矿区生态重建中生物多样性与可持续发展

复合生态系统受自然、经济、社会三方面的影响，是在生态工程控制下的生态系统，其生物多样性也受生态工程的控制。本文以安太堡露天煤矿为例，讨论了复合生态系统生物多样性与可持续发展的关系。说明复合生态系统的生物多样性要求经济，生态，社会综合效益最佳，其建设必须以生境建设为基础，并以生态工程手段保持和调节植被结构，以使矿区得到真正可持续发展。     

贺兰山露天煤矿生态修复前后植物群落差异及地境结构研究

为探究贺兰山露天煤矿生态修复后植被恢复情况,依据生态地质学的相关理论和方法,通过野外植物群落特征和植物根群结构调查,以及植被地下生境土壤肥分养分取样与测试,对背景区与恢复区植物群落结构和物种多样性差异进行了对比分析,确定了不同植物群落的地下生境范围,并进一步探究了影响植被恢复的土壤因子.结果 表明:①贺兰山自然保护区主...     

露天煤矿复垦土地的植物群落多样性与稳定性

随着科学技术的不断发展和进步,人类对自然的干扰越来越强,引发了许多环境问题,使生态系统在不断的退化。“生物多样性”已成为近年来生态学中最为集中的研究热点之一。本文以平朔安太堡露天煤矿为例,讨论了露天煤矿复垦区的植物群落多样性与稳定性,旨在对矿区土地复垦与生态重建中的重合生态系统,提供了一定的理论依据。     

贵州中部煤矸石堆场废弃地自然植被的群落组成及物种多样性

通过对贵阳市花溪区麦坪乡关闭煤矿区矸石堆场及周边自然土壤上的植被进行调查与分析,研究矸石废弃地自然恢复植被的群落组成、演替过程和物种多样性的变化。结果表明：随着堆放年限增加,煤矸石废弃地植物群落组成趋于复杂,植物群落演替等级增高。另确定6种植物为煤矸石废弃地优势物种,可为煤矸石堆场人工植被修复提供选材依据。     

金属矿复垦中的污染防治与生态复垦设计探讨——以广东云安县高枨铅锌矿为例

矿区土地生态复垦与重建是保护环境、减少矿产开采对周围生态环境破坏与污染的重要途径。金属矿废弃地的重金属污染和植物生长条件的严重劣化导致了矿区废弃地植被恢复和生态重建的效率低下、速度十分缓慢。因此,有效治理重金属污染并选择适宜的恢复植被品种是进行金属矿山废弃地植被重建和生态恢复的关键。文章以广东高枨铅锌矿复垦方案为例,在分析预测矿区土地破坏与污染状况的基础上,结合项目区地形地貌等特点,提出了尾矿库和废石场污染的三阶段防治措施:(1)化学钝化措施;(2)工程阻隔措施;(3)植被生长层建立或生态恢复的生物措施。根据当地气候条件及土壤特点,对适宜的植物品种进行了严格的筛选和组配,提出了尾矿库和废石场生态复垦规划设计方案以重建人工生态系统。     

高寒草原地区露天矿生态恢复植被筛选及生态价值测算

灵泉露天煤矿即将关闭转入斜井开采,该矿位于高寒地区草原植被带,植被生长期短。露天矿坑边坡及外排土场土壤贫瘠,综合考虑露天矿闭坑后的防灭火及边坡稳定,以及依据区域自然地理、生态环境及社会经济状况,提出了"整体规划、阶段实施、因地制宜、科学高效"的总体思路,对灵泉露天煤矿进行了近期、中期和远期生态恢复规划。其中,将生态恢复区分为植被自然恢复区与人工生态植被恢复区。在规划设计中以当地草本植物为主,适当配种景观植物。同时,本文利用价值量估算法,对规划区生态服务价值进行了测算,灵泉露天矿每年的生态价值为873.53万元,生态恢复后具有显著的生态效益,对实现露天矿生态文明建设具有重要的意义。     

黄河三角洲湿地生物多样性保护工程植被修复效果评估

开展修复效果的跟踪监测和评估是湿地生态修复的重要环节。跟踪监测可以观察湿地恢复状态和过程,找出修复过程潜在问题以便及时调整修复手段和技术的运用,从而提高修复效率,亦可为评价湿地修复效果提供数据支持。通过野外生态监测、遥感反演等手段,对黄河三角洲湿地生物多样性保护工程的植被修复效果进行评估。结果表明：南、北岸修复区土壤含水率分别提升45.86%和25.17%,土壤盐度分别下降70.51%和64.71%;南、北岸修复区的植被盖度分别提升5%和54%;NDVI指数分别提升48.4%和44.1%,修复区植被种类趋于多样,植被群落结构得到改善。不同生态修复措施对植被恢复均有效,效果差异不显著。修复区植被以芦苇为优势种,优势度为0.748,其他植被的优势度较低,植被总体盖度、芦苇密度和株高与未修复区相比差异不大。总体来说,北岸修复区植被尚未恢复至较高水平,南岸修复区植被恢复效果良好。建议在生态修复工程实施时应减轻对原生物种的破坏,实施后应关注植被恢复的滞后性,加强湿地管理以及外来物种入侵防治。该成果将为我国滨海湿地生态修复提供数据和技术参考。     

瓷土矿尾矿沙山的生态治理

以江西省星子县大排岭瓷土矿尾矿沙山的初始生态恢复进程为研究对象,在样地调查的基础上,通过分析人工恢复林地、未治理迹地与自然恢复地中定居的植物物种数量、群落组成与结构来研究当地尾矿沙山生态恢复进程.结果显示,自然恢复地的生物多样性及群落组成与结构效果优于未治理迹地与人工恢复林地的生物多样性及群落组成与结构.自然恢复地植物物种中牡荆等3种植物在尾矿沙山的定居和扩散形成了具有一定组成与结构的植物群落类型,且这种群落类型稳定并符合植被演替的自然规律.这3种先锋植物可以在同类矿山尾矿沙山的植被重建与恢复中推广.      

黑岱沟大型露天煤矿生态系统稳定性研究

黑岱沟露天煤矿已经开采20多年,该矿区的排土场进行了生态修复,使得该地区景观生态发生了显著地变化。通过生态修复工程的实施,排土场生态修复已见成效,对于是否能使该地区生态系统在修复后保持长期稳定,进行了如下研究。本文运用Miami模型,通过计算该地区植被净第一性生产力,对生态系统稳定性研究,得出如下结论:黑带沟露天煤矿所在地区的自然系统本底的生产力处于最低--较低水平,稳定性较差;复垦后稳定性大幅度提升,即生态系统更稳定。     

复垦铅锌矿尾砂库的植被恢复和基质演变

为探讨铅锌矿尾砂库经植物原位修复的生态恢复效果,以广西阳朔铅锌矿尾砂库综合治理示范工程为研究对象,连续3年(2018—2020)对实地观测植被恢复情况、新增植物生长情况及复垦铅锌矿库区尾砂重金属含量、土壤酶活性及理化性质的观测与测定。结果表明:尾砂库经人工种植的芒(Miscanthus sinensis)和三裂叶葛藤(Pueraria phaseoloides)2种耐性植物对尾砂中重金属存在植物稳定作用;库区植被新增物种逐年升高,且以豆科和菊科植物为主;尾砂的过氧化氢酶、脲酶与磷酸酶活性先增后减,蔗糖酶活性显著性增加;尾砂的肥力和保肥能力均有所提高,其中尾砂的总氮含量从1.14 g/kg增加到2.19 g/kg,有机碳含量从9.50 g/kg增加到21.01 g/kg。由此表明,在相似自然条件的矿山废弃地生态修复中,可考虑从葛属和蒿属的植物中筛选目标植物;植被恢复会加快尾砂库库区植物群落的次生演替;铅锌矿尾砂库经人工植被恢复能加快尾砂基质的演变,使生态系统实现自行恢复并达到良性循环。     

矿区复合生态系统中土壤演替和植被演替的相互影响

在讨论矿区复合生态系统涵义的基础上，以平朔安太堡露天煤矿为例，探讨了大型露天矿区复合生态系统演替与原生态系统演替的不同，即露天矿区复合生态系统演替极大地受着社会--经济--自然三方面的控制，在演替过程中土壤演替与植被演替相互影响、相互协调，共同作用了矿区复合生态系统。同时，还阐述了进行矿区生态重建的两大关键措施：生态环境建设和群落建设。     

基于朴门设计的煤矿废弃地生态修复规划研究

为探索可持续发展观下矿区生态修复规划模式,推动矿区生态修复技术革新,论文引入朴门设计理论,研究其在煤矿废弃地生态修复中的可持续性设计策略及运作过程;结合王石凹煤矿生态修复实践案例,分析了分区规划、扇形分析及循环布局等设计模式的应用现状,并对2014-2016年间王石凹煤矿生态系统服务价值进行测算。结果发现,朴门设计能够把煤矿土壤重金属污染区纳入生态建设分区规划中,加快煤矿废弃地生物多样性恢复,促进生态平衡建设,推动煤矿废弃地生态系统融入生物地球化学循环,实现煤矿废弃地生态、经济和社会复合系统可持续发展,是适用于煤矿废弃地生态修复的有效规划设计模式。研究结果能为矿区生态修复规划设计理论研究和实践活动提供参考。     

青藏铁路唐拉段工程建设对沿线生物多样性的影响分析

青藏高原高寒生态系统十分独特、脆弱,对人类扰动极为敏感.本文从青藏铁路唐古拉至拉萨段工程建设对沿线生物多样性的影响进行分析,提出运用生态系统恢复与重建理论,采用以原生植被自我修复为主的人工措施,维持植被原生物种是一种安全处理方法,采取按工程类别提出的各类缓解工程建设对生态系统影响的对策措施,可缓解工程对生物多样性及生态环境的总体影响.     

喀斯特锑矿植被恢复区植物多样性及群落稳定性

了解喀斯特锑矿区植物群落结构及稳定性对生态恢复和群落构建具有重要意义,本研究以贵州晴隆大厂镇锑矿植被恢复区(锑矿区)为研究对象,并选择锑矿区周边未被破坏的植物群落作为对照区展开研究. 基于样方法对锑矿区和对照区进行植被调查,分析了植物物种多样性及群落(群落、乔木层、灌木层和草本层)的Godron稳定性. 结果表明:锑矿区植物共22种,分属14科18属,且有16种为草本植物,低于对照区的30科53属68种;豆科(Leguminosae)、禾本科(Poaceae)、菊科(Compositae)、蔷薇科(Rosaceae)和荨麻科(Urticaceae)各有2~4种,且以被子植物的双子叶植物为主(共11科13属17种),占总物种数的77.27%. 锑矿区优势植物以亮叶桦(Betula luminifera)、苎麻(Boehmeria nivea)、密蒙花(Buddleja officinalis)、茅莓(Rubus parvifolius)、水麻(Boehmeria penduliflora)和插田泡(Rubus coreanus)为主;对照区优势植物以亮叶桦、油桐(Vernicia fordii)、杨树(Populus simonii)、响叶杨(Populus adenopoda)和香樟树(Cinnamomum camphora)为主. 锑矿区与对照区乔灌植物的密度间差异不显著(P>0.05),但锑矿区植物高度101~130 cm、131~200 cm和>200 cm的物种数显著低于对照区(P<0.05). 锑矿区乔木层和灌木层物种丰富度和Shannon-Wiener指数显著低于对照区(P<0.05),物种丰富度分别比对照区显著降低了82.8%和89.5%(P<0.05),Shannon-Wiener指数分别比对照区显著降低了100%和94.8%(P<0.05). Godron稳定性分析结果表明,锑矿区植物群落不稳定. 综上,锑矿区物种组成简单,物种多样性低且不稳定,处于植被演替早期阶段.      

广东海丰湿地生态恢复进程中不同生境的土壤微生物特征分析

土壤微生物能够敏感反应湿地生态系统质量变化及功能演变.为了探索土壤微生物在生态恢复措施下的变化及响应机制,采用高通量测序技术研究了广东海丰湿地在生态恢复进程中4种不同生境(植被恢复区、乡土植被区、潮沟和光滩)的土壤微生物群落结构与多样性特征及其影响因素.结果表明,4种不同生境土壤理化性质差异显著,表现为潮沟土壤TC、TN、TOC和TK含量最高,且植被恢复区土壤的TC、TN和TP含量显著高于光滩.潮沟和光滩上EC值显著高于植被恢复区和乡土植被区.细菌在潮沟中多样性指数和丰度最高,且植被恢复区土壤细菌丰度和多样性显著高于光滩;古菌群落结构在潮沟中比其他3种生境显著复杂,多样性与丰度更高;而真菌在乡土植被区的多样性指数和丰度显著高于其他生境,群落结构也最为复杂.TN和TC是影响细菌群落的主要因素;TN和EC是影响古菌群落的主要因素,而pH、TP和TN是影响真菌群落关键性因素.由此可见,在生态恢复过程中,光滩上植被的定植增加了土壤微生物群落多样性和丰富度,生态恢复初见成效,研究结果可为光滩生态修复策略的选择提供理论依据.     

退化湿地生态系统的生态恢复与管理——以美国Hackensack湿地保护区为例

受城市化、工业化和地球温室效应等人类活动与自然因素的影响,美国Hackensack湿地保护区正面临着面积不断减少、景观破碎化、外来物种入侵、河水污染增加、盐碱化程度增加和范围扩大等生态胁迫。稳定湿地面积,重建湿地的复合景观,丰富生物多样性,恢复潮水的正常规律,减少水体污染,控制外来种的入侵与扩张,促进湿地原有植物的定居与扩增及原有植被的恢复是Hackensack湿地恢复的关键,也是恢复工程设计与实施的核心。退化湿地生态恢复的管理则以植被的生长、芦苇的扩散方式及动态、鱼类和蟹类的种群动态、鸟类的种类及其对生境地的利用情况对生态系统功能恢复状况进行生物检验,有效监控退化湿地生态系统的恢复动态,研究其恢复规律,进而采取相应的管理措施,科学调控生态恢复进程。     

矿区不同植被复垦模式对土壤细菌群落结构的影响

以安太堡露天煤矿复垦区为研究对象,用PCR-DGGE技术分析不同复垦植被(榆树、落叶松、杏树、云杉和刺槐)及复垦年限(15年和20年)对土壤细菌的影响.土壤细菌多样性分析结果表明:复垦20年组,榆树最高,杏树最低,其余3个植被无显著差异;复垦15年组,云杉显著高于刺槐;刺槐随复垦年限延长,其土壤细菌多样性显著增高,而云杉却反之.相似性系数分析、聚类分析和PCA均显示,相同复垦年限的土样细菌群落结构相似性高.相关性分析表明细菌多样性指数和土壤pH显著正相关.优势和差异条带测序鉴定出Nitrospira、Sphingomonas、Arthrobacter、Brachybacterium、Rhizobium以及Mesorhizobium等或参与氮循环、或降解多环芳烃及杂环有机物的细菌属.本研究说明榆树和云杉有利于土壤细菌多样性的恢复;复垦区土壤的优势菌群多为有利于污染土壤的生态修复和肥力恢复的功能细菌属.     

太平湖国家湿地公园生态保育区草本植物区系及其在不同干扰下的多样性动态

为探明人类活动对太平湖国家湿地公园生态保育区草本植物多样性的影响,对该区域草本植物区系及其在不同干扰下的多样性动态进行了调查分析。结果表明:①该区共有草本植物25科,56属,68种,以禾本科(G ram ineae)、莎草科(Cyperaceae)和菊科(Compositae)为优势科,属的成分相对分散,该区草本植物均为寡种属和单种属,植物区系成分简单;②狗牙根(Cynodondactylon)为湿地公园生态保育区优势种群,在5个样地均形成优势群落,但在不同干扰类型下重要值有所变化;③吴家洲为无人区,狗牙根占绝对优势,植物演替处于初始阶段;④大湖冲农业干扰时间久远,农田杂草向滩涂湿地演替推进,物种α多样性各指数为5样地中最高;⑤轻微游憩活动造成营盘山草本植物多样性各指数较吴家洲高,近期建造的水泥游道、观台和篝火场地等对湿地景观造成了一定破坏;⑥苍耳(Xanthium sibiricum)因不被家畜食用、具化感作用,种子可随水和随家畜传播,造成石壁陈苍耳泛滥成灾,形成大面积优势群落,严重影响植被景观多样性和微生态系统的稳定性;⑦乌里村受渔业影响较大,滩地植被稀疏;⑧各样地草本植物β多样性显示,不同干扰类型已经对河口滩地的环境造成了影响,具体环境影响指标还有待于进一步研究。针对太平湖湿地公园生态保育区生物多样性保护存在的主要问题,提出了相应的保护和修复对策。     

湖南省生物多样性现状调查与评价

在对湖南省生物多样性现状进行调查的基础上,采用包括物种丰富度、生态系统类型多样性、植被垂直层谱的完整性、物种特有性、外来物种入侵度5个评价指标的生物多样性综合评价方法,以县(区)为单位,对湖南省125个县(区)进行了生物多样性评价. 结果表明:有51个县(区)的生物多样性状况为“高”,有53个县(区)为“中”,有12个县(区)为“一般”,有9个县(区)为“低”. 评价结果与湖南省生物多样性的实际情况基本相符,基本能反映出湖南省植物多样性的整体分布状况.      

西部生态脆弱区矿山不同开采强度下生态系统服务时空变化——以神府矿区为例

以神府矿区为例,选取土地利用、植被覆盖、土壤、气象等生态环境与统计数据指标,利用RS和GIS技术构建生态系统服务遥感测量评估指标体系,评估研究区2005-2015年生态系统服务变化及时空分布特征,进一步探究神府矿区不同开采强度对生态系统服务的影响并进行驱动力分析。研究结果表明：（1）2005年、2010年、2015年研究区的总生态系统服务分别为1.598×10¹⁰元、1.905×10¹⁰元、2.134×10¹⁰元,呈现逐年递增的趋势;（2）生态系统服务功能中水土保持价值比例最大,草地的单位面积生态系统服务价值最高,耕地、草地生态系统为该地区贡献了最多的生态系统服务价值;（3）研究区生态系统服务分布表现为由东北向西南逐渐降低的趋势,不同开采强度下的生态系统服务增长变化较为相似,煤炭开采区域生态系统服务未显著下降,整体较为平稳。对生态系统服务变化的驱动分析表明在近年来相对改善的气候环境与人工修复共同作用下,神府矿区生态系统服务未发生明显的缩减。此类半干旱生态脆弱矿区国土空间生态修复适宜通过主动的“保护性开发”以及“人工诱导+自然修复”为主的方式,避免大范围与高强度的水土扰动型治理,通过适度的人为干预保证与维持区域内生态系统服务的功能。研究成果不但揭示高强度煤矿开采下的生态环境变化,也对西部生态脆弱区环境做了定量评估;同时,为将来的矿区重建提供了重要的依据。