福建不同類型礦山廢棄地植被的恢復(fù)與重建研究

1、福建不同類型礦山廢棄地植被的恢復(fù)與重建研究 福建農(nóng)林大學(xué)碩士學(xué)位論文福建不同類型礦山廢棄地植被的恢復(fù)與重建研究姓名:莊凱申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):生態(tài)學(xué)指導(dǎo)教師:馬祥慶20090401福建農(nóng)林大學(xué)碩士學(xué)位論文福建不同類型礦山廢棄地植被的恢復(fù)與重建研究摘要福建是我國南方重要的礦區(qū)之一,蘊(yùn)含著豐富的礦產(chǎn)資源。近年來隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速增長,人類對礦產(chǎn)資源的需求日益增大,對礦產(chǎn)資源的開采量急劇增加,由此形成了不同類型的礦山廢棄地。大量的礦山廢棄地不僅對植被和土地產(chǎn)生破壞,造成了水土流失,而且對生態(tài)環(huán)境造成了極大影響,因此如何進(jìn)行福建礦山廢棄地植被恢復(fù)與重建己成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)界亟需解決的重大課題。雖然有些

2、學(xué)者對福建礦山廢棄地的生態(tài)恢復(fù)進(jìn)行了一些研究,但由于長期來對礦山廢棄地植被恢復(fù)不重視,目前有關(guān)福建不同類型礦山廢棄地植被恢復(fù)技術(shù)非常缺乏,導(dǎo)致福建礦山廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工作缺乏科學(xué)的理論指導(dǎo),存在很大的盲目性。有鑒于此,本研究在對福建不同類型礦山廢棄地進(jìn)行全面踏查基礎(chǔ)上,采用野外調(diào)查和室內(nèi)分析相結(jié)合的研究方法,選擇福建省主要礦山廢棄地中的紫金山金銅礦廢棄地、煤礦廢棄地即煤矸石山、石灰石礦廢棄地、高嶺土礦廢棄地及稀土礦廢棄地為研究對象,分別對不同類型礦山廢棄地不同恢復(fù)階段的群落覆蓋度、物種多樣性、生物量、土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體、養(yǎng)分、重金屬及水土流失狀況等進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查,分析不同類型礦山廢棄地植被恢復(fù)效果

3、和演替規(guī)律。同時(shí)采用灰色關(guān)聯(lián)分析法對不同植被恢復(fù)配置模式的恢復(fù)效果進(jìn)行綜合評價(jià),篩選出適宜相應(yīng)礦山廢棄地應(yīng)用的植被恢復(fù)模式,供不同類型礦山廢棄地推廣應(yīng)用。研究結(jié)果可為福建礦山廢棄地的植被恢復(fù)與重建和制定相應(yīng)的恢復(fù)措施提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:、紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段的恢復(fù)效果研究表明:在植被恢復(fù)初期,群落覆蓋度變化較大,恢復(fù)年時(shí)達(dá)到%;隨著恢復(fù)時(shí)間的增加,草本層物種多樣性、群落生物量呈上升趨勢;土壤的抗蝕性得到改善,.蚴水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量在恢復(fù)年時(shí)達(dá).%。紫金山金銅礦開采對土壤養(yǎng)分和重金屬含量有較大影響,在植被恢復(fù)前年,紫金山金銅礦廢棄地土壤養(yǎng)分含量變化不明顯,恢復(fù)年時(shí)土壤養(yǎng)分

4、含量增加,但速效含量增加較少;隨著恢復(fù)時(shí)間的增加,、含量均呈不同程度的上升趨勢,而呈下降趨勢,其中,恢復(fù)年時(shí)土壤含量為國家土壤環(huán)境三級標(biāo)準(zhǔn)的.?。,隨著恢復(fù)時(shí)間的增加,土壤侵蝕倍,污染較為嚴(yán)重;恢復(fù)年時(shí)土壤侵蝕量最大,達(dá).量逐年減小。、紫金山金銅礦廢棄地不同植被配置模式的恢復(fù)效果研究表明:在植被恢復(fù)初期,除模式外其它種模式群落覆蓋度均達(dá)%以上,闊葉樹種比針葉樹種更能促進(jìn)草本植物的生長;不同配置模式之間草本層物種多樣性差異并不顯著,本地河灘草皮能明顯提高草本層的物種多樣性;不同配置模式群落生物量最大的為. .。,最小的為. .,種植馬尾松模式能有效提高群落生物量積累;模式和模式的土壤結(jié)構(gòu)破壞率分

5、別為.%和.%,抗蝕性較好;模式土壤養(yǎng)分含量較高,模式土壤養(yǎng)分含量較低;不同植被恢復(fù)配置模式之間土壤重金屬存在一定差異;模式保持水土的效果較差。采用方法對不同植被配置模式的綜合評價(jià)結(jié)果為:模式模式模式模式模式模式,其中以馬尾松本地河灘草、楓香本地河灘草、馬尾松桉樹本地河灘草在金銅礦廢棄地植被恢復(fù)初期的效果較好,可作為礦山植被恢復(fù)中進(jìn)行推廣應(yīng)用。福建不同類型礦山廢棄地植被的恢復(fù)與重建研究、煤礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段的恢復(fù)效果研究表明:在煤礦廢棄地植被恢復(fù)初期,類蘆能在較短時(shí)間迅速覆蓋地表,群落總覆蓋度呈逐漸上升趨勢,恢復(fù)年時(shí)達(dá)%;在恢復(fù)過程中草本層物種多樣性呈上升趨勢,恢復(fù)年各層次的物種多樣性與

6、對照林地仍有一定差距,其中喬木層不到對照區(qū)的%;不同恢復(fù)階段草本層生物量大小排序?yàn)槟昴昴昴?在恢復(fù)過程中煤礦廢棄地土壤全、水解、速效、全含量呈上升趨勢,但速效含量較低,速效和有機(jī)質(zhì)含量較低是煤礦廢棄地植被恢復(fù)的主要限制因子。、石灰石礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段的恢復(fù)效果研究表明:不同恢復(fù)階段石灰石礦廢棄地均無喬灌木覆蓋,只有草本植物覆蓋。群落總覆蓋度呈上升趨勢,恢復(fù)年時(shí)達(dá)%;草本層物種多樣性變化不顯著,恢復(fù)年時(shí)仍顯著低于未開采對照林地,物種豐富度指數(shù)只有對照林地的%;恢復(fù)年時(shí)草本層生物量為恢復(fù)年樣地的.倍;水解、速效和有機(jī)質(zhì)含量低是石灰石礦廢棄地植被恢復(fù)的限制因子。采用類蘆進(jìn)行石灰石礦廢棄地植被恢

7、復(fù)能在不同程度上改善土壤養(yǎng)分狀況,但在恢復(fù)過程中需適當(dāng)施加速效氮肥和磷肥。、高嶺土礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段的恢復(fù)效果研究表明:在植被恢復(fù)年后喬木層、草本層的植被覆蓋度均有一定程度的提高,但群落總覆蓋度仍顯著低于未開采對照;雖然高嶺土礦廢棄地喬木層、草本層的多樣性指標(biāo)均有所恢復(fù),但與未開采對照相比仍有顯著差距;草本層生物量為對照的.倍;不同植被恢復(fù)階段土壤養(yǎng)分含量變化不明顯,氮素、磷素和有機(jī)質(zhì)缺乏是高嶺土礦廢棄地植被恢復(fù)的限制因子。、稀土礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段的恢復(fù)效果研究表明:在植被恢復(fù)年后稀土礦廢棄地植被覆蓋度恢復(fù)不明顯,群落總覆蓋度僅為未開采對照的/;雖然稀土礦廢棄地灌木層、草本層的物種

8、多樣性有所提高,但與未開采對照相比仍有顯著差距;稀土礦廢棄地草本層生物量為未開采對照的.倍;土壤養(yǎng)分含量變化不顯著,除水解、全和速效外,其余各項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)均低于養(yǎng)分缺乏指標(biāo)臨界值;因此土壤全、全、速效和有機(jī)質(zhì)含量低是稀土礦廢棄地植被恢復(fù)的限制因子,采用“胡枝子類蘆”進(jìn)行稀土礦廢棄地植被恢復(fù)初期并不能提高土壤的養(yǎng)分水平,需適當(dāng)施加氮肥和磷肥。關(guān)鍵詞:福建;礦山廢棄地;植被恢復(fù);土壤質(zhì)量;群落演替;灰色關(guān)聯(lián)分析法福建農(nóng)林大學(xué)碩士學(xué)位論文 ., , , . , , .,.,.?. , ., , , , ,.,. .?: ,?.%. .%. . . , ,., 。, , 。 .?. ,.福建不同類型礦山

9、廢棄地植被的恢復(fù)與重建研究:,. ? %., , . . .。. .% .%. . .【 . . ,“ ? , .:,% ,一. . . .蟛 . 一. . :%. . . . . 一 . . . . :, ., % . . ,福建農(nóng)林大學(xué)碩士學(xué)位論文,.: ,. . 、,. 。., . . . , .: : : :獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明,所呈交的學(xué)位畢業(yè)論文,是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果,并且是自己撰寫的。盡我所知,除了文中作了標(biāo)注和致謝中已作了答謝的地方外,論文中不包含其他人發(fā)表或撰寫過的研究成果。與我一同對本研究做出貢獻(xiàn)的同志,都在論文中作了明確的說明并表示了謝意,如被查有侵犯

10、他人知識產(chǎn)權(quán)的行為,由本人承擔(dān)應(yīng)有的責(zé)任。學(xué)位畢業(yè)論文作者親筆簽名:在勃日期:下.口/./丫論文使用授權(quán)的說明本人完全了解福建農(nóng)林大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位畢業(yè)論文的規(guī)定,即學(xué)校有權(quán)送交論文的復(fù)印件,允許論文被查閱和借閱;學(xué)校可以公布論文的全部或部分內(nèi)容,可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文?？诒Ｃ?在 年后解密可適用本授權(quán)書。囪不保密,本論文屬于不保密。日期:沁學(xué)位畢業(yè)論文作者親筆簽名:在譏.指導(dǎo)教師親筆簽名:日期:們。?馬私福建不同類型礦山廢棄地植被的恢復(fù)與重建研究。刖菁隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類對礦產(chǎn)資源的需求日益增大,對礦產(chǎn)資源的開采不可避免地會對植被和土地產(chǎn)生破壞,露天開采、地面塌陷、

11、采選礦廢棄物的堆存產(chǎn)生了大量的礦山廢棄地,由此造成了嚴(yán)重的水土流失。據(jù)地礦部門初步統(tǒng)計(jì),全國礦區(qū)累計(jì)破壞土地面積達(dá)萬,每年以大約.萬的速度增大【。礦山廢棄地還帶來一系列環(huán)境問題。首先,造成環(huán)境的污染,使土壤板結(jié),土地肥力衰退,造成農(nóng)作物減產(chǎn)卅。其次,導(dǎo)致廢棄地生物多樣性喪失,使受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)變得緩曼。最后,露采坑和采礦廢棄物的堆存還破壞生態(tài)景觀,形成與周圍環(huán)境完全不同的外觀【。因此礦山廢棄地的生態(tài)恢復(fù)已成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)界急需解決的重大課題。自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建均是以植被恢復(fù)為前提的】,因此礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)的首要工作是植被恢復(fù)。植被恢復(fù)不僅起著構(gòu)建退化生態(tài)系統(tǒng)初始植被群落的作用,還能促

12、進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)與肥力及土壤微生物與動物的恢復(fù),從而促進(jìn)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的恢復(fù)與重建【】。因此對礦山廢棄地植被恢復(fù)效果研究對于解決目前礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重問題具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。福建作為我國南方重要的礦區(qū)之一,蘊(yùn)含著豐富的礦產(chǎn)資源,煤、金、鉛、鋅、高嶺土、水泥石灰?guī)r、花崗石材、稀土等礦產(chǎn)儲量較大。由于長期來對不同礦產(chǎn)資源的開采,形成了不同類型的礦山廢棄地。據(jù)統(tǒng)計(jì),福建省礦產(chǎn)開發(fā)損毀的土地面積占國土面積的.%,礦山崩塌、滑坡、泥石流失穩(wěn)土方量約萬,水土流失面積約 ,土壤污染面積約 ,水體污染面積約 ,對生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞,生態(tài)恢復(fù)任務(wù)非常艱巨】。近年來有些學(xué)者對福建礦山廢棄地的生

13、態(tài)恢復(fù)進(jìn)行了一些研究,廖彬森、林夏馨、張炳榮等采用類蘆 等植物對龍巖市礦山廢棄地進(jìn)行了植被恢復(fù)探討;黃義雄】等對閩清高嶺土礦廢棄地的植被恢復(fù)技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn);對于紫金山金礦廢棄地邊坡植被恢復(fù)研究也有相關(guān)報(bào)道【”】。但由于長期來對礦山廢棄的植被恢復(fù)工作不重視,針對不同類型礦山廢棄地植被恢復(fù)系統(tǒng)的研究很少,有關(guān)福建不同類型礦山廢棄地植被恢復(fù)技術(shù)非常缺乏,由此導(dǎo)致在福建省礦山廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工作中缺乏科學(xué)的理論指導(dǎo),存在很大的盲目性。有鑒于此,本研究在對福建不同類型礦山廢棄地進(jìn)行全面踏查基礎(chǔ)上,采用野外調(diào)查和室內(nèi)分析相結(jié)合的研究方法,選擇福建省主要礦山廢棄地中的紫金山金銅礦廢棄地、煤礦廢棄地即煤矸石山

14、、石灰石礦廢棄地、高嶺土礦廢棄地及稀土礦廢棄地為研究對象,分別對不同類型礦山廢棄地不同恢復(fù)階段的群落覆蓋度、物種多樣性、生物量、土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體、養(yǎng)分、重金屬及水土流失狀況進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查,分析不同類型礦山廢棄地植被恢復(fù)效果和演替規(guī)律。同時(shí)采用灰色關(guān)聯(lián)分析法對不同植被恢復(fù)配置模式的恢復(fù)效果進(jìn)行綜合評價(jià),篩選出適宜相應(yīng)礦山廢棄地應(yīng)用的植被恢復(fù)模式,供不同類型礦山廢棄地推廣應(yīng)用。為福建礦山廢棄地植被恢復(fù)的植物選擇和配置提供科學(xué)依據(jù),也可為我國其它地區(qū)的礦山廢棄地植被恢復(fù)提供技術(shù)支撐。福建農(nóng)林大學(xué)碩士學(xué)位論文國內(nèi)外研究動態(tài)由于植被恢復(fù)在礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)中具有極為重要的作用,目前國內(nèi)外眾多學(xué)者對礦山廢棄

15、地植被恢復(fù)開展了大量的研究。根據(jù)國內(nèi)外的研究成果,分別從礦山廢棄地土壤質(zhì)量和礦山廢棄地植被恢復(fù)兩個(gè)方面進(jìn)行綜述。.礦山廢棄地土壤質(zhì)量研究進(jìn)展一些發(fā)達(dá)國家,特別是礦區(qū)較多的澳大利亞、德國、美國等國家較早開展了礦山廢棄地土壤質(zhì)量的相關(guān)研究。我國也于世紀(jì)年代初期開始了礦山廢棄地土壤質(zhì)量的研究。經(jīng)過多年的發(fā)展,礦山廢棄地土壤質(zhì)量研究逐漸成為世界各采礦大國的熱點(diǎn)研究課題,這些研究主要集中在礦山廢棄地土壤理化性質(zhì)與土壤養(yǎng)分、土壤動物、土壤微生物及生化特征、基質(zhì)改良等方面。.礦山廢棄地的土壤理化性質(zhì)高酸堿脅迫、物理結(jié)構(gòu)不良、養(yǎng)分貧瘠、重金屬毒害是礦山廢棄地土地復(fù)墾限制因子。而不同類型的礦山廢棄地其土地復(fù)墾的

16、限制因子也是不同的。各國學(xué)者對煤礦開采的植被恢復(fù)研究較多。煤礦開采中產(chǎn)生的廢棄物稱為煤矸石,多數(shù)研究【認(rèn)為,煤矸石風(fēng)化物顆粒粗,養(yǎng)分含量少,特別是速效養(yǎng)分元素貧乏,但與黃土相比,煤矸石中有機(jī)質(zhì)和全氮含量較豐富,分別是黃土的倍和.倍。其表層值差異較大.。一般生長植物處值為.,不生長植物處值為.。美國學(xué)者四對已堆積年的煤矸石山附近植被死亡地帶的調(diào)查認(rèn)為,土壤可溶鹽含量高和值低,是造成植被死亡的原因。金屬礦尾礦廢棄地一般都存在重金屬污染問題。另外土壤值太低或太高以及土壤鹽堿化等因素,這些都會直接對金屬尾礦廢棄地的生態(tài)恢復(fù)帶來困難,而且低值還將增加重金屬的可提取態(tài)濃度。許多尾礦廢棄地中幾乎沒有植物可利

17、用的養(yǎng)分。如鉛鋅礦廢棄地就存在有機(jī)質(zhì)含量低,氮素缺乏的現(xiàn)象。湘潭錳礦礦渣廢棄地和德興銅礦的尾礦砂則極度缺乏碳素、氮素和磷素。有些尾礦廢棄地如鐵礦雖然全磷含量較高,但其它如速效氮鉀含量很低,土壤肥力依然很低,依然限制了植物的生長【。而限制非金屬礦廢棄地土壤復(fù)墾的因子主要有土壤結(jié)構(gòu)不良、水分缺失、養(yǎng)分貧瘠及強(qiáng)酸性等【引。.礦山廢棄地土壤動物、微生物及其生化特征土壤動物和微生物是土壤生物群落的重要組成部分,它們不僅是土壤肥力和土壤生物活性的重要生物學(xué)指標(biāo),而且與土壤的形成、發(fā)育和演替以及生態(tài)系統(tǒng)中生物元素循環(huán)密切相關(guān)。羽。土壤動物群落會對其生境變化產(chǎn)生響應(yīng)【,進(jìn)而對礦區(qū)植被恢復(fù)產(chǎn)生指示作用。在國內(nèi),

18、胡克等發(fā)現(xiàn),蟻科、腹足綱、鞘翅目的土壤動物可作為大孤山鐵礦廢棄地生態(tài)恢復(fù)的指示種。蚯蚓對銅礦中的銅元素的富集能力很強(qiáng),在重金屬污染土壤中,蚯蚓活動能提高植物生物量和土壤中的重金屬的生物有效性】。在國外,.等對螞蟻在澳大利亞礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)中的指示作用進(jìn)行了大量研究,發(fā)現(xiàn)螞蟻的種豐富度與土壤微生物生物量呈正相關(guān),并且其種豐富度隨著恢復(fù)時(shí)間的增加而逐漸增大。同土壤動物一樣,土壤微生物活性、區(qū)系組成及參與物質(zhì)轉(zhuǎn)化的生理類群種類、數(shù)量及變動是表征礦區(qū)復(fù)墾土壤重金屬污染的靈敏、有效和可靠的生物學(xué)指標(biāo),。而研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),土壤酶活性和易變碳福建不同類型礦山廢棄地植被的恢復(fù)與重建研究組分是礦山廢棄地植被恢復(fù)后土

19、壤改良的敏感指標(biāo)。另一方面,不同的復(fù)墾措施和不同的恢復(fù)階段對礦山廢棄地土壤微生物特性也有影響。礦區(qū)重金屬影響下的土壤微生物活性和多樣性與無污染地區(qū)存在明顯差異,進(jìn)而對礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)起到限制作用,主要有兩種解釋:其一,尾礦區(qū)重金屬污染引起了土壤微生物群落功能多樣性的下降,減少了能利用有關(guān)碳源底物的微生物數(shù)量、降低了微生物對單一碳源底物的利用能力【。其二,尾礦庫土壤中雖然微生物生物量較低,但微生物的生理活動非常活躍。呼吸強(qiáng)度升高,對能量的消耗速率加快,但利用效率較低,從而削弱了礦山復(fù)墾土壤中、營養(yǎng)元素的循環(huán)速率和能量流動,不利于有機(jī)質(zhì)的累積【】。.礦山廢棄地土壤基質(zhì)改良礦山廢棄地土壤條件不利于

20、植物生長,必須對其基質(zhì)進(jìn)行某些改良,如覆蓋表土以改善結(jié)構(gòu),施用碳酸鈣或硫酸鈣以減輕重金屬毒性,施用石灰、石膏等調(diào)節(jié)酸堿度,添加肥料以增加土壤肥力,等。莫測輝等】對城市污泥在礦山廢棄地復(fù)墾的應(yīng)用進(jìn)行了探討,指出城市污泥的作用主要有三點(diǎn):一是改良礦山廢棄地的理化性質(zhì)和防治水土流失,二是有利于迅速有效地恢復(fù)植被,三是有利于提高礦山廢棄地中微生物的活動性。.掣通過室內(nèi)及小區(qū)試驗(yàn)對凍土區(qū)金伯利巖尾礦的植被恢復(fù)進(jìn)行研究,用泥炭土、湖泊沉積物、污泥改善尾礦結(jié)構(gòu),用肥料、磷酸鹽、碳酸鈣、石膏改善其肥力,結(jié)果表明四種供試草種的生長均比對照有顯著改善,且尾礦的理化特性也均有不同程度的提高。而香根草 和在添加了豬糞

21、和肥料的含鉛土壤中均能很好地生長筘。粽葉蘆.礦山廢棄地植被恢復(fù)研究進(jìn)展在礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)中,植被恢復(fù)是最主要的,也是最關(guān)鍵的。植被恢復(fù)是以人工手段促進(jìn)植被在短期內(nèi)得以恢復(fù),達(dá)到植被重建的目的,這是重建生物群落的第一步,也是最重要的一步】。目前礦山廢棄地植被恢復(fù)做的比較多的研究主要有兩個(gè)方面,一個(gè)是礦山廢棄地植被恢復(fù)物種的選擇,一個(gè)是礦山廢棄地植被的演替問題。.礦山廢棄地植被恢復(fù)的物種選擇礦山廢棄地種植的植物,一般是根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件,通過實(shí)驗(yàn)室模擬種植、現(xiàn)場種植、經(jīng)驗(yàn)類比等方法選擇確定。選擇的主要原則是:生長速度快、適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性好、耐瘠薄;固氮植物或當(dāng)?shù)貎?yōu)良的鄉(xiāng)土植物和先鋒植物,也可

22、引進(jìn)外來速生植物;選擇時(shí)不僅要考慮其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的高低,更主要的是其培肥土壤、穩(wěn)定土壤、控制侵蝕、減少污染的作用四。根據(jù)上述原則,禾本科和豆科植物往往是很好的選擇。在禾本科植物中,狗牙根 、類蘆、香根草、百喜草 、雀稗 等是應(yīng)用較廣的種類。福建龍巖林科所利用類蘆對不同類型的礦山廢棄地進(jìn)行植被恢復(fù),均取得了較好的恢復(fù)效果】。掣】認(rèn)為,在廢棄地植被恢復(fù)中種植豆科植物至少有兩方面的重要作用。其一,為廢棄地提供大量的土壤有機(jī)物質(zhì),而這類有機(jī)物質(zhì)中的/較低,從而在分解后可以有效地增加土壤中素的累積;其二,促進(jìn)了一福建農(nóng)林大學(xué)碩士學(xué)位論文些先鋒樹種的生長,從而使這些先鋒種較好地起到了營造一個(gè)所謂的”林地環(huán)境”

23、的作用,使之更適合于那些林窗入侵種的入侵與生長。因此,在礦山廢棄地植被早期演替中種植豆科植物或者是一些生長期短的豆科灌木,是一個(gè)具有良好促進(jìn)作用的模式。而印度學(xué)者的研究也證實(shí)豆科的同氮落葉樹種能相對較快的增一多花黑麥加礦山廢棄地土壤中的氮素側(cè)。楊中藝等【的研究表明,長喙田菁草?！敝脖幌盗心芨纳扑峄U鋅尾礦的理化性狀,并能產(chǎn)生較大的生物量,是一個(gè)成功的鉛鋅礦尾礦廢棄地復(fù)墾的先鋒階段。.礦山廢棄地重金屬超富集植物的篩選尾礦廢棄地土壤往往具有重金屬毒害,因此選擇的植物必須對重金屬具有耐性或超富集特性,通過植物的根系直接將大量的重金屬元素吸收,通過收獲地上部分來修復(fù)被污染的土壤。目前,我國在超富集植物

24、篩選方面起步較晚,近年來也取得了一系列成果。龍葵、寶山堇菜被發(fā)現(xiàn)為鎘超富集植物;蜈蚣草 、大葉井邊草 被發(fā)現(xiàn)為砷超富集植物】;劉秀梅等刪發(fā)現(xiàn)羽葉鬼針草 和酸模 能夠富集鉛;唐世榮、束文圣等【相繼報(bào)道了鴨跖草 是銅的超富集植物;李華等【的研究表明海洲香薷為鋅超富集植物【】;可用于銅污染土壤的修復(fù):東南景天則是我國首次發(fā)現(xiàn)的錳超富集植物【】。另外,還可以通過基因工程的方法改良商陸植物,調(diào)整植物吸收、運(yùn)輸和富集重金屬的能力以及它們對重金屬的耐受性,獲得超富集的、生長迅速的重金屬超富集植物,以克服目前超富集植物生物量小、生長緩慢帶來的修復(fù)時(shí)間長的問題,。.礦山廢棄地植被的恢復(fù)與演替原生裸地上植物群落的

25、形成與演替是一種由先鋒植物種類的入侵、定居、群聚、競爭的過程。先鋒植物種類憑其種群優(yōu)勢影響后入侵者的定居與生長發(fā)育,它往往決定裸地最初形成的群落類型。在植物群落形成與演替的過程中,各種類成分的種群數(shù)量及綜合優(yōu)勢比呈動態(tài)變化:伴隨著群落的形成與演替,植物群落的物種多樣性呈逐漸增加的趨勢】。礦山廢棄地雖然是一種次生裸地,但其植被恢復(fù)過程卻都具有原生演替的特征。生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)往往較為緩慢,而人工恢復(fù)可在一定程度上改變生態(tài)系統(tǒng)演替的方向和速度,并可縮短其恢復(fù)周期【。因此,要加快礦山廢棄地植被的恢復(fù),最重要的是對廢棄地進(jìn)行及時(shí)的工程治理,同時(shí)輔以相應(yīng)的草本一灌木一喬木的植被恢復(fù)措施,迅速提高其植被覆

26、蓋度。郭逍宇等【對安太堡礦區(qū)復(fù)墾地植被恢復(fù)過程中多樣性的變化進(jìn)行研究,結(jié)果表明,直接種植植被演替后期的植物種大大加速了原始植被演替進(jìn)程;多樣的人工配置群落比單一的人工配置群落更能促進(jìn)群落向正向演替的方向發(fā)展;能夠適應(yīng)礦區(qū)特殊生境的植被配置方式在恢復(fù)進(jìn)程種與自然植被表現(xiàn)出一定的差異,這種差異只持續(xù)發(fā)生植被恢復(fù)的前年,年后群落的演替與自然植被的演替表現(xiàn)出趨同性;制約礦區(qū)物種多樣性變化的主要因素是土壤水分和演替時(shí)間。福建不同類型礦山廢棄地植被的恢復(fù)與重建研究試驗(yàn)地概況福建地處我國東南部、東海之濱,陸域介于北緯。至。,東經(jīng)。至。之間,屬溫暖濕潤的亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,氣候溫和,多數(shù)地區(qū)為長夏無冬,年平

27、均氣溫,平均降雨量 ,是中國雨量最豐富的省份之一。福建森林資源十分豐富,是全國重點(diǎn)林區(qū)之一,全省森林面積七百多公頃,樹木種類繁多,森林覆蓋率達(dá).%,居全國首位。福建地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,礦產(chǎn)資源中已探明儲量的礦種有種含亞礦種,其中能源礦產(chǎn)有無煙煤、地?zé)岬确N,金屬礦產(chǎn)種,非金屬礦產(chǎn)種,水氣礦產(chǎn)種,金、銀、鉛、鋅、錳、高嶺土、水泥石灰?guī)r、花崗石材、明礬石、葉臘石、硫等礦產(chǎn)儲量較大,石英砂儲量、質(zhì)量冠于全國。近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對礦產(chǎn)資源的開采力度不斷加大,各種類型的礦山廢棄地也隨之快速增加,對生態(tài)環(huán)境造成了很大的破壞。本研究中不同類型礦山廢棄地概況見表。表福建不同類型礦山廢棄地概況呈:蘭呈呈璺絲翌

28、璺皇竺翌三翌璺 巴望呈量翌呈寶皇翌璺類型 地理位置 組成物質(zhì) 理化性質(zhì) 植被狀況福建農(nóng)林大學(xué)碩士學(xué)位論文研究方法在對福建不同類型礦山廢棄地的全面踏查基礎(chǔ)上,采用野外調(diào)查和室內(nèi)分析相結(jié)合的研究方法,選擇福建主要礦山廢棄地中的紫金山金銅礦廢棄地、煤礦廢棄地即煤矸石山、石灰石礦廢棄地、高嶺土礦廢棄地及稀土礦廢棄地為研究對象,進(jìn)行福建不同類型礦山廢棄地植被恢復(fù)研究。.樣地設(shè)置.紫金山金銅礦廢棄地植被恢復(fù)樣地設(shè)置在對紫金山金礦廢棄地邊坡采取一系列工程措施穩(wěn)固坡面后進(jìn)行植被恢復(fù)。植被恢復(fù)的方法主要有兩種:一種是先用本地河灘草皮覆蓋廢棄地,然后采取挖魚鱗坑回填客土,再種植苗木,先草本后喬灌木的方法進(jìn)行植被恢

29、復(fù);另一種是不覆蓋草皮,直接挖魚鱗坑回填客土,種植苗木,先草本后喬灌木的方法進(jìn)行植被恢復(fù)?；謴?fù)植物種類的選擇以本地植物為主,這些植物具有耐旱、耐寒、耐貧瘠、抗風(fēng)性強(qiáng)等特性,其中本地河灘草的主要革種有狗牙根、小蓬草 、藿香薊 、勝紅薊 等。不同植被恢復(fù)階段設(shè)置在紫金山金銅礦一選廠廢棄地西北邊坡上,海拔 ,植被配置模式為“馬尾松 本地河灘草”模式,其中馬尾松苗為兩年生實(shí)生容器袋苗,按照不同的恢復(fù)階段,即植被恢復(fù)年、植被恢復(fù)年、植被恢復(fù)年、植被恢復(fù)年的恢復(fù)地,并在礦區(qū)周邊自然植被選擇有代表性地段設(shè)置樣地做為礦山開采前的植被樣地。不同植被恢復(fù)配置模式樣地設(shè)置在紫金山金銅礦一選廠廢棄地邊坡上,海拔 ,植

30、被配置模式見表,一種植被配置模式設(shè)一個(gè)樣地。表紫金山金銅礦廢棄地植被恢復(fù)配置模式壘:墨曼生翌壘壘壘呈巴壘寶 呈璺呈翌壘曼璺:呈翌呈呈圣塹里:堅(jiān)竺呈璺呈配置模式 生境類型 位置搴 注:該列表格中文字均為紫金山金銅礦中的地名.煤礦廢棄地植被恢復(fù)樣地設(shè)置在對煤矸石山進(jìn)行扒環(huán)山水平帶、定點(diǎn)挖穴填肥土進(jìn)行整地后,選擇適生石質(zhì)環(huán)境,耐干旱瘠薄、抗高溫、抗酸毒、生長快的植物種類,如類蘆、胡枝子、馬尾松等物種,采用先草本后喬灌木的方法進(jìn)行植被恢復(fù)。在此基礎(chǔ)上,按照不同的恢復(fù)階段,即植被恢復(fù)年、植被恢復(fù)年、植被恢復(fù)年、植被恢復(fù)年,選擇具有代表性的地段設(shè)置樣地,并在附近自然植被設(shè)置對照樣地。福建不同類型礦山廢棄地

31、植被的恢復(fù)與重建研究.石灰石礦廢棄地植被恢復(fù)樣地設(shè)置石灰石礦廢棄地采用高密度、高投入的治理方法,栽植適應(yīng)性強(qiáng)、根系較發(fā)達(dá)的禾本科植物,如類蘆、香根草、斑茅 等為先鋒植物,并適當(dāng)搭配一些其它灌木、喬木樹種,如胡枝子、馬尾松等進(jìn)行植被恢復(fù)。在此基礎(chǔ)上,按照不同的恢復(fù)階段,即植被恢復(fù)年、植被恢復(fù)年、植被恢復(fù)年,選擇具有代表性的地段設(shè)置樣地,并在附近自然植被設(shè)置對照樣地。.高嶺土礦廢棄地植被恢復(fù)樣地設(shè)置在對高嶺土礦廢棄地進(jìn)行扒環(huán)山水平帶、定點(diǎn)挖穴填肥土進(jìn)行整地后,選擇適生沙地環(huán)境的禾本科植物類蘆,并伴有少量桉樹、楓香進(jìn)行植被恢復(fù)。在此基礎(chǔ)上,按照不同的恢復(fù)階段,即植被恢復(fù)年、植被恢復(fù)年,選擇具有代表性

32、的地段設(shè)置樣地,并在附近自然植被設(shè)置對照樣地。.稀土礦廢棄地樣地設(shè)置對稀土礦廢棄地進(jìn)行植被恢復(fù)的主要植物種類有類蘆、胡枝子、崗松等。在此基礎(chǔ)上,按照不同的恢復(fù)階段,即植被恢復(fù)年、植被恢復(fù)年,選擇具有代表性的地段設(shè)置樣地,并在附近自然植被設(shè)置對照樣地。.植被調(diào)查方法.群落調(diào)查在上述每個(gè)樣地設(shè)個(gè) 的大樣方,在大樣方內(nèi)隨機(jī)設(shè)置個(gè) 的小樣方,在大樣方中調(diào)查喬木、灌木的種名、數(shù)量、高度、胸徑基徑、蓋度;在小樣方中調(diào)查草本的種名、數(shù)量、高度、蓋度;采用點(diǎn)測法【蚴測定草本層的覆蓋度,采用目估法測定喬、灌木層及群落植被的總覆蓋度;調(diào)查同時(shí)記錄生境因子如海拔、坡度、坡向、坡位、土壤環(huán)境等。.生物量調(diào)查草本層生物

33、量的測定:在上述大樣方中各設(shè)置一個(gè) 的小樣方,采用“全收獲”法測定其鮮重,取部分帶回實(shí)驗(yàn)室烘干,測定其干重。紫金山金銅礦廢棄地不同恢復(fù)階段樣地喬木層生物量采用“平均標(biāo)準(zhǔn)木”法,分枝、葉測定其干物質(zhì)質(zhì)量;不同植被配置模式樣地喬木及灌木樹種生物量使用相關(guān)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ捅磉M(jìn)行估算;對照林地喬木層主要組成樹種生物量使用相關(guān)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ捅磉M(jìn)行估算。.物種多樣性測定生物群落的物種多樣性是反映群落組織化水平,通過結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系間接反映群落功能特征的指標(biāo)。群落的物種多樣性是刻畫群落結(jié)構(gòu)的一個(gè)指標(biāo),可以用來比較兩個(gè)群落中物種的復(fù)雜性和豐富程度刪。而重要值是評價(jià)某一種植物在群落中作用的綜合性數(shù)量指標(biāo)【,本文即使用群落中物

34、種的重要值來替代物種的個(gè)體數(shù)。福建農(nóng)林大學(xué)碩士學(xué)位論文表紫金山金銅礦廢棄地不同植被配置模式喬木及灌木樹種生物量回歸模型【蜥】 .壘:寶三巴墨呈蘭 里:堅(jiān)蘭翌望璺樹種 項(xiàng)目 回歸模型相關(guān)系數(shù) 馬尾松 地上部分 .?木全.?。桉樹 地上部分 壘.? .千 :. .楓香 枝 .掛.葉.?黼胡枝子 地上部分 .宰.表對照林地各主要組成樹種回歸模型”. 樹種項(xiàng)目 回歸模型 相關(guān)系數(shù)干 .千.、?枝 .性.?馬尾松葉.葉.地上部分 .全.?干 .奎?千.?枝 .木荷 桂.?葉.葉.地上部分 .圭.千;.? .奉?楓香.枝搜.?葉.葉.?的千 .干.計(jì).細(xì)葉青岡 枝 .柱.葉.葉.地上部分 全. .幸?.重

35、要值計(jì)算喬木重要值相對密度相對高度相對顯著度 公式灌木和草本重要值相對密度相對頻度相對蓋度 公式%相對密度某個(gè)種的密度/所有種的總密度 公式相對高度某個(gè)種的總高度/所有種的總高度 % 公式相對頻度某個(gè)種的頻度/所有種的總頻度% 公式相對蓋度某個(gè)種的蓋度/所有種的總蓋度% 公式% 公式相對顯著度某個(gè)種的胸高斷面積之和/所有種的胸高斷面積之和福建不同類型礦山廢棄地植被的恢復(fù)與重建研究.豐富度指數(shù)【/公式式中為群落中的物種數(shù)目,為觀察到的個(gè)體總數(shù)。.多樣性指數(shù)指數(shù)最初是做為信息不確定性的測度公式,將其應(yīng)用到多樣性的測度中,其意義在于物種間數(shù)量分布均勻時(shí),多樣性最高。兩個(gè)個(gè)體數(shù)量分布均勻的群落,物種數(shù)

36、越多,多樣性越高。其公式為:日 一 公式只,隨式中為樣地內(nèi)的所有物種數(shù)量,/,為第種的重要值,為物種重要值總和。.多樣性指數(shù)【】多樣性指數(shù)是基于概率論提出的,并廣泛用于植物群落的生態(tài)學(xué)研究。其公式為: 一公式只式尹為樣地內(nèi)的所有物種數(shù)量,為第種的重要值,為物種重要值總和。.均勻度指數(shù)【】公式式中為群落中的物種數(shù)目。.土壤調(diào)查方法.土壤化學(xué)性質(zhì).土壤的采集與處理分別在上述樣方中用梅花形法采集.土層土壤,將各采樣點(diǎn)的分土樣充分混合后,按四分法取裝入土壤袋帶回室內(nèi),將采回的土壤樣品自然風(fēng)干,除去植物殘?bào)w及砂礫等,粉碎后過目土壤篩,用四分法取份樣品用白色瓷研缽研磨,過目土壤篩,將經(jīng)處理好的土樣分別裝于

37、樣品袋備用。.土壤養(yǎng)分測定方法土壤養(yǎng)分主要測定值、全氮、全磷、全鉀、水解性氮、速效磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)等指標(biāo),測定方法如下:值采用電位法,全磷采用堿熔.鉬銻抗比色法,全鉀采用堿熔.火焰光度法,全氮采用半微量凱氏法,速效磷采用氟化銨一鹽酸浸提.鉬銻抗比色法,速效鉀采用乙酸銨浸提.火焰光度法,水解性氮采用堿解.擴(kuò)散法,有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化矽加熱法蚓。福建農(nóng)林大學(xué)碩士學(xué)位論文.土壤重金屬測定方法準(zhǔn)確稱取.精確到.過目土壤篩的紫金山金銅礦廢棄地土樣,采用?.消煮法【刀進(jìn)行消煮,用熱水將殘?jiān)慈肴萘科?定容并搖勻,最后用定量濾紙過濾,用原子吸收光譜儀測定、的含量。.土壤含水率測定分別在紫金山金銅礦廢棄地

38、設(shè)置的樣方中采集若干土壤于鋁盒中,采用烘干法【測定其含水率。.土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量測定分別在紫金山金銅礦廢棄地設(shè)置的樣方中用鋁制飯盒取原狀土帶回室內(nèi),采用干濕篩法【測定其水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量。.水土流失調(diào)查采用侵蝕溝法調(diào)查紫金山金銅礦廢棄地各樣地的水土流失情況。用皮尺在坡的上、中、下分別橫向拉線,逐一測量皮尺經(jīng)過的侵蝕溝的深度和寬度,并測量各侵蝕溝的長度,用公式計(jì)算單位面積的坡面流失量。分別于年月和年月進(jìn)行調(diào)查,兩次調(diào)查結(jié)果之差為各樣地的水土流失情況。公式喜吉礎(chǔ)址廿沖一.不同植被配置模式的恢復(fù)效果評價(jià)方法本文采用灰色關(guān)聯(lián)分析法對紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)配置模式的恢復(fù)效果進(jìn)行評價(jià)?；疑P(guān)聯(lián)分析

39、法是我國的鄧聚龍于世紀(jì)年代提出的一種系統(tǒng)分析方法,對于那些行為機(jī)制信息不完備、行為數(shù)據(jù)很稀少、問題處置缺乏經(jīng)驗(yàn)、其固有內(nèi)涵又不清楚的對象之間的這些關(guān)系的分析來說,是十分必要的。主要包括評價(jià)指標(biāo)選擇、數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算、評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定以及加權(quán)綜合評價(jià)個(gè)步驟。.評價(jià)指標(biāo)選擇.植被群落指標(biāo)的確定植被恢復(fù)最重要的就是把物種多樣性和植被覆蓋度及生物量恢復(fù)到礦山開發(fā)前的水平,且紫金山金銅礦廢棄地處于植被恢復(fù)初期,喬木、灌木樹種單一,因此本文選用草本層物種多樣性、群落覆蓋度和群落生物量作為植被群落的評價(jià)指標(biāo)。.群落立地條件指標(biāo)的確定礦山開采對立地條件的破壞主要體現(xiàn)在土壤結(jié)構(gòu)不良、缺水、缺肥、重金屬污染、水

40、土流失等,因此本文選用土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量、土壤含水率、土壤侵蝕量及土壤肥力、土壤重金屬全量等作為立地條件福建不同類型礦山廢棄地植被的恢復(fù)與重建研究的評價(jià)指標(biāo)。.數(shù)據(jù)的初值化計(jì)算首先要構(gòu)造指標(biāo)模式序列,一,其中為模式數(shù),為指標(biāo)數(shù);其次要初值化指標(biāo)模式序列,即/,/,/,.,/.第三要確定各指標(biāo)極性,建立參考模式序列植被群落的各項(xiàng)指標(biāo)極性均為最大值;立地條件中土壤含水率為中性指標(biāo),水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量和土壤肥力的各項(xiàng)指標(biāo)極性為最大值,重金屬全量和水土流失極性為最小值。分別取各指標(biāo)的極性值為其制高點(diǎn)值,記為,則其參考模式序列為:/,/,?,/;.灰關(guān)聯(lián)系數(shù)的確定灰關(guān)聯(lián)系數(shù)通過建立差值序列并通過相關(guān)公式

41、計(jì)算確定。首先按。,/,建立差值序列;其次求灰關(guān)聯(lián)系數(shù),按公式進(jìn)行計(jì)算公式則,籬群篙搿.加權(quán)綜合評價(jià)將各模式各指標(biāo)的灰關(guān)聯(lián)系數(shù)與初值化的指標(biāo)模式序列加權(quán)綜合,即可獲得基于初值化的灰關(guān)聯(lián)序,即不同植被恢復(fù)配置模式恢復(fù)效果的排序。.數(shù)據(jù)處理方法本研究所有數(shù)據(jù)均采用及數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析。福建農(nóng)林大學(xué)碩士學(xué)位論文結(jié)果與分析.紫金山金銅礦廢棄地植被恢復(fù)研究.紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段的恢復(fù)效果.紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段群落覆蓋度變化由圖可看出,不同恢復(fù)階段草本層、喬木層及群落總覆蓋度變化均較為顯著,其中喬木層和群落總覆蓋度的變化呈上升趨勢,恢復(fù)年時(shí)喬木層和群落總覆蓋度均達(dá)%以

42、上,分別為恢復(fù)年時(shí)的.倍和.倍。而草本層覆蓋度則呈先上升再下降趨勢,恢復(fù)年時(shí)的覆蓋度僅為恢復(fù)年的/,這可能與馬尾松的覆蓋度變化有關(guān)?？梢娫隈R尾松和本地河灘草的共同作用下,紫金山金銅礦廢棄地的植被覆蓋度在恢復(fù)初期平穩(wěn)上升。% 一?一草本層喬木層蓉%?總覆蓋度孵%未開采對照 年 年 年 年恢復(fù)階段圖紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段植被覆蓋度 .?.紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段物種多樣性變化從表可以看出,在豐富度上,草本層喬木層灌木層;從和反映出的多樣性來看,草本層灌木層喬木層;而從反映出的均勻度來看,灌木層草本層喬木層。上述分析表明,紫金山金銅礦開采前植被群落各層次物種多樣性大小排序?yàn)椴荼?/p>

43、層灌木層喬木層。紫金山金銅礦廢棄地植被恢復(fù)初期尚未有喬木和灌木樹種自然入侵,其物種多樣性的變化主要體現(xiàn)在草本層。從表可以看出,隨著恢復(fù)時(shí)間的增加,其草本層物種多樣性呈上升趨勢,且變化較為顯著。相對于未開采對照林地,恢復(fù)年、年、年樣地草本層物種多樣性較小;除豐富度外,恢復(fù)年的樣地草本層物種多樣性其它三項(xiàng)指標(biāo)均大于未開采對照林地。福建不同類型礦山廢棄地植被的恢復(fù)與重建研究表紫金山金銅礦開采前植被群落物種多樣性坐:邕璺坐壘翌量呈翌箜嬖壘竺塹 星璺:翌璺寶蘭塹翌:叢旦呈呈墊譬次 , 表紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段草本層物種多樣性. ?圣三墊堅(jiān)呈呈: 。 囂黧鴟注:表中同歹數(shù)據(jù)后面出現(xiàn)相同小寫字母

44、者表示在.水平上差異不顯著。.紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段群落生物量變化紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段的群落生物量變化較為顯著,呈上升趨勢,但與未開采對照林地相比仍有較大差距,如表所示。恢復(fù)年時(shí),草本層生物量顯著增大;恢復(fù)年、年時(shí),各層次生物量變化均不顯著;恢復(fù)年時(shí),各層次生物量均有顯著變化,草本層、群落生物量分別為恢復(fù)年時(shí)%和.倍。表紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段群落生物量?蘭里:翌旦呈呈呈壘竺:蘭旦翌翌旦翌: :翌呈蘭:壘:塾蘭寶翌望翌量壘:翌呈星三 呈蘭呈翌壘 璺:寶墨翌恢復(fù)階段 喬木層 草奉層 群落注:表中同一列數(shù)據(jù)后面出現(xiàn)相同小寫字母者表示在.水平上差異不顯著。.紫金山

45、金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段土壤含水率變化水分是植物生長所必需的,而植物的覆蓋及其根系對水分的吸收對土壤水分含量具有很大的影響。從圖可以看出,紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段土壤含水率呈上升趨勢,其中恢復(fù)年樣地的土壤含水率最大%,為恢復(fù)年時(shí)的.倍,這可能是因?yàn)樾落伒谋镜睾訛┎萜に鶐У耐寥篮瘦^大,隨著植被覆蓋的增加,土壤中水分的蒸發(fā)作用也就逐漸減弱。福建農(nóng)林大學(xué)碩士學(xué)位論文.槳.蔣妥缸.未開采對照年 年 年 年恢復(fù)階段圖紫金山金銅礦廢棄地不同恢復(fù)階段土壤含水率變化 ?。.紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量變化土壤團(tuán)聚體大小分布和穩(wěn)定性影響土壤孔隙性、持水性、通透性、抗蝕

46、性,眾多學(xué)者把水穩(wěn)性團(tuán)聚體的含量作為評價(jià)土壤可蝕性的重要標(biāo)準(zhǔn),水穩(wěn)性團(tuán)聚體能夠改善土壤結(jié)構(gòu),具有較高的穩(wěn)定性,含量越高土壤的抗蝕能力越強(qiáng)【。從表可以看出,各恢復(fù)階段土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量變化較為顯著。其中,、 、. 、.”。的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量除恢復(fù)年的樣地以外均小于對照.%;.的水穩(wěn)性團(tuán)聚體除恢復(fù)年的樣地逐漸增加以外,其余各階段均呈先增加后減少的趨勢。各階段.的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量均隨著恢復(fù)時(shí)間的增加呈上升趨勢,恢復(fù)年后各恢復(fù)階段與恢復(fù)年時(shí)相比均有顯著增大,其中恢復(fù)年時(shí).%為恢復(fù)年時(shí)的.倍,與未開采對照無顯著差異;各階段結(jié)構(gòu)破壞率呈下降趨勢,恢復(fù)年以后與未開采對照.%無顯著差異。由以上分析可以看出,

47、植被恢復(fù)年時(shí)土壤抗蝕性與對照林地相當(dāng),植被恢復(fù)年代越長,. 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量越高,結(jié)構(gòu)破壞率越小,抗蝕性越好。表紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段土壤團(tuán)聚體組成%. ?圣三三三:坐:壘水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量恢復(fù)階段 結(jié)構(gòu)破壞率 . . .團(tuán)聚體干篩含量一. 團(tuán)聚體干篩含量%?注:結(jié)構(gòu)破壞率. 團(tuán)聚體濕篩含量/.表中同歹數(shù)據(jù)后面出現(xiàn)相同小寫字母者表示在.水平上差異不顯著。福建不同類型礦山廢棄地植被的恢復(fù)與重建研究.紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段土壤養(yǎng)分含量變化氮和磷的缺乏是礦山廢棄地普遍存在的問題。從表可以看出,各階段恢復(fù)樣地土壤中各養(yǎng)分含量均顯著低于對照林地,且各指標(biāo)隨著恢復(fù)時(shí)間的增長具有一些變

48、化:全、水解和有機(jī)質(zhì)含量在恢復(fù)的前兩年較為缺乏,且變化不顯著,恢復(fù)年時(shí)有顯著上升,分別為恢復(fù)年時(shí)的.、.和.倍,且均達(dá)到養(yǎng)分缺乏指標(biāo)的臨界值;全、速效含量呈不同程度的下降趨勢,其中速效含量的變化起伏較大,恢復(fù)年時(shí)其含量不到養(yǎng)分缺乏指標(biāo)臨界值的/。上述分析表明,礦山開采對土壤養(yǎng)分影響較大,在植被恢復(fù)的前兩年,紫金山金銅礦廢棄地的土壤養(yǎng)分含量變化不顯著,恢復(fù)年時(shí)顯著上升,但很可能出現(xiàn)土壤磷素對植物供給不足的狀況。表紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段土壤養(yǎng)分含量翌蘭壘堡壘翌壘量壘:曼翌翌 蘭呈:叢竺翌璺翌壘:蘭翌旦垡寶翌 坐垡堡翌堡量寶璺壘呈壘寶/詈州裁葶憊舉氨麓攀/注:表中司一列數(shù)據(jù)后面出現(xiàn)相司小

49、寫字母看表不在.水平上差異不顯著。.紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段土壤重金屬變化從表可以看出,隨著恢復(fù)時(shí)間的增加,、全量均呈不同程度的上升趨勢,這可能是不同樣地土壤本底條件存在的差異造成的;而全量呈下降趨勢,但變化均不顯著。其中,恢復(fù)年時(shí)土壤中含量為國家土壤環(huán)境三級標(biāo)準(zhǔn)的.倍,恢復(fù)年、年、年樣地土壤全量分別為福建省土壤背景值的.倍、.倍和.倍,其余各指標(biāo)含量均處于較低水平。.紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段水土流失變化水土流失是礦山廢棄地造成的主要環(huán)境問題之一。從圖可知,恢復(fù)年時(shí)其土壤侵蝕量最大,達(dá)到.,這可能是因?yàn)榈乇淼闹脖桓采w度不高,不能有效防止雨水的侵蝕,而植被根系也未能對土壤起到

50、固定作用。隨著恢復(fù)時(shí)間的增加,植被覆蓋度也不斷增加,植物根系的覆蓋也越來越大,植被防止水土流失的能力也逐漸提高,因而土壤侵蝕量也逐漸減小,恢復(fù)年時(shí)的土壤侵蝕量僅為恢復(fù)年時(shí)的.%,表明“馬尾松本地河灘草”能有效防止礦山廢棄地的水土流失。福建農(nóng)林大學(xué)碩士學(xué)位論文表紫金山金銅礦廢棄地不同植被恢復(fù)階段土壤重金屬全量?. .恢復(fù)階段未開采對照三說妄毪飄毒并 “. 士吾怒 茹魏 士;凳. . . . . ,紅。士. . . . . . “. ,. . . . . .往. 士. . . 士. . . . . . . .,紅 . 。. . . . .士. . . . . . . .拓。士. . . . . 士. 士.國家標(biāo)準(zhǔn)【】 .?. .福建省背景值. . . . .【注:表中同一列數(shù)據(jù)后面出現(xiàn)相同小寫字母者表示在.水平上差異不顯著。.甲曼.嘟蟊邸恢復(fù)階段圖紫金山金銅礦廢棄地不同恢復(fù)階段樣地土壤侵蝕量. .紫金山金銅礦廢棄地不同植被配置模式的恢復(fù)效果.紫金山金銅礦廢棄地不同植被配置模式的植被覆蓋度比較先鋒植物種能否迅速覆蓋地表是礦山廢棄地植被恢復(fù)能否成功的關(guān)鍵。從表可以看出,各模式間喬木層和草本層的覆蓋度差異較為