不同类型工矿废弃地基质肥力与重金属污染特征及其评价

对黑龙江省东部鸡西、鹤岗矿区处于自然状态的5种不同类型工矿废弃地基质的理化性质、重金属元素含量进行测定,分析、评价基质综合肥力和重金属污染特征,探讨植被恢复过程必要的人工辅助措施.结果表明:各废弃地基质质地以沙土类为主;有机质、全N、全P、速效N、速效P等养分严重缺乏,速效K含量较丰富,与对照地差异极显著(P<0.01).5种类型工矿废弃地肥力高低排序为;平排矸石场石墨尾矿坝水泥采矿场粉煤灰堆场立排矸石山.有机质、全氮含量和自然含水率是影响工矿废弃地肥力状况的主要因素.水泥采矿场、石墨尾矿坝、粉煤灰堆场是黑龙江东部工矿废弃地主要的污染类型.Hg是造成黑龙江东部工矿废弃地污染的主要重金属元素.     

BS活性土壤生态修复技术的研究与应用——以河南省鲁山县矿山废弃地为例

以河南省鲁山县铁山岭铁矿废弃地生态修复工程为例,研发了针对矿山废弃地、高陡岩石边坡等特殊困难立地生态修复的BS活性土壤生态修复技术,详细探讨了该技术的原理、主要特点与功能,并通过监测工程实施后植被生长情况、基质与矿渣结构、养分变化和水土保持效果,对该技术进行了全面评价。     

类芦绿化对边坡土壤肥力的影响

通过研究边坡位置、恢复年限和刈割对类芦(Neyraudia reynaudiana)绿化边坡土壤肥力的影响,结果表明:①边坡坡面、坡底种植槽和坡顶自然山地的土壤肥力有明显差异,坡底种植槽和坡顶自然山地土壤养分含量高,坡面养分含量较低;②随着恢复年限的增加,边坡土壤肥力改善明显,有机质含量显著增加,基本上达到了园林绿化种...     

水电工程公路边坡的土质分析——以新疆阜康抽水蓄能电站上下库连接公路为例

近年来随着抽水蓄能电站在全国各地蓬勃发展，人们对其影响当地生态环境的认识也不断加深。在我国西北寒旱地区，电站施工过程中产生的地表扰动可能会使其脆弱的生境进一步恶化。为了评价寒旱地区电站人工边坡的生态状况及土质特性，本文以新疆阜康抽水蓄能电站为例，分析了上下库连接公路在工程扰动后26个边坡的土壤理化性质，对含水量、pH值及有机质、总氮和总磷的含量进行了测定，探讨了海拔高度、坡度角、坡面受光类型及边坡原始植被对上述指标的影响。结果表明，在西北寒旱地区因水电工程施工扰动后的边坡，其含水量、有机质含量及氮含量均发生显著下降，土壤碱性增强，但是磷含量变化不大。进一步分析表明，海拔高度对人工边坡土壤的含水量有一定影响，边坡的坡度角会影响有机质含量和含氮量。上述研究为西北寒旱地区工程扰动后的人工边坡土壤改良提供了理论依据，对促进抽水蓄能电站施工扰动后的生态重建与恢复有一定指导作用。     

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.     

高速公路路域土壤特性分析及其质量评价

为深入研究不同扰动方式对路域土壤理化特性的影响,及路域不同部位土壤的特性,以高速公路路基、路堑、弃渣场、路肩、取土场5个部位的土壤为研究对象,对采集土壤样品的理化指标进行测定和分析。结果表明:挖和填两种扰动方式对土壤质地影响不显著,含水量及容重表现为:挖方>填方>自然;路域不同部位土壤含水量、容重呈现出取土场>路堑>路基>路肩>弃渣场>自然,土壤有机质和全氮的含量呈现为:自然>路肩>路基>路堑>弃渣场>取土场;扰动土壤的有机质、全氮和速效钾含量低于自然土壤,速效磷和全磷含量高于自然土壤;扰动土壤的机质和全氮极显著相关,全氮与无机氮显著相关,与速效钾极显著相关、与速效磷负相关、容重和无机氮负相关;路域土壤有机质、全氮、全磷缺乏,土壤肥力低。     

不同风化程度下紫色土营养元素特性比较研究

选择具有代表性的旅游开发和工程开发地紫色土岩石边坡地区——遂宁广德寺和龙泉山成简快速通道一号隧道出口作为研究区,研究了两个区不同风化程度下的紫色土养分特性,以期为紫色土岩石边坡生态恢复提供科学的参考。研究结果表明,两个研究区的有机质和全氮含量均随风化程度的增加而增高,二者呈现正相关性;全钾和全磷的含量都随风化程度的增加而降低,磷、钾有效量则随风化程度的增加而增高;氮、磷、钾的有效量与全量呈现出较好的相关性;成土的微量元素有效态含量表现为:有效锰极丰富,有效硼缺乏,铜、锌和钼则极缺。     

不同水氮供应对日光温室辣椒栽培基质固氮微生物数量和理化性质的影响

以辣椒品种"陇椒10号"栽培基质[基质配方为玉米秸秆∶牛粪∶菇渣∶炉渣=2.5∶2.0∶2.0∶3.5(体积比)]为试验材料,测定不同水氮供应处理[水分处理:W1基质最大持水量的80%,W2基质最大持水量的60%,W3基质最大持水量的40%;施氮肥(N)处理:F0 0 kg·hm-2、F1 1 387.26 kg·hm-2、F2 924.84 kg·hm-2、F3 462.42 kg·hm-2]的固氮微生物数量及基质理化性质。结果表明:好气性自生固氮菌数量在W2F2时最高,施氮量及灌水量过高或过低都不利于其繁殖,而嫌气性自生固氮菌数量及pH值随着灌水量的增加而增加,铵态氮、硝态氮含量则减小;施氮量对嫌气性自生固氮菌数量无规律性的影响,而铵态氮、有机质含量随着施氮量的增加而增加,硝态氮含量在生长前期增加,到生长后期变化不明显;施氮量的增加可以降低基质的pH值,施氮量过多可以增加基质的电导率,在W1和W2下,电导率随着施氮量的增加而增加;从幼苗期到结果初期,有机质的含量在W2时较高,灌水量过高或过低都不利于有机质含量的提高。从越冬期到结果末期,有机质含量随着灌水量的增大而减少。好气性自生固氮菌与EC、有机质呈极显著正相关,与铵态氮和硝态氮呈显著正相关,与pH值呈极显著负相关,而嫌气性自生固氮菌与pH值呈极显著正相关,与铵态氮、硝态氮和有机质呈极显著负相关,与EC相关性不大。基质含水量为基质最大持水量的60%,施氮肥(N)924.84 kg·hm-2处理的固氮微生物数量较高,基质理化性质较好,生长环境较优,适合日光温室辣椒栽培。     

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。     

铁路边坡不同坡位土壤物理化学性质差异性

针对遂渝铁路遂宁站附近以岩石碎片为基质进行修复的切挖铁路边坡,以临近自然边坡为对照,研究不同坡位的土壤物理化学性质的差异性。结果表明:铁路边坡含水量表现为坡下=坡中>坡上;自然边坡含水量表现为坡中>坡上=坡下。铁路边坡和自然边坡土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量均在坡下达到最大值。铁路边坡不同坡位的土壤颗粒含量在<0.25mm粒径范围内表现为坡下<坡中=坡上,在0.25～1mm为坡下>坡中=坡上,在>5mm为坡中>坡上=坡下;自然边坡土壤颗粒含量在<0.25mm粒径表现为坡上=坡下>坡中,在1～2mm为坡下>坡上=坡中,在>5mm为坡中>坡上>坡下。铁路边坡不同坡位间颗粒有机质含量存在一定差异,具体表现在0.25～0.5mm为坡上>坡中=坡下,在0.5～1mm为坡上=坡下>坡中,在1～2mm为坡下>坡上,坡中与坡上、坡下差异不显著,在3～5mm为坡下>坡中=坡上,在2～3mm,>5mm均为坡下=坡中>坡上;自然边坡除<0.25mm的颗粒有机质含量在各坡位间无差异外,其余粒径的颗粒有机质含量均表现为坡中>坡上=坡下。自然边坡含水量、水稳定团聚体含量和颗粒有机质含量均高于铁路边坡,而平均重量直径(MWD),<0.25mm范围内土壤颗粒含量和坡上、坡中土壤的碱解氮、有效磷、速效钾含量低于铁路边坡。     

低山丘陵区不同坡位茶园土壤肥力特征研究

南方低山丘陵区是我国茶园的集中分布区域, 研究其土壤肥力状况是改善茶园土壤养分状况、实现茶叶安全高效生产和可持续发展的基础.选择川西茶区典型低山丘陵茶园, 通过野外调查与样带采样研究土壤养分性质, 利用主成分分析等多元统计方法定量化比较了不同坡位及对照间土壤肥力质量.结果表明: (1)茶园土壤中砂粒含量最高, 平均占总量的39.13%, 其次是黏粒, 粉粒含量居第3位;土壤pH低于4.5, 有机质和全氮含量较低, 速效氮含量较高, 速效磷缺乏, 速效钾变化不显著.与林地、撂荒地相比, 茶园土壤各粒级含量变化规律不明显.有机质和全氮除在下坡位略高于撂荒地外, 其他坡位均小于撂荒地和林地;速效养分变化规律不显著.(2)茶园土壤肥力沿坡面变化明显, 以上坡位为基准, 土壤肥力指数PI值为零, 中坡位PI值(-13.64%)低于上坡位PI值(0)和下坡位PI值(14.39%).(3)与撂荒地、林地相比, 茶园的土壤肥力综合指数QI值最低.茶园、撂荒地、林地的QI值分别为0.56、1.11和2.73.     

高寒矿区排土场不同坡向植被和土壤特征研究

针对高寒矿区排土场人工植被恢复问题,选取青海江仓矿区南北2个排土场的4个坡面(南坡、北坡、东南坡与东坡)为研究对象,进行了不同坡向立地条件下植被与土壤的调查分析。结果显示:除幼苗高度外,不同坡向植被高度、盖度、地上生物量、生殖枝数量具有显著差异(P0.05),东南坡与南坡(阳坡)长势较好。土壤全氮、有效磷含量及pH在不同坡向差异不显著(P0.05),土壤全磷、碱解氮、速效钾、有机质、含水量在不同坡向具有显著差异(P0.05)。北坡土壤有机质含量比其他3个坡面平均高出127.95 g/kg(P0.05),土壤含水量在北坡与东坡(阴坡)显著高于南坡与东南坡(P0.05)。土壤细菌与放线菌数量在东南坡显著高于其他3个坡面(P0.05)。利用随机森林方法得出,土壤细菌数量、含水量、碱解氮含量、全磷含量、有机质含量及植被高度是影响露天煤矿排土场不同坡向立地条件下植被与土壤特性的主要因子。因此,为减小矿区排土场复绿过程中坡向不同带来的影响,在人工建植初期应加大东坡与北坡(阴坡)的种子播量,适时追施氮肥,并选择加厚无纺布(50 g/m~2)覆盖。     

干热河谷生态恢复区土壤水分变化研究

选择干热河谷生态修复区为研究对象,利用东川国家泥石流观测研究站修建的径流小区土壤含水量观测资料,通过分析不同土地利用类型下的土壤含水量、不同深度下的土壤含水量和土壤含水量滞后效应对降雨的响应特征,结果显示:(1)在碎石土中实施生态修复后,合欢林对土壤含水量的影响较为显著,对于抑制浅层滑坡具有一定的作用;坡积层土壤中实施生态修复后,石榴+横坡耕作与林草地减小了坡面径流,从而有效地减缓了坡面侵蚀;(2)不同土地利用类犁的10 cm深度处的土壤含水量对降雨的响应明显,变化幅度大,且含水量受当日降水的影响明显,相关系数在0.35以上.生态修复首先是通过对土壤结构进行改良,然后影响到土壤其他性状,从而使得土壤具有自我调节和孕育其他生物物种条件,环境逐渐得到改善.     

太原东山试验林场土壤理化性质及饱和导水率的坡向分异规律研究

为了探究太原东山试验林场不同坡向条件土壤性质及饱和导水率变化的规律,选取东山林场无植被覆盖裸地和油松林地的阳坡、阴坡、半阴半阳坡共6个样地进行土壤采样,测定了土壤基本性质及养分含量,并用环刀分层取土,测定土壤饱和导水率,对比分析了土壤性质、养分及饱和导水率的坡向分异规律。结果表明:坡向对土壤密度无影响;裸地土壤含水率表现为阴坡 > 半阴半阳坡 > 阳坡;油松林地土壤含水率、土壤养分元素含量、土壤饱和导水率表现为阳坡 > 半阴半阳坡 > 阴坡,阳坡表层土壤（0—30 cm）石砾含量少于其他坡向,总孔隙度高于其他坡向。坡向对土壤性质及饱和导水率的影响是通过植被产生作用。在今后对林地土壤性质及水分入渗的研究中不能忽略坡向的影响。     

黄丘区典型灌木和荒草地土壤含水量变化对降雨的响应

为了研究不同土地利用方式下土壤水分的变化特征及其对降雨的响应,以黄丘区辛店沟流域坡面径流小区灌木和荒草地为研究对象,利用多探头土壤水分监测仪对研究对象0—50 cm土层土壤水分进行了连续定位观测,对不同下垫面下土壤水分的变化特征进行了系统的分析和研究。结果表明:(1)不同土地利用方式土壤水分表现出明显的季节变化特征,观测期内荒草地的平均土壤含水量为0.099,大于灌木地0.091,荒草地的土壤含水量总体要高于灌木地。(2)不同土地利用方式土壤含水量垂直变化趋势相似,总体上随着土层深度的增加而减少,具有明显的垂直变异性,灌木地对深层土壤含水量的消耗比荒草地多。(3)土壤含水量在垂直方向上对降雨的响应程度随着土层深度的增加而减小,灌木地和荒草地垂直方向上0—30 cm土层与30—50 cm土层对降雨响应表现为相反的规律。研究认为相比荒草地,灌木地土壤水分消耗更严重,且深层土壤水分受降雨补给有限,易引发土壤干层。     

黄土丘陵区影响土壤水分的非气候因子之定量标征

土壤前期含水量是影响土壤侵蚀模拟与预测的重要因素之一,许多研究关注了气候(降雨等)条件对土壤前期含水量的影响。选择黄土丘陵区桑塔小流域,通过野外定点观测,分析了非气候因子(土地利用、坡度、坡向、坡位)对土壤水分的影响,提出了各因子对土壤水分的影响系数和计算方法,建立了研究区5—10月各月土壤水分模拟方程。主要结果:(1)研究区土壤水分平均含量在5—10月期间均表现为先下降后升高的趋势,在8月份达到最低。不同土地利用类型土壤水分含量由大到小的顺序依次为:梯田>坡耕地>荒草地>果园>刺槐林>柠条林。(2)依据坡度、坡向、坡位、土地利用类型对土壤水分的影响,采用标准化处理,计算出了影响土壤水分的土地利用系数、坡向系数和相对坡位系数。(3)以土壤含水量为因变量,以坡度和经过标准化处理得到的影响土壤水分的土地利用系数、坡向系数、相对坡位系数为自变量,进行回归分析,得到5—10月各月的土壤水分模拟方程,其决定系数R2为0.54～0.64,F统计量P值均远远小于0.05显著水平,可用于同类区域的土壤水分模拟。     

土地利用格局对半干旱黄土区土壤水分的影响

半干旱黄土区不同土地利用的土壤水分效应是农业生产、植被恢复和土地合理利用的重要依据.通过对孙家岔流域不同土地利用格局实测土壤水分资料分析,结果表明,梯田区阴坡的土壤含水率高于阳坡;梁峁顶区封闭荒地不同累积深度的土壤含水率均高于农地;缓坡区(＜15°)农地土壤平均含水率高于荒地;灌木林地表层(0-80 cm)土壤含水率高于荒地,而较深层(80-180 cm)低于荒坡;松树林地平均土壤含水率高于杏树林地.说明在半干旱黄土区,梯田的保水效益最好;杏树林相对于松树林耗水量更大,不适宜在无灌溉条件的半干旱黄土区大面积种植;柠条灌木林改善地表土壤水分状况的效应明显,并且能充分利用较深层的土壤水分;缓坡区种植农作物比荒地更有助于土壤水分的改善.     

黄土区梯化坡地不同土地利用方式对土壤理化性质的影响

[目的]研究覆膜作物、牧草地和撂荒地模式下梯化坡地不同土地利用方式对土壤理化性质的影响,为黄土区梯化坡地优化农业生产管理提供科学依据。[方法]以黄土区甘肃省陇西县梯化坡地为研究对象,选择5种土地利用方式(玉米地、苜蓿地、撂荒地2 a,撂荒地4 a和荒草地)按不同坡位(挖方段、中间段、填方段)进行土壤取样,对0—40 cm土层土壤理化性质进行研究。[结果]在5种土地利用方式下,土壤含水量、容重均随土层深度增加而增大,其中玉米地土壤含水量最高,容重最小;土壤机械组成均表现为:细砂粒黏粒粉粒粗砂粒;土壤含水量、容重、黏粒和粉粒均表现为:挖方段中间段填方段,而粗砂粒、细砂粒、有机碳、速效钾和水解性氮则呈现相反的趋势。土壤pH值均值变化为苜蓿地最大,撂荒地最小,且方差分析差异不显著(p0.05)。土壤有机碳、速效钾和有效磷均值均表现为玉米地最大,水解性氮均值表现为:苜蓿地玉米地撂荒地2 a荒草地撂荒地4 a。[结论]覆膜玉米地表现出对土壤含水量、容重及养分的促进作用均优于其他土地利用方式,且填方段的土壤更加肥沃,耕作中应注重加强对挖方段的施肥。     

东北黑土区农林混合利用坡面土壤水分空间异质性及主控因素

针对黑土区坡面尺度上土壤水分在土地利用结构(从坡顶到坡脚,即沿着坡长方向,不同土地利用类型的排列方式)、土地利用类型(农地和林地)及地形要素的协同作用下的空间分异规律及影响机制尚不清楚的现状,以黑龙江省黑土区的农林混合利用典型坡面(克山县)为研究对象,应用植被数量生态学中的冗余分析方法(RDA)分析0~20、20~40、40~60 cm土壤水分剖面变异特征、不同土地利用结构下(农地-农地-农地-农地-农地,农地-农地-林地-林地-农地,农地-农地-林地-林地-林地,林地-林地-农地-林地-农地)坡面土壤水分异质性及其与环境因子的定量关系。结果表明:研究区坡面土壤含水率介于5.77%~45.57%,农地土壤含水率显著高于林地(P0.05),纵向上不同土地利用类型层间土壤含水率差异均不显著;土壤水分呈中等变异,纵向上农地各土层的变异系数(35.9%~39.6%)均高于林地(30.0%~36.5%),农林混合利用加强了土壤水分的空间变异程度;4种土地利用结构下,坡面土壤水分沿坡长方向呈不同的变化趋势,与土地利用镶嵌分布规律有关;冗余分析结果显示土地利用类型是影响黑土区坡面土壤水分异质性的主控因素,坡度次之,坡位和海拔高度对坡面土壤水分异质性也有影响。对于黑龙江黑土区坡面,需要结合土地利用结构配置等土地管理措施与不同的农业措施来防止坡面土壤侵蚀、提高东北区土壤肥力,实现经济效益、生态效益的协调统一。     

陕北丘陵区陡坡柠条林地与荒坡土壤水分变化研究

通过定点土壤水分测定与对比分析，研究了陕北丘陵区陡坡柠条林地与荒坡的土壤水分亏缺状况，年际年内动态变化规律，干燥化特征及其自然降水的补偿能力。结果表明，柠条林地与荒坡0-10m土层贮水量仅相当于田间持水量的26．2％～41．2％。荒坡地0-10m土层贮水量相当于田间持水量的39．8％～41．2％。土壤贮水量的分布是阳坡〈半阳坡〈阴坡，上坡位〈下坡位。年际间土壤水分的变异程度随土壤深度的增加而减弱，土壤贮水量的变化主要发生在2m以上土层内。土壤贮水量具有明显的季节变化特征，但滞后于降雨量变化。生长季内，柠条地与荒坡的土壤平均贮水量之间差异显著，土壤越深，其含水量变化程度越小。两种利用方式的土壤剖面都产生了不同程度的干化层。相比而言，柠条林地深层土壤干燥化强度明显大于荒坡地。丰水年柠条林雨水补偿深度仅为1．0m，荒坡也仅为1．2m。柠条林丰水年的雨水补偿深度比干旱年可增加60cm以上，5m土层贮水增量增加3倍以上。