含量表现出较强的正相关,而与有机质和全价养分的含量相关性不显著。     

甘南高寒草甸采矿活动及植被恢复方式对土壤有机质和酶活性的影响

研究植被恢复对矿区土壤和生态环境修复具有重要意义,但目前青藏高原基于采矿背景的生态恢复研究较少。本研究以甘南高寒草甸采金矿区为研究对象,探究采矿及植被恢复(草本植物恢复和木本植物恢复)5年后土壤有机质和酶活性的变化。结果表明:采矿活动会使土壤有机质和酶活性显著下降(P<0.05),草本植物恢复5年后有机质和脲酶活性显著提高(P<0.05),但木本植物恢复对土壤有机质和酶活性影响均不显著(P<0.05),恢复样地和未恢复样地土壤有机质含量和酶活性均呈正相关关系,恢复样地土壤有机质和酶活性在垂直分布上(0–10 cm和10–30 cm)没有显著差异(P>0.05)。该地区植被恢复前期以垂穗披碱草(Elymus nutans)为建群种的草地群落凋落物和根系分泌物输入要高于以青海云杉(Picea crassifolia)为建群种的林地群落,更能快速提高土壤质量,以木本植物恢复时应搭配凋落物输入量大且易分解的树种。     

短期恢复下高寒矿区煤矸石山土壤变化特征研究

植物-土壤的相互作用是生态恢复学的主要研究方向之一,明确植被恢复对土壤性质的影响程度,对于合理设计人工恢复措施等意义重大。本研究通过在高寒矿区煤矸石山人工种植垂穗披碱草、冷地早熟禾、星星草,研究不同恢复年限下土壤氮、磷、钾、有机质、pH值、植被盖度变化特征及各指标之间的相关性。结果表明,随着恢复时间的延长,土壤全氮含量与恢复当年相比差异不显著,土壤全磷含量逐步增加,土壤全钾含量逐步下降。恢复4年与恢复当年相比,土壤全磷含量增加了17.39%(P<0.05)、土壤全钾下降了12.77%(P<0.05)。土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量均显著下降,恢复4年与恢复当年相比分别下降了49.68%(P<0.05)、66.07%(P<0.05)、18.67%(P<0.05)。与恢复当年相比,恢复2和4年后土壤有机质含量分别提高了7.92%(P<0.05)、43.02%(P<0.05),增加趋势明显。pH值随着恢复时间的延长逐步增加,土壤由酸性逐步向中性过度。人工建植2、4年后盖度未发生明显变化。相关性分析表明,除全氮含量以外,绝大部分土壤营养元素之间相关性显著,植被盖度与土壤pH值之间呈负相关。结合当前研究结果,在高寒矿区煤矸石山人工建植过程中,需及时补充速效肥料,以满足地上植物生长需求。     

石质边坡植被建植两周年群落特征与土壤养分动态

为了解边坡生态防护工程植被建植初期植被特征与基质养分变化规律,依托实际工程,采用定位研究法,对3个不同坡向、坡度的边坡在人工植被建植后2年主要群落特征(物种、盖度和高度等)和土壤养分因子(有机质和速效态养分元素)等每月进行跟踪测试。结果表明,1)边坡人工植被建植初期,群落特征总体上存在明显的季节性变化,建植后第1年物种主要以初播物种为主,物种数相对较少,第2年,随着当地植物的入侵,物种数大量增加。边坡植被一年存在2个枯黄期,分别出现在夏季高温期和冬季低温期,存活部分盖度在冬春季平均盖度最低,到5月随气温回升而突增,8、9月下降,10月又上升,到11月覆盖度最高。群落高度第2年同比第1年均高,表现出较旺盛的长势。2)土壤中碱解氮和有效磷质量分数在植被建植后2年内波动下降,均低于建植初水平;1、2号坡速效钾质量分数在波动变化后有所下降,3号坡在波动变化后略有上升;有机质的质量分数在第1年波动变化后大幅度增加,第2年前3个月明显下降,之后基本持平,第2年末比第1年末有所下降。3)在植被建植初期的2个月内,不同坡向和坡度的边坡之间在群落物种组成和盖度等特征方面存在显著差异(P＜0.01),之后随着边坡植被的大面积覆盖,坡向和坡度对群落特征的影响已不明显。     

调亏灌溉对高寒荒漠区人工混播草地土壤环境与牧草生长的影响

针对中国高寒荒漠草原区牧草种植模式单一、产量水平低下的草业畜牧业生产现状,探究更为有效的灌水模式以提高牧草产量,以实现区域水土资源高效利用。以燕麦和箭筈豌豆混播草地为研究对象,采用大田试验对比分析了7种调亏灌溉模式（拔节期轻度亏水BW₁：65%~75%,拔节期中度亏水BW₂：55%~65%,拔节期重度亏水BW₃：45%~55%,开花期轻度亏水KW₁：65%~75%,开花期中度亏水KW₂：55%~65%,开花期重度亏水KW₃：45%~55%,以全生育期充分灌水QW₀：75%~85%为对照）对混播草地土壤水分、土壤温度和土壤养分及牧草株高、茎叶比、产量和水氮利用效率的影响。结果表明：1）平均土壤贮水量随灌水亏缺程度的提高呈降低趋势,同一亏缺度条件下,拔节期亏水与开花期亏水间无显著差异。2）水分亏缺处理的平均土壤温度显著高于充分灌水处理,且水分亏缺度一定时,拔节期亏水处理的平均土壤温度显著高于开花期亏水处理。3）收获后各处理的土壤养分含量较播种前呈降低趋势。与充分灌水相比,开花期轻度亏水可显著提高土壤速效氮含量,而中度或重度水分亏缺不利于牧草对土壤速效磷和钾的吸收。4）同一灌水模式下,燕麦株高、茎叶比和产量均显著高于箭筈豌豆。7种灌水模式的草地耗水量为386.1~502.6 mm,与处理QW₀相比,处理KW₂的灌水量减少20.6%,牧草总产量无显著差异,可获得较高的水分利用效率（31.5 kg·hm^-2·mm^-1）、灌水利用效率（81.0 kg·hm^-2·mm^-1）、氮素吸收效率（0.99 kg·kg^-1）和氮肥偏生产力（191.1 kg·kg^-1）,是高寒荒漠区燕麦与箭筈豌豆混播人工草地节水、增产和高效的水分管理模式。