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...     

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。     

北方某轻稀土尾矿库不同恢复区土壤理化性质差异

文章将中国北方某轻稀土尾矿库周边分为5个研究区,其中1个为空白对照区,以2011年植被恢复前和2017年植被恢复后,不同区域土壤理化性质差异,分析植物群落修复效果,以期筛选出改善土壤肥力最有效的植物群落配植模式。通过轻稀土尾矿库周边不同方位的S1～S5区域的土壤采集分析和植物群落调查,采用土壤肥力综合评价方法科学筛选改善土壤物理性质最佳植物群落和改善土壤化学性质最佳植物群落。轻稀土尾矿分为5个区域,不同植物群落恢复土壤肥力存在一定差异,S1为空白对照区。S5区土壤非毛管孔隙度与毛管孔隙度比值最高分别是0.078、0.11和0.13,未达到0.25～0.5标准;S3区土壤容重最低1.62 g/cm3,未达到1.25～1.35 g/cm~3标准;虽然修复效果显著但没有能够达到良性结构标准的修复地。土壤化学性质5个区域土壤pH值均下降,但依然是碱性土壤;S4区在合理利用生态位进行植物群落配植,群落根际形成稳定的微生物层,建立土壤与植物的营养物质良性循环通道,改善效果最佳。土壤肥力计算恢复地土壤肥力指数,结果说明,群落的植物多样性>植物数量>植被覆盖率>群落结构>裸地。通过研究分析"杨柳科乔木+豆科灌草"模式,例如"旱柳+毛白杨+胡枝子+紫苜蓿+梭梭+小叶锦鸡儿"是土壤物理性质改善的有效配植模式;"乡土乔木+蔷薇科+豆科灌草"模式,例如"毛白杨+樟子松+山桃+柠条+紫苜蓿+早熟禾"对土壤化学性质改良效果较好。2种植物群落配植模式可以有效提高土壤肥力,改善土壤环境。     

矿山复垦土壤典型元素时空变化研究

在抚顺矿区矸石回填复垦还田生态重建试验区,利用网格布点取样法采集不同覆土类 型、不同土壤深度、不同覆土时间的土壤样品,对矿山复垦土壤的营养元素和重金属元素的 时空变化进行了研究.结果表明,矸石回填覆土后,营养元素含量在覆土初期恢复较快,覆土中 重金属元素含量呈逐年递减趋势;施(培)肥造成了重金属元素和营养元素含量表层高于30cm 层和60cm层;覆土中重金属元素主要来源于外界输入; 矸石母质中的重金属不存在对覆土耕 作层的污染问题.     

辽宁省菱镁矿区生态修复研究

针对辽宁省菱镁矿区资源状况与环境问题,提出菱镁矿区土地生态修复技术对策,包括土壤污染等级分类对策、不同立地条件土地复垦适宜性评价与对策、板结土壤复垦技术与对策和排土场贫瘠土壤肥力改良修复对策,进行适宜性复垦植物筛选与复垦效果评价。     

硅砂矿土地复垦与植被恢复研究

根据彰武县阿尔乡北甸子硅砂矿地貌、自然条件及周边环境等特征,确定硅砂矿土地复垦的方向为林地和鱼塘。简要介绍硅砂矿土地复垦的开采流程及闭坑后土地复垦与植被恢复的技术要求,提出土地复垦和植被恢复过程具体措施及预防控制。通过开展硅砂矿土地复垦与植被恢复工作,把破坏的土地采取整治措施恢复为可利用的土地,缓解了矿区土地减少的趋势,改善了矿山生态环境,最终实现矿山生态环境保护、土地资源利用与地方经济可持续发展。     

草原生态系统植物群落地下特征表达的新方法

本研究首次采用拍摄、标记根密度的方法来研究内蒙古自治区锡林郭勒盟典型草原区草原生态系统不同恢复阶段植物群落根系的垂直分布特征,并对群落地下生物量及根密度进行了比较研究。结果表明,地下生物量表现出由表层至深层急剧下降的倒金字塔形,而根密度表现出下降→上升→下降状态,并且群落不同恢复阶段上升的深度不同,表现出与地下生物量不同的地下生态过程。通过本研究发现,标记根密度方法可以作为更深入的了解植物地下部分、研究根系的一个新方法。     

不同覆土厚度的煤矸石充填复垦区土壤生产力评价

以淮南矿区新庄孜煤矿采煤塌陷区土地复垦区为研究对象,调查了不同覆土厚度的煤矸石充填复垦区土壤生产力状况,发现在以煤矸石充填为基底,上覆不同表土厚度的区域土壤生产能力差异较大,其中覆土较厚的地块小麦产量达到5 770 kg/hm2,覆土较薄的地块只有4 736 kg/hm2。运用了复垦土壤生产力指数的修正模型（MPI）对不同覆土厚度的复垦地块生产力进行评价。结果表明,覆土75 cm和90 cm的地块的水解性氮和速效钾的适应性接近于对照地块,速效磷和有机质的适应性稍微偏低,生产力水平接近于对照地块;覆土40 cm和60 cm的地块土壤的养分普遍偏低,限制了农作物的生长;通过对评价结果的误差分析显示,本次评价的最小误差为1.65%,最大误差为4.33%,运用MPI模型对煤矸石复垦土壤生产力的评价具有较高的精确度。     

煤矿地表沉陷造成土地的破坏特征及解决途径

矿区井下长壁工作面全陷法管理顶板开采会使地表产生大面积沉陷,造成大量土地的破坏,其破坏特征根据所采煤层的倾斜度,煤层厚度、采深以及地质采矿条件等因素的不同表现为地表移动盆地、裂缝、台阶状塌陷盆地及塌陷坑等。治理地表塌陷的途径有矸石充填复垦、电厂粉煤灰充填复垦,以及挖深垫浅等综合方法。     

露天矿土地复垦综合预控研究

针对露天矿开采与土地复垦过程中遇到的综合技术问题,采用综合分析与模拟的方法,把露天矿开采工艺与土壤重构原理相结合,实现露天矿剥、采、排一体化工艺,优化排土顺序和位置,采集数据并建立采场和排土场DEM模型,同时对排土场覆盖的熟土进行定量计算,确定该区域的覆土量和平均覆土厚度,并对排土场生态重建进行三维景观模拟,实行排土场数字化管理,该技术使露天矿实现向精细、集中、数字化管理模式转变。     

排矸场复垦植被的生态效应

本文结合对复垦植被后排矸场的生态调查,分析了复垦植被在美化矿区景观,改善排矸场小气候,恢复动、植物群落,净化空气,防止水土流失等方面的效应,论述了复垦植被在重建排矸场生态系统中的作用。     

降水波动对呼伦贝尔草甸草原初级生产力年际动态影响

降水是控制草原植被生产力最关键的因素. 为探明降水量在不同时间尺度上的波动及其对草原植被的响应机制,以呼伦贝尔草甸草原为研究对象,选用反映年际降水量波动的降水集中度和偏离期2个因子,将以地面光谱生物量模型计算获得的草甸草原植被NPP(net primary production,净初级生产力)与不同周期降水量和降水波动因子建立回归模型,分析年际降水量波动对草甸草原植被NPP的影响. 结果表明:①在呼伦贝尔草甸草原区,以年内4—7月为关键期,P_k(关键期累积降水量)对草甸草原植被NPP的影响最大,C_dk(关键期降水集中度)平均值为0.439±0.182,d_k(关键期降水偏离期)平均值为31.6 d,变幅为-3.6~94.2 d. ②以P_k和以旬为单位的C_dk、d_k构建的草甸草原植被NPP估算模型,y=-52.11+88.957C_dk+0.724d_k+0.953P_k,能较好地反映草甸草原植被NPP与降水波动之间的关系,模型估测精度可达91.0%. 因此,在半干旱草原区,利用基于遥感植被反射光谱构建的NPP模型计算草甸草原植被NPP具有较高的可信度,并且与样方调查结果有极高的关联性.      

环保实用技术

有色金属矿山复垦与生态恢复技术该技术由北京矿冶研究总院研究,北京环境保护产业协会推荐。适用于有色金属和其他矿山尾矿库、排土场、渣场、露天采矿坑等被破坏、损毁土地使用价值的恢复。该技术突破单一覆土工程和植被的传统复垦模式,以安全、稳定、可持续利用和生态恢复为目标,组织水工、土工、农业、植被、环境监测和公众健康等专业联合,投入形成彻底解决矿山环境影响的新的复垦模式。利用废旧塑料和粉煤灰制井盖、水箅该技术由黑龙江省东府塑料实业有限公司研制,黑龙江省环境保护局推荐。可用来替代钢材、木材、水泥、树脂材质制造井…     

安太堡露天矿排土场植被恢复模式与土壤因子相关性研究

在中煤平朔矿区设置4种植被恢复模式的样地,采用样方法调查植物群落特征,并对样地内的土壤因子进行了分析,比较了不同植被恢复模式下植物物种组成与土壤因子的相关关系.结果表明:与复垦初期相比,四种植被恢复模式物种丰富度都明显提高,土壤有机质、全氮和速效钾含量与未进行植被恢复前的原地貌土壤相比都有提高.土壤速效钾、有机质、全氮对沙枣、柠条种群特征的影响较大,影响程度依次为:有机质＞速效钾＞全氮.     

采煤塌陷地的生态复垦──以唐山开滦煤矿为例

以生态学及生态经济学理论为指导,对唐山市开滦煤矿古冶区塌陷地的生态复垦进行了试验研究．介绍了复垦规划的制定、适宜于不同塌陷类型土地复垦的典型模式,提出了从生态合理及生态经济可行双向选优和完善复垦模式的思路和方法．     

露天煤矿排土场干草转移对坡面草本层重建与土壤改良研究

生态恢复是一个过程,通常以植被恢复为主。大多已采取植被恢复措施的排土场能在一定程度上改善矿区生态条件,但仍普遍存在因重树木、轻草本导致的群落结构单一、土壤三相失衡以及严重的水土流失等问题。本文以已开展生态恢复的内蒙古北电胜利半干旱典型草原区露天煤矿排土场为研究对象,拟通过干草转移实验重建坡面草本层,提高坡面生态稳定性。研究表明,干草转移可以有效改善排土场边坡生境条件,改善土壤理化性质及土壤营养条件,提高草本植物密度和生物多样性。排土场干草转移实现了边坡草本层重建及水土流失控制的双赢。     

黑岱沟露天煤矿排土场不同植被复垦土壤酶活性及理化性质研究

以黑岱沟露天煤矿排土场不同植被恢复方式下复垦土壤为研究对象,主要分析了沙棘、紫穗槐、杨树和沙棘杨树混交林以及玉米这5种人工植被下土壤的基本理化性质和蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶这3种水解酶的活性,并通过简单相关分析和通径分析研究了土壤基本理化性质与酶活性之间的相关关系,揭示了不同植被恢复下土壤酶活性差异的驱动因子,为该区复垦植物的选择及复垦效果评价提供科学合理的建议与参考.结果表明:15种人工植被恢复下排土场土壤基本理化性质得到改善,土壤酶活性有一定提高,但仍未达到天然草地的水平;2沙棘的有机碳和全氮含量最接近草地,达到草地的54.22%和70.00%,且其容重比最大容重紫穗槐的低17.09%,表现出复垦优势;与沙棘林相比,杨树林的土壤有机碳和全氮比沙棘分别低35.64%和32.14%,容重比沙棘林高16.79%;3不同植被间土壤碱性磷酸酶活性差异不大,而土壤脲酶活性能更敏感地反映不同植被恢复对土壤性质的影响.4排土场复垦土壤有机碳和全氮含量的提高,是排土场肥力恢复和生物活性提高的主要原因.     

安太堡露天矿复垦地不同人工植被恢复下的土壤酶活性和肥力比较

人工重建植被是露天矿复垦地植被恢复,提高土壤质量的主要途径之一.选择适宜的人工植被对快速恢复土壤质量具有重要意义.本文主要研究了安太堡露天矿复垦地油松-刺槐-柠条混交林、沙棘-刺槐-柠条-沙枣混交林和苜蓿地的土壤养分含量及酶活性,综合评价了这3种不同植被类型对土壤肥力恢复效果.结果表明,随着植被恢复的进行,土壤养分含量均有增加,油松-刺槐-柠条混交林的土壤养分含量显著高于其它样地.从以养分含量和酶活性权重计算的土壤综合肥力指标值(IFI)可知,油松-刺槐-柠条混交林IFI值最高.综合来看,对土壤重建效果最好的为油松-刺槐-柠条混交林,其次是沙棘-刺槐-柠条-沙枣混交林,再次为苜蓿.     

不同利用方式对草甸草原抗风蚀能力的影响

为了解不同利用方式对呼伦贝尔草甸草原抗风蚀能力的影响,采用植被凋查结合风洞实验的方法对不同利用方式条件下的草甸草原植被变化和草甸草原原状土的抗风蚀能力进行了研究.结果表明,草甸草原不同利用强度条件下临界风蚀风速(v)随植被盖度(Cover)的变化基本服从二次幂函数关系.随着利用强度的增加,植被盖度降低,在同样风速条件下(大于临界风蚀风速),风蚀率迅速增加.较轻的利用强度下,当植被盖度保持在63%时,在风速为25 m/s条件下风蚀率也很小,而当植被盖度<35%时,在风速为20～25 m/s条件下,风蚀率随植被盖度的下降迅速上升.草甸草原区的免耕农田由于完全失去植被的保护,每分钟狂风(25 m/s)造成的土壤风蚀量达到682.1 kg/hm2,接近1 a的土壤平均生成量(1 000 kg/hm2).     

秦岭中段不同恢复阶段弃耕农田植物多样性变化及其驱动因素

植被恢复过程往往伴随着显著的地上植物多样性的变化,探讨枯落物养分-土壤养分-酶活性化学计量对地上植被变化的驱动机制,对于维持区域生物多样性保护和生态稳定至关重要.以秦岭不同恢复年限（1、8、16、31和50 a）的典型弃耕农田为研究对象,通过野外调查分析了植被恢复过程中植物群落多样性的变化特征,测定了枯落物养分、土壤养分、β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）和酸性磷酸酶（AP）这5种胞外酶活性等指标,探讨了植被恢复过程中枯落物养分、土壤养分和酶活性化学计量比的变化特征及其对植物多样性变化的驱动机制.结果表明：植物群落多样性指数随植被恢复年限增加均呈先减小后增大的趋势,在恢复16 a时最小;主成分分析结果表明,植被恢复不同年限植物群落多样性指数及枯落物-土壤-酶化学计量特征之间有显著区别,植物群落多样性指数与枯落物碳磷比及枯落物氮磷比具有强烈的正相关关系,而与土壤酶碳磷比（EEA C∶P）具有明显的负相关关系;冗余分析结果表明EEA C∶P对植被恢复过程中植物多样性变化的解释率最高,为25.93%,其次为土壤全磷（TP）,解释率为5.94%,是调控植物多样性变化的关键因子.综上所述,秦岭中段弃耕农田植被恢复后期植物种类和数量明显增多,土壤环境的变化影响了微生物的代谢活动从而改变了酶活性,枯落物-土壤-土壤胞外酶通过反馈与调节对群落环境和植物多样性产生影响,EEA C∶P和TP是植被恢复过程中地上植物多样性变化的主要驱动因素.