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。     

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。     

黑河上游弃渣场水土保持措施配置模式及应用效果

通过实地调查黑河上游弃渣场水土保持措施,分析了弃渣场水土保持工程措施类型和植物种类及植被覆盖度,提出了3种弃渣场水土保持措施配置模式:临河型弃渣场的配置模式为拦渣堤(浆砌石、铅丝石笼)+干砌石护坡+覆土+人工恢复植被+自然修复;坡地型弃渣场的配置模式为挡渣墙(浆砌石)或浆砌石护坡+干砌石护坡+截(排)水沟+土地整治+人工恢复植被+自然修复;平地型弃渣场的配置模式为挡渣墙(浆砌石、干砌石)+覆土+人工恢复植被+自然修复。在此基础上,分析评价了典型弃渣场水土保持配置模式应用效果。     

不同植被恢复年限弃渣场边坡土壤物理性质特征

研究不同植被恢复年限弃渣场土壤侵蚀物理性质特征,可为生产建设项目弃渣场水土流失防治及植被恢复提供理论基础。本文以重庆市典型弃渣场为研究对象,采用野外调查及室内综合分析等方法研究不同恢复年限弃渣场的边坡不同部位土壤物理性质特征。结果表明:不同恢复年限弃渣的细小颗粒(0.25mm)含量差异较大,其随着时间的增加呈先减小后增加的趋势;随着恢复年限增加,弃渣容重呈减小的趋势,2月弃渣容重在1.48~1.64 g/cm3,4年弃渣容重可达1.20~1.40 g/cm3,而弃渣场不同坡位的总孔隙度均与土壤容重呈反比;土壤水分含量明显增大,4年弃渣边坡的自然含水率为2月和2年弃渣的2倍左右,田间持水量也以4年弃渣最大,其平台及边坡的平均持水量为22.26%;在植物根系及其枯落物作用下,弃渣边坡土壤物理性质得到改善,其增强了边坡稳定性。     

金沙江金安桥水电站废弃地植被恢复研究

为了解废弃地植被形成与演替的规律和机理,进而指导水电站废弃地植被的恢复与重建工作,对金沙江金安桥水电站废弃地的植被自然恢复过程及特征进行了调查和分析,结果表明:金安桥水电站废弃地的植物共有49种,分属23科45属;废弃地植物群落的形成是先锋植物种类入侵、定居、群集和竞争的结果,并且草本层的发育要明显好于灌木层;研究区植物群落目前处于次生演替的初级阶段。在今后的植被恢复中,戟叶酸模、白花鬼针草、荩草、扭黄茅、芦苇、含羞草、芨芨草和孔颖草等都是该地区植被恢复的优选物种。     

高速公路项目植被自然恢复研究

结合包头至茂名粤境段高速公路工程2015—2017年水土保持监测成果资料,分析了取土场、弃渣场、临时堆土场等区域的植被自然恢复情况和影响植被自然恢复的因素等。结果表明:在雨量充沛的广东地区,在临时堆土场保留种源的情况下,植被自然恢复面积达可绿化面积的80.54%;取土场、弃渣场等区域仅靠自然植被恢复的过程来减轻水土流失是不可行的;草本植物作为先锋种,在植被自然恢复中占有十分重要的位置;砾石覆盖能够保存种源,降低土壤水分蒸发,有利于植物生长。     

河北省坝上风电场建设区水土流失特点与植被恢复途径

以河北省坝上风电场建设区为研究对象,探讨风电场建设区水土流失特点、分区、防治重点及植被恢复措施。结果如下：风电场建设区水土流失特点为风电场工程的特殊性与坝上水土流失特征的相互耦合的表现;风电场建设区水土流失特点表现为点状与线状侵蚀并存,风蚀与水蚀共存,植被破坏点多面广、植被恢复难度大,土石方量较小、弃渣相对较少,水土流失重点在施工建设期等;风电场建设区的水土流失主要来自升压站、风机区、施工生产生活区、道路区、集电线路区和弃渣场等6个区域,不同区域的水土流失特点和防治重点各有侧重;坝上风电场建设区的植被恢复可采取封育恢复自然植被,清理表土集中覆盖、利用土壤种子库恢复植被及人工植被建设3类途径。     

弃渣场植被恢复与重建研究进展综述

弃渣场植被恢复是根治水土流失的最终途径,也是建设生态文明工程的前提条件。本文回顾了近些年我国弃渣场植被恢复研究进展。首先介绍了弃渣的特性及植被恢复生态学基础理论的研究进展,在此基础上,从植被恢复限制性因子、土壤改良、植物选配、生物多样性和群落演替、植被恢复对生态环境的影响、新技术在植被恢复中的应用等六个方面进行了归纳和总结,指出了弃渣场植被恢复研究中存在的问题及未来的研究方向。     

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。     

广东省某风电工程弃渣场设计实例

本文以广东省某风电场工程弃渣场为例,介绍了弃渣场的选址、容量、堆高等设计及相应防护措施布设,主要包括拦渣工程、防洪排导工程和植被恢复工程。     

不同表土处理对坝上风电场植被恢复的影响

[目的]探讨坝上风电场风机区不同表土处理与植被恢复的组合方式,阐明表土在植被恢复中的作用与效果。[方法]采用表土分层清理堆放回覆试验、客土、表土处理与植被恢复组合试验相结合的方法,分析不同处理的植被恢复效果。[结果]风电场项目区可采用表土分层清理、分层回覆的方式,利用表土土壤种子库进行植被恢复。施工生产生活区与弃土弃渣区分别有16和17种植物萌发,恢复效果良好,分层回覆表土后应及时浇水保证种子萌发。不同植被恢复组合方式在群落盖度、植被平均高度、物种数、多样性指数间均存在显著差异,各处理以分层回覆+自然恢复效果最好,土地平整+自然恢复效果最差。不同植被恢复组合方式投入差异明显,投入最高为客土+人工恢复,最低为土地平整+自然恢复。[结论]各风电场应根据施工条件、经济条件及植被恢复效果选择适宜的恢复方式,尽可能采用分层回覆+自然恢复的方式,不建议使用土地平整+自然恢复的方式。     

废弃采石场植被快速恢复研究

采石对植被破坏是毁灭性的,废弃采石场没有植被保护,极易产生水土流失。通过人工快速恢复植被是最有效防治水土流失,保护生态环境的途径。通过在不同立地条件下的不同整地方式和不同的植物组合形式试验,对比植物的成活率、盖度、年生长量和植株冠幅,确定出客土种植草木犀和苜蓿和客土30 cm栽植乔木能有效提高乔木成活率。     

西藏高寒地区不同边坡生态修复类型土壤的肥力变化

[目的] 对西藏DG水电站6种不同边坡生态修复类型土壤的肥力变化进行对比研究,为西藏水电工程扰动区生态环境的修复提供理论依据和技术支撑。[方法] 采用实地测量和室内试验等方法,分析不同边坡生态修复类型的肥力变化特征及植被生长情况,并用相关性分析确定边坡土壤肥力时空变化与植被生长情况之间的相关性,探讨影响边坡植被生长土壤的肥力主控因素。[结果] 在6种边坡生态修复类型土壤中有机质和氮元素波动变化均较大,随季节变化呈现先降低后增加再降低的趋势,而pH值、速效磷、速效钾变化相对较小。从不同边坡对比结果来看,边坡的土壤养分含量从高到低依次均为：弃土弃渣地 > 土质边坡 > 一般施工场地 > 土石混合边坡 > 岩质边坡 > 施工硬化地表,不同边坡的植被恢复生长状况方面,与土壤养分含量呈现相同的排序。各肥力指标中氨氮、硝氮、速效磷与植被生长情况的相关性最高,其次为速效钾、有机质,而与pH值相关性最低,说明氨氮、硝氮、速效磷对边坡植被生长效果的影响较大。[结论] 在不同边坡的土壤肥力状况中,弃土弃渣地表现最佳,而岩质边坡和施工硬化地表均表现较差,且土壤肥力中氨氮、硝氮、速效磷含量与植被生长情况紧密相关。     

城市周边破坏山体的立地条件类型划分及其植被恢复措施——以山东淄博市为例

以淄博市城市周围破坏山体为研究对象,根据野外调查结合植被恢复的影响程度分析,选定破坏山体外貌形态、坡度、边坡高度、土层厚度和砾石含量5个立地因子,并对之进行分级量化;利用聚类分析法将破坏山体划分为7个立地条件类型和16个亚型;不同立地条件类型植被恢复难易程度不同,在分析各立地条件类型特征的基础上,因地制宜地提出不同的植被恢复措施。研究成果可为破坏山体的植被恢复提供科学依据。     

干旱沙区盐碱退耕地生态恢复模式研究

以民勤湖区不同年代退耕地植被调查为依据,确定自然恢复目标,提出了10种盐碱退耕地植被恢复模式,并通过各种盐碱退耕地3 a后植被恢复相关指标评价选出6种良好的生态恢复模式:黄毛头封育模式(SEFM)和黑果枸杞封育模式(LEFM)为接近自然植被的恢复模式,但该模式需在灌水抚育一定年限后才能去掉灌水措施进行自然封育;“柽柳+乌拉尔甘草”(TGPM)和“柽柳+苜蓿模式”(TMPM)属纯粹人工恢复模式,需造林初期加大造林密度,在后期抚育中通过间伐措施来降低生态压力而作为一种良好的生态恢复模式;“柽柳+花花柴”(TKPM)和“柽柳+黑果枸杞”模式(TLPM)以较低的生态成本达到了较高的生态效益,是生态恢复模式最佳选择。     

工程堆积体产流产沙及水沙效益对植被近地表特征的响应

针对陡坡工程堆积体水土流失严重的问题,通过野外模拟降雨试验开展植被不同近地表特征对堆积体产流产沙和蓄水减沙效益特征影响的定量研究。选择土石混合堆积体（10%砾石质量分数,坡度30°）作为工程侵蚀下垫面的典型代表,并以裸坡（bare slope, BS）为对照,定量分析了植被在3种近地表特征条件下（完整植株（intact grass,IG）,不含叶（not leaf,NL）,只含根系（only root,OR））对堆积体产流产沙特征和蓄水减沙效益影响。结果表明：1）植被在IG条件下延缓坡面径流发生使其较BS滞后,效益达50.74%～188.98%,但不完整植被（NL、OR）会加速径流发生使其较BS提前2.19%～70.12%;2）植被在NL和OR下的瞬时径流率比IG增大0.20%～185.58%,在降雨强度1.8 mm/min的瞬时径流率甚至比BS高1.20%～169.10%;植被在IG和NL条件下瞬时侵蚀速率比BS减少0.91%～98.71%,但在降雨强度达到1.8 mm/min时OR条件下甚至增大侵蚀使其比BS高6.76%～75.63%;3）随降雨强度增大,植被在NL和OR条件下的减沙效益由95.18%和68.31%分别递减至46.58%和-68.13%,但对IG下的减沙效益影响小（效益差异＜2%）,平均蓄水效益随降雨强度增大而减小。不同堆积体水沙呈显著线性相关（R²在0.40～0.88）,且径流率达到4 L/min会显著改变植被对堆积体坡面防护效益。提出开展堆积体生态修复时选择冠层丰富的植被,同时要避免外部因素对植被造成损害。研究结果对于揭示植被防护扰动边坡侵蚀机制具有重要意义,可为堆积体植被修复提供实践指导。     

不同植被恢复模式对黄土丘陵区土壤抗蚀性的影响

提高土壤抗蚀性是防治土壤侵蚀、促进生态恢复的有效途径之一。以退耕1a撂荒地作为对照,该研究通过对恢复30a的刺槐、柠条、油松与刺槐-紫穗槐、油松-紫穗槐5种不同植被恢复模式进行土壤抗蚀性的探索研究,结果表明,与对照相比,不同植被恢复模式的土壤抗蚀性均明显增强,土壤有机质含量、土壤黏粒含量以及土壤颗粒间团聚程度显著提高。采用土壤有机质含量、水稳性团聚体含量、水稳性团粒平均质量直径、团聚度和分散系数等指标计算该区土壤抗蚀性,进行抗蚀性等量评价。不同植被恢复模式土壤抗蚀性大小顺序为:油松(PC16)、刺槐(RP21)、柠条(AK18)、油松-紫穗槐(PA17)和刺槐-紫穗槐(RA20),纯林土壤抗蚀性强于混交林。该区采用油松、刺槐和柠条纯林恢复模式效果要优于油松-紫穗槐和刺槐-紫穗槐混交模式。     

煤矿排土场复垦干扰指数构建及其时空分异

排土场复垦后受干扰情况影响重建生态系统的稳定性,直接关系煤矿区生态修复成败,针对长期恢复过程的干扰状况评价尤其重要。该文在MODIS全球干扰指数的基础上,将地表温度与增强型植被指数相结合,构建基于Landsat影像的排土场复垦干扰指数(dump reclamation disturbance index, DRDI),并计算山西平朔安太堡露天矿排土场28 a间的干扰指数及其时空分异特征。结果表明:复垦初期干扰强烈区呈现较强空间聚集特性,植被结构和功能恢复至自然水平的平均时长约为10a,单个排土场受干扰面积可下降至1.32%～17.76%之间。平朔安太堡露天煤矿4个排土场在稳定时限和干扰分布特征上呈现典型差异,受排矸方式、复垦方向、年限及地形地貌等因素驱动。DRDI可评估复垦排土场重建生态系统稳定时限,有效识别重建生态系统因干扰造成植被退化的空间范围和严重程度,应用于排土场复垦效果评价将为优化复垦模式、提高复垦效率提供参考。干扰指数对自然及人为因素响应的定量分析是未来研究重点。     

红黏土侵蚀劣地集水区30年植被恢复中的水沙特征

为探究红黏土侵蚀劣地植被恢s复的水土保持效益,在自然降雨条件下,对红黏土区裸地对照及植被恢复的2个自然集水区进行长期降雨径流泥沙监测,得到30年的产流产沙数据.结果表明:1)植被恢复第6年裸地对照和恢复林地的产流差距显著,8年后恢复林地基本不再产沙.年内产流产沙集中在雨季4-6月,植被的减流和减沙效益分别超过40％和90％.在次降雨尺度上,植被能够显著降低径流泥沙曲线斜率,在降雨量相同的条件下减小地表产流产沙量.2)降雨过程产流产沙与降雨强度I60变化趋势一致,呈多峰型,总体上恢复区延缓产流1h以上,产流峰值减小67％ ～ 83％,中雨条件下植被延缓径流和降低产流峰值的效益最好.3)恢复林地径流中全N、全P、全K流失量分别减少54.62％、57.53％、56.46％,次降雨过程中全N和全K流失质量浓度高于全P浓度,且随径流过程波动较大.植被恢复后的红黏土集水区产流产沙及养分流失显著减少,水土流失得到有效控制.     

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。