阜新矿区煤矸石山植被恢复土地适宜性评价

以阜新矿区孙家湾煤矸石山为评价对象,运用主成分分析法确定权重,采取指数和法计算综合指数,对不同排矸年限的立地单元进行植被恢复适宜性评价,结果表明:经过多年风化样地的植被恢复适宜性高于风化年限较短的样地,阴坡的适宜性好于阳坡,与实际情况基本相符,为当地煤矸石山植被恢复的适宜性评价提供了一种方法和思路.     

基于植被重建的宁东矿区煤矸石山立地类型及其特征

[目的]研究煤炭开采形成的煤矸石山占压土地并造成的地表植被破坏,正确划分煤矸石山立地类型,为矿区生态恢复与重建提供依据。[方法]以宁东矿区煤矸石山为研究对象,选取微地形、海拔、覆土厚度、土壤质地等10个立地因子进行调查分析,利用主成分分析和聚类分析等方法,划分煤矸石山立地类型。[结果]应用主成分分析法确定出主导立地因子为:微地形、覆土厚度、土壤质地;再依据主导因子对研究样地进行聚类分析划分出宁东矿区煤矸石山3个立地类型组,5个立地类型亚组,8个立地类型。煤矸石山平台面积较大,边坡坡度32°～40°之间,覆土厚度多在30 cm以上,土壤田间持水量16.82%～34.85%,全K含量34.29～46.61 g/kg,属于极高水平,全P含量0.31～0.62 g/kg,为中下或低水平,而土壤有机质、全N含量均属于极低水平,煤矸石山土壤偏碱性。[结论]在宁东矿区煤矸石山重建时应因地制宜,覆土砾石含量较少时,选择以乔木为主的乔灌型混交模式,或以灌木为主的灌木林或灌草型;砾石含量较多时,选择以草本为主的灌草型;土壤为轻砾石土时,撒播草籽。     

大型煤矸石山植被重建的土壤限制性因子分析

煤矸石是我国第一大固体废弃物,巨量煤矸石堆积压占了大量土地,并影响矿区及周边水土环境,煤矸石山的植被重建是解决上述问题的经济而有效的途径。国内外研究与实践表明,表层土壤特性是矸石山植被重建成功与否的决定性因素。由于表层物料组成以及所处地域等因素,目前对煤矸石山各限制性因子及其重要性看法有所不同,从而影响了措施设计及植被效果。本文以抚顺西露天煤矿等煤矸山为例,对大型煤矸石山植被恢复的诸多限制性因素进行了分析论述,认为表层风化物的主要限制性因子依次为质地、水分、养分、pH、盐分、表层温度、重金属等,这与以往研究有所不同,体现了该煤矸石山的区域特色。研究结果可为制定适宜的煤矸石山及其类似废弃物堆场的植被恢复措施提供依据。     

六盘山林区四种植被类型对土壤物理性质的影响研究

植被恢复是改善土壤物理性质、保持水土的重要措施。为研究不同植被类型对土壤物理性质的影响,以六盘山林区华北落叶松、白桦、虎榛子和沙棘4种植物为研究对象,分别测定了不同层次的土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、土壤含水量、最大持水量、毛管持水量和田间持水量等指标,并进行了分析。结果表明:4种植被类型的土壤容重,均表现出随着土层的增厚而增加的趋势;土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤含水量、最大持水量、毛管持水量和田间持水量,均表现随着土层的增厚而降低的趋势。植被恢复更有利于提高土壤总孔隙度和非毛管孔隙度,改善土壤结构,提高土壤透气透水性和涵养水源的能力。沙棘和虎榛子在提高土壤总孔隙度方面更为有效,虎榛子更有利于改善土壤表层的土壤含水量、毛管持水量和田间持水量。     

基于GIS的干热河谷植被恢复分区研究——以攀枝花城市视野区为例

以攀枝花视野区为例,研究了基于GIS的干热河谷区植被恢复适宜性评价及分区方法.在干热河谷植被恢复适宜性评价及分区中,主要考虑对植被类型及植物生长影响较大的海拔高度、坡向、坡度、岩土类型、土层厚度等因素,并采用专家评分法给各影响因子权重和适宜性评价赋值.经过GIS的数据处理、空间分析、模型建立及运算,得到植被恢复适应性评价图,再经过分类、合并,将攀枝花市视野区划分为适宜区、较适宜区、较不适宜区、不适宜区、极不适宜区,得到植被恢复分区图.     

煤矸石山坡面不同覆盖的水土保持效益分析

根据山西省阳泉市煤业集团三矿280自燃煤矸石山坡面的观测资料,对采用不同坡面覆盖方式的样地的水土保持效益和植被生长情况进行了分析研究.结果表明,采用煤矸石和黄土混合覆盖的煤矸石山坡面蓄水保土效果显著,植被恢复状况良好.在同一时期内,随着矸石覆盖率的增加,煤矸石样地的土壤含水量也随之增加.在煤矸石和黄土混合覆盖的样地中,矸石覆盖间隔0.15～0.25 m,覆盖率35％～45％的样地,保土效益最好,植被恢复最佳.     

温度对煤矸石山水分及植物生长的影响——以山西省阳泉市煤矸石山为例

 采用野外调查试验、取样和室内分析的方法,研究煤矸石山温度对水分及植被生长的影响。结果表明:煤矸石山温度在垂直方向随着深度的增加有上升趋势,与自然黄土荒坡变化趋势相反,且覆土后的煤矸石山较自然恢复煤矸石山温度变化剧烈;在垂直0～80cm的范围内,自然恢复、覆土50 cm和覆土100cm煤矸石山相邻土层（10cm）温度升高值分别为0.68、2.20和2.97℃;覆土煤矸石山水分含量在垂直方向因温度升高逐步下降,其水分含量较自然恢复煤矸石山平均高出10%～15%;在山西省阳泉市煤矸石山适宜生长的耐高温植物有灰绿藜、茵陈蒿、蒺藜、马齿苋、臭蒿、狗尾草、沙打旺和鬼针草,4种植物对温度敏感程度由高到低依次为紫穗槐>刺槐>臭椿>侧柏。     

植被恢复对高速公路工程堆积体土壤性质的影响

以红壤区植被恢复5 a的昌栗高速工程堆积体为研究对象,研究植被恢复对工程堆积体土壤理化性质的影响。沿线选择6个工程堆积体,在堆积平台设置标准样方,采集土样,分析土壤的理化性质。研究结果表明:(1)0～10 cm土壤密度及含水量都最小,田间持水量、毛管孔隙度及非毛管孔隙度都最大; 20～40 cm土壤密度及含水量都最大,田间持水量、毛管孔隙度及非毛管孔隙度都最小。随着土层的增加,土壤密度、含水量逐渐增加,田间持水量、毛管孔隙度及非毛管孔隙度逐渐降低;(2)0～10 cm土层有机质、速效氮含量都最大,速效钾、速效磷含量最小,10～20 cm的速效钾、速效磷都最大。随着土层的深入,不同的化学性质呈现出不同的变化趋势,有机质逐渐降低,而速效钾、速效磷呈现先增加后降低的趋势,而速效氮含量逐渐降低。由此可见,植被恢复5 a后,土壤的理化性质得到不同程度的改善。     

阳泉煤矸石山治理后土地利用环境影响评价

为更加有效地对矸石山进行场地治理和生态修复,山西省阳煤集团拟在覆土治理后的煤矸石山上修建生态休闲公园。为评价拟建项目对环境的影响,分析了阳泉一矿煤矸石的物化特性并现场调研了矸石山堆存现状,监测并评价了煤矸石山区域内的大气、水体、声音和固体废弃物环境质量,对该项目建设过程中潜在的环境影响进行了预测,并给出了对应的污染防治措施。研究结果表明,在煤矸石山实施生态修复项目具有优良的生态效益和社会效益。     

不同生态恢复方式及施肥管理对退化黑土物理性状的影响

研究了不同生态恢复方式（苜蓿休闲、自然恢复、种植作物）和不同施肥管理（化肥＋有机肥、化肥＋秸秆还田、化肥、无肥）对退化黑土物理性状的影响。结果表明,与自然恢复相比,不同施肥管理对退化黑土物理性状改良效果皆较好,表现为容重减小,孔隙度、毛管持水量、最大持水量、田间持水量和水稳性团聚体含量增加,其中化肥与有机肥配施效果最好;而苜蓿休闲方式由于恢复年限较短,仅容重和孔隙度变化较明显。苜蓿和自然恢复对0-10cm土层的容重、总孔隙度、毛管持水量、最大持水量、田间持水量影响较大,而10-20cm土层由于恢复年限较短,变化不明显。0-20cm土层水稳性团聚体（〉0．25mm）含量和平均重量直径表现为不同施肥管理〉苜蓿休闲〉自然恢复。     

黄土高原不同地貌类型区植被恢复潜力及其土地利用变化

黄土高原1999年开始的退耕还林（草）工程，对植被覆盖与土地利用结构产生了深刻影响，评估黄土高原未来植被恢复潜力、植树造林适宜区以及土地利用变化，对黄土高原生态保护和高质量发展具有重要意义。该研究基于北洛河流域2020年下垫面状况，借鉴"相似生境法"，对不同地貌类型区的未来恢复潜力、植树造林适宜区与土地利用变化进行了分析。结果表明：1）丘陵沟壑区目前平均植被盖度为61.9%，未来20~30 a仍有9.2%左右的上升空间，植被可恢复土地面积约占丘陵区的36.4%。土石山林区尚有11.5%的土地面积具有恢复余地，高塬沟壑区与阶地平原区植被盖度恢复余地很小。2）未来土地利用变化面积主要集中在丘陵沟壑区，与2020年相比，其耕地将减少47.4%，而林地与草地会增加0.7%与15.8%。土石山林区耕地将减少23.0%，林地与草地分别会增加0.2%与36.0%。3）基于"适地适树"原则下的情景模拟，高塬沟壑区与阶地平原区分别有279.16、233.73 km2面积可植树造林，而丘陵沟壑区大片可退耕土地适宜于自然恢复。结果表明，丘陵沟壑区仍是未来生态恢复重点关注区域，是黄河流域生态保护和高质量发展的热点区域。     

乌海矿区矸石山边坡植被重建初期物种多样性及群落稳定性

[目的]针对西北干旱区煤矸石山边坡植被重建初期,探究不同建植年限群落特征的变化规律,为乌海市矿区生态重建的中、后期工作提供依据。[方法]以乌海市矿区美方煤矸石山为研究对象,采用野外样方调查取样的方法,对比分析了矸石山植被重建初期的植物生长状况与群落稳定性。[结果]①研究区植被重建过程中,物种数量明显增加。自然侵入植物种在重建2 a时仅有4种,建植3 a增加至6种,建植4 a已增加至7种。不同植被重建年限群落中白茎盐生草(Halogeton arachnoideus)均处于优势地位,表明群落正在进行正向演替过程。②随重建年限从2 a增加至4 a,植被平均盖度、地上生物量、群落丰富度指数均增加了1.5倍左右,表明群落结构逐步稳定。③煤矸石山,在植被重建2~4 a时,群落正处于演替初期,群落相似性系数逐年降低,群落结构趋于复杂化,但仍处于不稳定状态。[结论]在矸石山后续的恢复中,在种植矿区典型复垦植物种,例如豆科、禾本科、菊科等植物时,应适当促进适应当地条件的本地物种自然定植,并且通过种植演替后期的本土植物种类在煤矸石山保留当地基因库。     

植被自然恢复对煤矸石堆场Fe/Mn淋溶迁移的影响及其作用效果

[目的] 探讨植被自然恢复下植被类型对煤矸石堆场Fe,Mn淋溶迁移的影响及其作用效果,为煤矿区煤矸石堆场的生态环境治理及生态修复提供科学依据。[方法] 通过对贵州省中部废弃煤矿区不同植被条件下煤矸石堆场地表径流进行采样分析,同时通过移植煤矸石堆场上生长的马尾松、光皮桦和类芦进行盆栽试验以及采集基质渗透水样品。[结果] 马尾松、光皮桦及类芦生长的煤矸石基质渗透水和煤矸石堆场地表径流水中Fe,Mn含量均显著地低于无植物生长的煤矸石,煤矸石堆场植被自然恢复后地表径流水中Fe,Mn含量下降率分别达45.27%~85.60%,60.17%~90.13%,植被作用效果的大小顺序为：马尾松幼林 > 阔叶树幼林 > 类芦草丛。同时,马尾松幼林、阔叶树幼林、类芦草丛煤矸石堆场地表径流水中泥沙含量分别比无植被裸露的煤矸石堆场平均减少了40.18%,30.67%,27.91%。煤矸石中矿物颗粒态Fe,Mn的迁移量也出现明显的降低。[结论] 植被自然恢复能显著地减少煤矸石堆场Fe,Mn向水体的迁移及改善废弃煤矿区地表水环境质量。植物生长,特别是马尾松生长对减少煤矸石中Fe向水体迁移产生的环境效应大于Mn。     

煤矸石渣土改良及其效果研究

自燃煤矸石山渣土具有高盐强酸性,严重制约了植物的生长,因此在对自燃煤矸石山进行植被恢复时,首先要对煤矸石山渣土进行改良。以研究区内黄土作为改良剂,研究了其对自燃煤矸石渣土的改良方法和效果。选取高羊茅、刺槐、紫穗槐、侧柏、山皂角在改良后的渣土中进行种植实验,测试改良效果,筛选适宜在煤矸石山上种植的植物,并确定黄土作为改良剂的施用比例。改良实验结果表明,黄土作为改良剂对自燃煤矸石渣土的强酸性改良效果良好,在pH值为2.8的强酸性渣土中,加入25%的黄土,pH值可提高到6.8。对自燃煤矸石渣土的高盐性改良效果较差,在盐分为3.8%的煤矸石渣土中,加入62.5%的黄土,盐分可降低至0.97%。种植实验也表明,高羊茅、紫穗槐、山皂角对改良后煤矸石渣土的适应性较强,刺槐、侧柏的适应性则较弱。     

铜川三里洞煤矿煤矸石风化土壤重金属分布及污染状况分析

研究煤矿矸石地的土壤重金属分布及污染状况可为污染治理和植被恢复提供科学依据。通过测定陕西省铜川市三里洞煤矿煤矸石风化土壤中Cu,Cr,Cd,Ni,Zn,Pb共6种重金属元素的含量,应用地质累积指数法和潜在生态危险指数法对排矸场风化土壤污染状况进行了分析与评价。结果表明:在地形较平坦,排矸年限长,植被覆盖度大的地段,重金属元素含量较高,而且分布趋于稳定。在坡地,坡下部重金属富集和积累比较明显,一般坡下部重金属含量高于坡上部和坡中部。排矸场Cd污染最为严重,为中度或偏重度污染,且潜在生态危险水平也达到了重度或极重;Cu,Ni,Zn为轻度污染,Cr和Pb污染轻微,个别地段达到轻度污染,这5种重金属元素均达到轻度潜在生态危险水平。可见,该排矸场亟需加强重金属污染的预防和治理。     

煤矸石山不同植被恢复模式对土壤侵蚀和养分流失的影响

 针对煤矸石山复垦地水土流失严重的问题,在山西阳煤集团三矿280煤矸石山坡面上选取7种植被恢复模式,以裸地为对照,设置水土流失试验样方,观测不同植被恢复模式对土壤侵蚀和养分流失的影响。结果表明：与裸地相比,不同椬被恢复模式均对矸石山坡面土壤侵蚀和养分流失具有明显控制效果;下坡段的乔灌混交模式防治坡面侵蚀的作用优于上坡段的草本和灌木;减少水土流失的效果上坡段为荆条 > 紫花苜蓿 > 沙打旺 >草木樨,下坡段为刺槐+柠条、刺槐+荆条和榆树+紫穗槐,但这3种植被模式对减少水土流失的差异不显著;通过偏相关分析,影响养分流失的因索依次为土壤侵蚀量 > 径流量 > 坡度 > 坡长;不同植被恢复模式对煤矸石风化物中速效养分质量系数也具有明显的影响。     

青海江仓圣雄煤矿矸石堆积对周边高寒湿地植被和土壤影响

针对高寒地区露天煤矿开采产生的煤矸石堆积对多年冻土区高寒湿地的影响问题,本文通过地面调查、取样比较,研究分析了矿区周边高寒湿地植被和土壤特征对煤矸石渣山堆积的响应。结果表明,矿区煤矸石堆积的4年时间已经对周边近、中、远不同距离(300m,650m,1000m)高寒湿地植被和土壤产生了一定程度的影响,引起原生莎草类盖度和高度减小,靠近煤矸石渣山区域的牧草高度降低,中距离杂草平均高度比近距离高2.65cm。矸石堆积造成周围土壤容重增加,全氮和有机质含量逐渐减少,远距离0-10 cm土层全氮和有机质平均含量分别是近距离的1.16和1.20倍。高寒湿地土壤真菌和放线菌数量减少, 0-10cm土层近距离样区真菌数量仅为中距离的51.8 %,中距离样区放线菌数量分别是近距离和远距离的4.32和3.4倍。除锌元素和镉元素以外,煤矸石堆积没有显著影响土壤砷、铬、镍、铜、汞、铅等6种重金属元素含量。随机森林算法分析表明,杂草类高度,Zn元素含量,土壤容重、莎草盖度、有机质含量是煤矸石堆积对周围高寒湿地影响的主要因子。     

黄土高原潜在自然植被空间格局及其生境适宜性

植被生态系统的恢复越来越多地受到全球各界关注,潜在自然植被(potential natural vegetation, PNV)和生境适宜性概念应纳入植被规划,作为植被恢复的参考依据。基于高空间分辨率气候数据,使用动态植被模型(LPJ-GUESS),揭示黄土高原2001—2020年PNV空间格局及其生境适宜性的动态演变,并界定了植被优先恢复区。结果表明:黄土高原的PNV以草地和森林为主,潜在草地主要集中在北部、西北部地区(约占73.23%),潜在森林主要分布在南部地区(约占26.16%),极少的裸地主要分布在西部高海拔山区;在潜在森林中,温带落叶阔叶林、寒温性常绿针叶林、温带常绿针叶林占比分别为22.28%,3.88%,0.01%;随着气候变化的推进,潜在森林面积有所下降,而潜在草地面积有些许增加。PNV的生境适宜性呈现西北低、南部及东南高的分布,其中,分布在黄土高原南部平原地带的潜在温带落叶阔叶林其生境适宜性较高,而分布在北部及东北部的潜在草地其生境适宜性较低;并且,对于每种PNV类型,其最高生境适宜性所占据的地理空间及优先恢复区有较大差异。研究结果可为黄土高原植被恢复重建提供科学依据。