不同植被恢复年限弃渣场入渗性能研究

为科学预测弃渣场水土流失量及评价其植被恢复效应,采用双环入渗法研究了不同植被恢复年限的弃渣场平台及边坡处的入渗特征,结果表明:不同植被恢复年限的弃渣土体容重、有机质含量及毛管孔隙度均随植被恢复年限的增加而增大,植被恢复从1年变化到2年,其容重差异在0.07~0.14 g/cm~3之间;弃渣入渗过程大致存在入渗率迅速降低(9 min内)、缓慢降低(10~60 min)和趋于稳定(60 min后)三个阶段;平台处的稳定入渗率随植被恢复年限的增加呈先增加后减小趋势,而边坡处的稳定入渗率则随植被恢复年限的增加呈先减小后增加趋势;Horton模型对弃土弃渣入渗过程拟合的相关系数最大(平均0.923),是反映其入渗过程的适宜模型。     

不同恢复年限弃渣场入渗特征研究与评价

为分析弃渣场入渗性能及其植被恢复效应,采用野外双环入渗和主成分分析方法,分析和评价不同恢复年限弃渣场入渗特征。结果表明:(1)弃渣场恢复年限2个月(P1),2a(P2),4a(P3)和桑树林地(P4)的初始入渗率依次为11.32,9.34,15.84,19.38mm/min,稳定入渗率为4.64,3.62,6.71,7.81mm/min;桑树林地的稳定入渗率为3个弃渣场的1.68,2.16,1.16倍;(2)Kastiakov模型的拟合效果优于通用经验模型、Philip模型和Horton模型,其决定系数为0.905~0.956;(3)入渗特征值与土壤容重,20~5mm,5~2mm颗粒含量呈显著负相关(p0.05),与非毛管孔隙度、有机质含量和2~0.075 mm颗粒含量呈显著(p0.05)或极显著(p0.01)正相关;(4)主成分分析评价的土壤入渗能力排序依次为P4(2.398)P3(0.792)P1(-1.104)P2(-2.089);随着恢复年限的增加,弃渣场入渗性能得到较好的改善且接近桑树林地。     

弃渣场边坡稳定性特征分析

针对弃渣场边坡容易发生细沟侵蚀的问题,采集弃渣场坡面不同坡位的弃渣样品,对弃渣容重、含水量、饱和导水率、饱和含水量、砂粒含量、碎石含量等物理指标进行测定;与此同时,还对各点的样品进行直剪试验,并以此对弃渣场边坡稳定性特征进行分析。结果表明:新形成弃渣场坡面由上而下,其土体内摩擦角ψ逐渐增大,而土体粘滞系数C的变化与弃渣场坡面形成过程关系密切,一般而言,坡面的上部和下部粘滞系数C较小,说明弃渣场坡面上部土体的稳定性较中下部弱;对土体其他物理性质指标与土体的内摩擦角ψ、粘滞系数C进行相关性分析,结果显示内摩擦角ψ与>0.075 mm细粒含量的相关系数为-0.427*,粘滞系数C与饱和导水率的相关系数为0.514**,表明饱和导水率和细粒物质含量对于弃渣场坡面土体稳定性具有重要影响。     

水电站工程弃渣场植被恢复的土壤养分条件研究

土壤养分水平是衡量植被自然恢复效果的一个重要指标,为了更好地进行植被恢复,采用野外调查和室内试验相结合的方法,选取云南金安桥水电站工程2#、3#弃渣场的渣体为研究对象,以渣场对应的原生植被区土壤作为对照,从土壤化学性质方面探索植被恢复的土壤养分状况,结果显示:弃渣场土壤pH均值为8.22,为碱性,超出了大多数营养元素的有效pH值范围,不利于植被恢复;弃渣场土壤有机质含量较低,2#、3#渣场分别为4.85%、10.56%,仅占对应原生植被区土壤有机质含量的8.33%和6.69%,无法提供植物正常生长所需的养分;弃渣场土壤全氮、全磷、全钾及水解氮、速效磷、速效钾含量均较低,但除氮素外,其余基本上可满足植被正常生长的需要。     

生产建设项目弃渣场物理性质变化特征及类型划分

各种生产建设项目在建设过程中产生的大量弃土弃渣场,由于其失去了原生土壤的结构且具有较陡的松散堆积面,是人为水土流失的主要地貌单元。以重庆典型生产建设项目弃渣场为研究对象,在分析弃土弃渣物理力学性质变化特征基础上,划分了弃渣场类型并分析其生态修复特征。结果表明:1)不同生产建设项目弃土弃渣物质组成特征差异明显,矿产资源开发建设工程物质组成复杂,砂粒(2 mm)含量为39.24%;线性建设工程以石砂质渣体居多,而城镇建设工程弃渣以土质弃渣为主。2)与原状土壤相比,弃土弃渣受人为机械扰动而其物理力学性质特征显著;紫色土弃渣平均紧实度(1.86 g/cm3)远大于原状土壤(1.27 g/cm3),渗透性(0.28~26.03 mm/min)高于原状土壤(0.73~6.22 mm/min),抗剪强度和液塑限指数相比土壤也明显降低,直接影响其自身稳定性和抗侵蚀性能。3)在生产中可根据弃渣场物质组成、原地貌类型、上游有无汇水面积进行类型划分,并以堆放方式作为主要依据评价弃土弃渣堆积体的土壤侵蚀特征和稳定性。     

朱岔峡水电站2号弃渣场边坡稳定度分析与水土保持措施

在实地调查的基础上,对甘肃省大通河朱岔峡水电站2号弃渣场边坡稳定度进行了分析与计算,结果表明:朱岔峡水电站2号弃渣场边坡滑动稳定安全系数(K)为0.19,远小于工程中一般要求的1.25~1.35,属不稳定边坡。在防护措施布设上建议采用抗滑桩—钢索—铁丝笼带以增强边坡的稳定性,并在枯水期及时清理河道,以保障洪水期水流畅通,同时选择小叶杨、扁穗冰草等根系发达、适应性强的植物稳固边坡,防止新的水土流失发生。     

大型开发建设项目弃渣场植被重建的限制因子

为研究大型开发建设项目金安桥水电站弃渣场植被重建的限制因子,选取金安桥水电站2#弃渣场和3#弃渣场的渣体为研究对象,以原地貌灌草地和林地土壤作为对照,从土壤理化性质方面探索植被重建的限制因子,结果显示:在土壤物理性质方面,弃渣场土壤粒径组成不合理,大粒径颗粒含量较多,是植被重建的一个主要限制因子;在土壤化学性质方面,弃渣场土壤有机质和氮素含量极低,无法提供植物正常生长所需的养分,是另一个主要限制因子。要恢复植被,就必须进行基质改良,逐步改善弃渣场土壤的理化性质,提高土壤肥力。     

驻信高速公路弃渣场的治理

京珠高速公路驻马店至信阳段 ,在建设中设计有 3 4个弃渣场。弃渣主要是弃石 ,其内摩擦角大于 45° ,按无黏性土对弃渣场边坡的稳定性进行分析表明 ,弃渣场坡角小于石渣内摩擦角即可保证渣体的稳定。其防护主要是排水处理 ,并对边坡进行削坡开级 ,对弃渣场顶面进行覆土造林。     

乔灌草结合在矿区弃渣地植被修复中的应用

我国经济在持续、高速发展的同时,矿山开采力度也在不断加大,导致矿山生态环境日益恶化,如何恢复矿山植被已成为当前最值得关注的课题之一。以新邵县高家坳金矿弃渣场植被修复为例,从植物种类选择、植物配置、整地方式、种植方法、时间安排等方面详细介绍了矿区弃渣地植被恢复的方法,并通过对4种植物配置模式进行对比试验,确定出适合于该矿区弃渣地的最佳植被模式为乔灌草结合,乔木选用杉木,灌木选用胡枝子,草本植物可撒播高羊茅、百喜草和狗牙根混合草籽或通过封山育草措施解决。     

关中平原高速公路边坡不同植被恢复年限土壤团聚体分形特征研究

选取14个关中平原高速公路路堤边坡样地,分析了不同植被恢复年限下土壤水稳定性团聚体特征。结果表明:(1)随年限延长,>1mm大团聚体表层含量基本大于亚表层含量;<1mm团聚体则相反;<0.25mm微团聚体含量呈现出先增大后又减小的趋势,而>5mm团聚体含量则先减小后增大。(2)研究区阳面边坡分形维数为2.45～2.79,阴面边坡分形维数为2.48～2.70,变化幅度较小;表层分形维数小于亚表层。(3)分形维数与<0.25mm团聚体含量显著正相关,与有机质、全氮显著负相关。(4)因子分析可简化多因子问题的研究,从15个因子中确定:有机质、全氮、硝态氮、速效磷和1～0.5,0.5～0.25,<0.25mm是影响团聚体分形维数的主要因子。植被恢复促进团聚体均匀分布,使土壤分形维数降低,改善土壤结构。     

不同植被恢复措施下高寒沙化草地植被与土壤变化特征

草地沙化是青藏高原草地生态环境恶化的显著问题之一,为研究不同恢复措施对高寒沙化草地植被与土壤的影响,以沙化草地（DG）、人工草本恢复草地（AG）、人工灌丛恢复草地（AS）以及天然草地（NG）为研究对象,基于植被群落和土壤特征的变化及两者的相互关系,评价了不同人工植被恢复措施对高寒沙化草地22年的恢复效果。结果表明：（1） AG和AS分别使DG的地上生物量增加至109.21,1 293.21 g/m²,但2种恢复措施的草本地上生物量均显著低于NG,而AG的植被群落物种丰富度比AS显著低31.48%（p<0.05）。（2）与DG的0—10 cm表层土壤相比,AG的土壤孔隙度、含水量、总碳和总氮含量分别显著提高7.94%,67.95%,22.09%和257.14%,AS的这些指标也分别显著提高6.41%,43.00%,17.18%和242.86%;但2种恢复措施的土壤碳氮养分含量均显著低于NG （p<0.05）。（3） AS和AG的土壤有机碳矿化总累积量分别比DG显著提高133.39%和116.96%,但均显著低于NG,2种恢复措施间无显著差异（p>0.05）。可见,人工植被恢复措施显著促进沙化草地植被以及土壤恢复,但灌丛恢复更有利于提高植被物种丰富度,而草本恢复更有利于增加沙化草地土壤水分。     

不同植被恢复类型对煤炭物流园区废弃地土壤理化性质的影响

[目的]探究煤炭物流园区废弃地不同植被恢复类型对土壤理化性质的影响,为类似废弃地的生态修复提供科学参考。[方法]以3种典型植被恢复类型(乔木混交林、灌木林和草地)土壤为研究对象,煤质裸地为对照,测定不同植被恢复类型下土壤的理化性质并进行差异性、相关性和主成分分析。[结果](1)与裸地相比,乔木混交林、灌木林和草地经过10 a恢复以后,土壤总孔隙度分别增加了115.17%,62.06%,7.57%,土壤含水量增加了105.99%,71.21%,67.05%,而土壤容重减少了8.98%,5.13%,4.85%;(2)乔木混交林、灌木林土壤有机质含量明显增加,草地对碱解氮、速效钾含量有显著促进作用;碱解氮、速效磷含量在垂直方向均表现为显著的“表聚性”,而速效钾含量为显著深层聚集的特点;(3)有机质与碱解氮、速效磷、毛管孔隙均表现为显著正相关(p<0.05),碱解氮与速效磷表现为极显著正相关(p<0.01),即土壤有机质在改善土壤理化性质及养分循环方面具有重要作用。[结论]不同植被恢复类型土壤质量综合评价结果从高到低排序依次为：乔木混交林>灌木林>草地>裸地。乔木...     

扰动边坡植被恢复过程中的土壤性质演变

采用空间代替时间法研究了扰动边坡植被恢复过程中的土壤性质演变。结果表明,扰动边坡植被恢复过程中土壤含水量呈上升趋势,土壤容重呈下降趋势。随着植被的恢复,土壤物理性质逐渐改良。土壤有机质、全氮、速效氮、微生物量碳、微生物量氮、土壤呼吸呈上升趋势。全磷和全钾变化趋于稳定,速效磷和速效钾随着植被恢复演替在前期呈现增加的趋势,随后又降低,最后趋于稳定。土壤微生物呼吸速率随着植被恢复年限的增加呈上升趋势,说明植被在恢复过程中,土壤的熟化程度越来越高。     

黄土丘陵小流域植被恢复驱动下的土壤养分特征

为定量揭示植被恢复对土壤养分的影响,本文借助土壤养分指数（SNI）评价方法,对典型黄土丘陵区小流域不同恢复方式下典型植物群落的土壤养分进行定量化分析和综合评价。结果表明:不同恢复方式的土壤SNI值大小依次为:退耕还林（0.814） > 退耕还灌（0.659） > 弃耕或退耕还草（0.364） > 对照农地（0.220）;不同植物群落土壤SNI值大小依次为:柠条群落（0.777） > 小叶杨群落（0.658） > 刺槐群落（0.545） > 杏群落（0.510） > 草群落（0.425） > 茵陈蒿群落（0.310） > 沙棘群落（0.271） > 白羊草群落（0.257） > 硬质早熟禾群落（0.249） > 大豆群落（0.227） > 铁杆蒿群落（0.224） > 达乌里胡枝子群落（0.103）。研究表明,生态退耕后不同恢复方式对土壤养分均有明显的改善作用。退耕还灌的三种植物群落土壤养分指数差异显著,退耕还林、弃耕或退耕还草内部各群落间土壤养分指数差异不显著,除铁杆蒿和达乌里胡枝子群落外,其他植物群落的土壤养分指数均高于农田作物大豆群落。     

风沙黄土区排土场不同恢复类型植物群落与土壤种子库特征

风沙黄土区排土场作为一种人造生态系统,自然条件恶劣,土壤贫瘠,植被恢复困难。为了探明有效的人工促进植被恢复措施,采用植被调查与种子库萌发试验相结合的方法,通过研究不同植被类型地上植物群落与土壤种子库特征及二者的关系,探讨了其植被恢复效益及潜力。结果表明:研究区人工植被恢复下地上植物群落中共47种植物,分属16科40属,土壤种子库共14种植物,分属5科13属,其中均以禾本科、菊科、藜科、豆科占主导地位; 灌木植被的地上植被和土壤种子库的物种多样性均表现为最优; 地上植被与土壤种子库密度的变化范围为88.48～495.47株/m²,74.74～1422.91粒/m²,且均在草地类型下最大。土壤种子库和地上植被的相似性普遍较低,相似性系数仅为0.16～0.23。因此,风沙黄土区排土场的植被恢复与重建需要加强保护与管理,可以考虑构建以草灌配置为主的人工植被恢复模式,保障群落的恢复潜力,并提高群落多样性与稳定性,亦可考虑引入外源种子库提升群落恢复的潜力。     

不同植被恢复模式下煤矸石充填复垦土壤物理性质与有机无机复合体的关系

[目的]揭示复垦土壤物理性质与有机无机复合体的关系,为改善复垦土壤的物理特性提供依据。[方法]选择淮南大通煤矸石充填复垦区三种典型植被恢复模式下人工恢复7a的土壤,定量分析其物理性质及有机无机复合体,并运用多元统计分析两者的关系。[结果]研究区土壤的有机无机复合状况及结合态腐殖质在不同植被恢复下发生了不同程度的变化。结合态腐殖质以稳结态为主,所占比例为41%~67%。植被恢复降低了复垦土壤的容重而增加了其总孔隙度,而且臭椿+草本恢复模式效果最佳。土壤非毛管孔隙度与有机无机复合量及紧结态/重组碳呈显著正相关,而与稳结态/重组碳呈显著负相关。毛管孔隙度与有机无机复合量及紧结态/重组碳呈显著负相关,而与稳结态/重组碳呈显著正相关。土壤总孔隙度及容重与结合态腐殖质各组分的绝对含量分别呈显著正相关和负相关关系。[结论]复垦土壤物理性质与有机无机复合体具有密切关系。     

天然地形和人工沙棘风障对排土场平台植被恢复的影响

以霍林河露天煤矿为例 ,通过对排土场不同地段植被的观察、野外小区实验和室内分析的方法 ,调查研究了天然地形风障以及人工沙棘风障对半干旱地区露天煤矿排土场平台植被恢复状况的影响。研究结果表明 ,地形与人工沙棘风障不仅起到防风作用 ,还可以改善土壤理化性质 ,促进其它植物的生长 ,防治水土流失 ,加速排土场的植被恢复与生态重建的进程。     

金尾矿废弃地不同植被恢复模式群落特征

为探讨矿山废弃地不同植被恢复模式的植被特征和物种多样性,以福建紫金山金矿废弃地为研究对象,对6种不同植被恢复模式群落的结构特征和数量组成进行样方调查,统计分析了不同植被恢复模式群落的物种组成、重要值和物种多样性,并与未被破坏的自然植物群落进行了比较分析。结果表明:人工植被恢复群落的丰富度指数、多样性指数和优势度指数呈现出相同的变化趋势。植被恢复9a后,人工植被恢复群落物种组成仍以草本植物为主,五节芒、藿香蓟、艾草、三叶鬼针草和柳叶箬对废弃地有较强的适应能力,可作为乔、灌、草相结合治理模式的配置草种。不同植被恢复模式的群落特征和物种多样性存在差异,马尾松—枫香—本地河滩草模式物种多样性较高,植被恢复效果较好,其次为马尾松—邓恩桉—本地河滩草模式,马尾松—樟树—胡枝子—本地河滩草模式的植被恢复效果不明显。     

金尾矿废弃地不同植被恢复阶段物种多样性与土壤特性的演变

为探寻矿山废弃地植被恢复过程中植被和土壤的演替规律及物种多样性与土壤因子间的关系,以福建紫金山金尾矿废弃地为研究对象,采用空间代替时间序列的方法,对不同植被恢复阶段植物群落的物种多样性和土壤理化性质进行调查研究,并与未被破坏的自然植物群落和植被恢复前的裸尾矿进行比较分析。结果表明:(1)植被恢复能有效提高群落物种多样性,且随群落演替的进行呈上升趋势,不同植被恢复阶段的群落乔木层物种多样性明显低于灌木层和草本层,物种α多样性指数呈现相似的变化趋势;(2)植被恢复能有效改善土壤理化性质,不同植被恢复阶段的土壤容重和pH值随着恢复年限的增加而降低,土壤持水量和孔隙度逐渐提升,最大持水量和总孔隙度在恢复到11a时达到最大,相对于裸尾矿分别提高了112.91%和95.31%,有机质含量显著提高,是裸尾矿的1.99~23.30倍,养分含量逐渐增大,其中全磷和速效磷含量呈现先增加后降低的变化趋势;(3)相关性分析结果表明:植被恢复过程中物种多样性与土壤理化因子间具有明显的相关性,物种多样性与土壤养分含量呈现相似的变化趋势,植被的恢复不断改善着土壤理化性质,土壤肥力不断提高,而土壤理化性质的改善又促进了植物群落的发育和恢复发展。