抚顺西露天矿不同植被类型下土壤修复效应研究
发布时间：2022-01-20 07:03
我国是一个矿产资源大国,矿业开采遗留了大量的矿区废弃地,如何恢复和重建矿区受损的生态系统,已经成为全球面临的共同课题。本文以抚顺西露天矿生态修复试验基地为研究对象,选取了研究区内12种不同植被修复类型样地,开展了群落调查和物种多样性分析,研究了林下土壤理化特性和土壤生化特性随植物生长季的变化,运用主成分分析对不同植被恢复模式下土壤修复效应进行了对比分析,旨在为矿区废弃地生态恢复选择更加适生的植物种和更优的植被配置模式。结果表明:经过人工植被修复12a后,修复区植物数量和种类组成发生了较大变化。研究区共有植物65种,其中有乔木14种,灌木6种,草本45种。主要优势科有豆科、禾本科、菊科、蔷薇科、藜科,其中乔木林下物种数>灌木林下物种数。植被修复对土壤的理化特性和生化特性都起到了一定的改良效果。相比于对照样地,植被修复区土壤容重、p H值显著减少,土壤含水量、孔隙度及氮磷钾等养分含量显著增加,土壤肥力生物指数增加了49.58%～123.43%,酶活性指数增加了36.60%～128.45%,但不同植被修复模式下土壤特性有明显的差异性。运用主成分分析法对不同植被类型样地的群落和土壤特性进...
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
辽宁工程技术大学硕士学位论文72研究区域概况2.1研究区自然概况2.1.1地理位置抚顺西露天矿位于我国辽宁省抚顺市望花区西南部，是一个具有百年开采历史、规模宏伟的大型露天矿。自抚顺西露天矿露采至今，已在形成了占地13.2平方公里的“亚洲第一大坑”[30]。本次研究区位于矿坑北帮，西起石油一厂火炬塔下，向东延深130m，北部为发电厂和石油一厂，自兴平路向南，经平盘Ⅰ，沿边坡下降到第四平盘铁路北侧水渠边，总面积为2.0万平方米。研究区地理坐标为东经123°51′～123°56′，北纬41°50′～41°51′（见图2.1）。图2.1研究区地理位置示意图Figure.2.1Mapofgeographicallocationofthestudyarea2.1.2气候条件矿区位于中温带，属于典型的季风湿润性的大陆性气候，冬季盛行极地大陆气团，夏季盛行热带太平洋气团，春秋两季是过渡性季节。因此，春季风多雨少，夏季高温湿热，秋季较凉爽，冬季干燥且严寒，四季温差较大，春季风力较大，而夏季风力相对较校根据抚顺市气象站累年气象资料统计，其一般气象参数如下[31]：
辽宁工程技术大学硕士学位论文23由表4.7可以看出，未进行人工复垦的矿区废弃地多样性指数和均匀度指数最低。刺槐＋色木槭林（F6）、刺槐林（F4）、刺槐＋油松林（F7）多样性指数、均匀度指数和丰富度整体较高，原因可能是刺槐作为固氮植物，对林下土壤有一定的改良作用，使土壤更适合植物的生长，提高了林下物种的丰富度。且F6、F4、F7的林分密度较小，郁闭度较低，导致林下水分条件较好，林下生境的异质性变大，林下物种多样性也随之提高，因此群落具有较高的稳定性[34]。图4.1是不同样地的群落多样性指数的变化图。从表4.7和图4.1可以看出，Shannon-Wiener指数表现为：刺槐＋色木槭林（F6）＞刺槐林（F4）＞黄檗＋红皮云杉林（F8）＞榆树林（F3）＞臭椿林（F9）＞刺槐＋油松林（F7）＞榆树＋沙松冷杉林（F2）＞白桦林（F10）＞京桃林（F5）＞火炬树林（F1）＞辽东水蜡灌丛（S2）＞绣线菊灌丛（S1）＞未进行人工恢复的矿区废弃地（CK）。而Simpson指数表现与Shannon-Wiener指数有所差异，产生这种差异的原因可能是[34]：Simpson指数是一个把物种的多度和物种的均匀度结合起来的指数，致使一个物种数少、均匀度高的集合与物种数多、均匀度低的集合有相同的多样性，甚至前者的多样性比后者还高；Shannon-Wiener指数则把物种的多度和物种的均匀度分别计算，所以能更客观的反映实际情况。且从图4.1可以看出，从反映群落差异上讲，Shannon-Wiener指数最灵敏，Simpon指数较不敏感。图4.1群落多样性指数变化图Figure4.1Communitydiversityindexchangemap从表4.7和图4.2可以看出，表示群落物种均匀性的Pielou指数和Alatalo指数呈现出较为一致的变化趋势，即经过人工修复的矿区废弃地内的12个样地的群落均匀度相差不大，其中绣线菊灌丛（S1）均匀度最?
【参考文献】：
期刊论文
[1]桂西北岩溶地区不同植被土壤养分及微生物生理类群数量的季节变化[J]. 覃勇荣,白新高,刘旭辉. 江苏农业科学. 2019(24)
[2]植被复垦对露天煤矿排土场土壤理化性质和土壤酶活性的影响[J]. 贾瑞龙,米俊珍,周永利,刘景辉. 环境保护与循环经济. 2019(03)
[3]矿区排土场不同植物对根区土壤物理性质的改良效果与评价[J]. 张志玲,尹志刚,谢伟,夏春园,王东丽,王向磊,翟景轩. 中国水土保持科学. 2018(03)
[4]昆阳磷矿废弃地植被恢复对土壤质量的影响及评价[J]. 赵川,和丽萍,李贵祥,柴勇,邵金平. 西部林业科学. 2018(02)
[5]抚顺西露天矿的保护及利用研究[J]. 袁红,陈思婷,余亿. 工业建筑. 2017(11)
[6]门头沟区龙泉镇煤矸石山植被恢复中的树种选择[J]. 侯巍,杨莉,胡雪,肖玉玲,秦越,肖萌. 中国水土保持. 2017(10)
[7]矿区废弃地近自然生态修复规划设计[J]. 杨翠霞,张成梁,刘禹伯,郑艳. 江苏农业科学. 2017(17)
[8]重庆秀山锰矿废弃地优势种植物调查分析[J]. 李礼,刘灿,徐龙君. 湖南生态科学学报. 2017(03)
[9]樟子松固沙林更新迹地草本植物多样性及其对土壤理化性质的影响[J]. 吕刚,王婷,李叶鑫,魏忠平,王凯. 生态学报. 2017(24)
[10]大型露天矿扩建工程水土保持方案设计与实施效果分析[J]. 周晓乐. 黑龙江水利科技. 2017(04)
博士论文
[1]露天开采矿区废弃地近自然地形重塑研究[D]. 杨翠霞.北京林业大学 2014
[2]湘潭锰矿区废弃地土地质量评价与生态恢复效应研究[D]. 李雄华.中南林业科技大学 2013
[3]淮南潘集煤矿区植被恢复模式及其土壤修复效应研究[D]. 邱汉周.中南林业科技大学 2012
[4]北京山区关停废弃矿山人工恢复效果及评价研究[D]. 刘永光.北京林业大学 2012
[5]黄土高原丘陵沟壑区露天煤矿生态修复及其生态效应研究[D]. 马建军.内蒙古农业大学 2007
硕士论文
[1]五种造林模式对滕州市煤矿区废弃地土壤的修复效果[D]. 陈博杰.山东农业大学 2018
[2]抚顺西露天矿北帮地质灾害发展规律及其环境影响[D]. 孙兆涛.吉林大学 2015
[3]基于生态恢复的矿区废弃地景观规划研究[D]. 刘小庆.南京工业大学 2014
[4]抚顺市西露天矿工业旅游开发研究[D]. 杨芃.沈阳师范大学 2014
本文编号：3598384
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
辽宁工程技术大学硕士学位论文72研究区域概况2.1研究区自然概况2.1.1地理位置抚顺西露天矿位于我国辽宁省抚顺市望花区西南部，是一个具有百年开采历史、规模宏伟的大型露天矿。自抚顺西露天矿露采至今，已在形成了占地13.2平方公里的“亚洲第一大坑”[30]。本次研究区位于矿坑北帮，西起石油一厂火炬塔下，向东延深130m，北部为发电厂和石油一厂，自兴平路向南，经平盘Ⅰ，沿边坡下降到第四平盘铁路北侧水渠边，总面积为2.0万平方米。研究区地理坐标为东经123°51′～123°56′，北纬41°50′～41°51′（见图2.1）。图2.1研究区地理位置示意图Figure.2.1Mapofgeographicallocationofthestudyarea2.1.2气候条件矿区位于中温带，属于典型的季风湿润性的大陆性气候，冬季盛行极地大陆气团，夏季盛行热带太平洋气团，春秋两季是过渡性季节。因此，春季风多雨少，夏季高温湿热，秋季较凉爽，冬季干燥且严寒，四季温差较大，春季风力较大，而夏季风力相对较校根据抚顺市气象站累年气象资料统计，其一般气象参数如下[31]：
辽宁工程技术大学硕士学位论文23由表4.7可以看出，未进行人工复垦的矿区废弃地多样性指数和均匀度指数最低。刺槐＋色木槭林（F6）、刺槐林（F4）、刺槐＋油松林（F7）多样性指数、均匀度指数和丰富度整体较高，原因可能是刺槐作为固氮植物，对林下土壤有一定的改良作用，使土壤更适合植物的生长，提高了林下物种的丰富度。且F6、F4、F7的林分密度较小，郁闭度较低，导致林下水分条件较好，林下生境的异质性变大，林下物种多样性也随之提高，因此群落具有较高的稳定性[34]。图4.1是不同样地的群落多样性指数的变化图。从表4.7和图4.1可以看出，Shannon-Wiener指数表现为：刺槐＋色木槭林（F6）＞刺槐林（F4）＞黄檗＋红皮云杉林（F8）＞榆树林（F3）＞臭椿林（F9）＞刺槐＋油松林（F7）＞榆树＋沙松冷杉林（F2）＞白桦林（F10）＞京桃林（F5）＞火炬树林（F1）＞辽东水蜡灌丛（S2）＞绣线菊灌丛（S1）＞未进行人工恢复的矿区废弃地（CK）。而Simpson指数表现与Shannon-Wiener指数有所差异，产生这种差异的原因可能是[34]：Simpson指数是一个把物种的多度和物种的均匀度结合起来的指数，致使一个物种数少、均匀度高的集合与物种数多、均匀度低的集合有相同的多样性，甚至前者的多样性比后者还高；Shannon-Wiener指数则把物种的多度和物种的均匀度分别计算，所以能更客观的反映实际情况。且从图4.1可以看出，从反映群落差异上讲，Shannon-Wiener指数最灵敏，Simpon指数较不敏感。图4.1群落多样性指数变化图Figure4.1Communitydiversityindexchangemap从表4.7和图4.2可以看出，表示群落物种均匀性的Pielou指数和Alatalo指数呈现出较为一致的变化趋势，即经过人工修复的矿区废弃地内的12个样地的群落均匀度相差不大，其中绣线菊灌丛（S1）均匀度最?
【参考文献】：
期刊论文
[1]桂西北岩溶地区不同植被土壤养分及微生物生理类群数量的季节变化[J]. 覃勇荣,白新高,刘旭辉. 江苏农业科学. 2019(24)
[2]植被复垦对露天煤矿排土场土壤理化性质和土壤酶活性的影响[J]. 贾瑞龙,米俊珍,周永利,刘景辉. 环境保护与循环经济. 2019(03)
[3]矿区排土场不同植物对根区土壤物理性质的改良效果与评价[J]. 张志玲,尹志刚,谢伟,夏春园,王东丽,王向磊,翟景轩. 中国水土保持科学. 2018(03)
[4]昆阳磷矿废弃地植被恢复对土壤质量的影响及评价[J]. 赵川,和丽萍,李贵祥,柴勇,邵金平. 西部林业科学. 2018(02)
[5]抚顺西露天矿的保护及利用研究[J]. 袁红,陈思婷,余亿. 工业建筑. 2017(11)
[6]门头沟区龙泉镇煤矸石山植被恢复中的树种选择[J]. 侯巍,杨莉,胡雪,肖玉玲,秦越,肖萌. 中国水土保持. 2017(10)
[7]矿区废弃地近自然生态修复规划设计[J]. 杨翠霞,张成梁,刘禹伯,郑艳. 江苏农业科学. 2017(17)
[8]重庆秀山锰矿废弃地优势种植物调查分析[J]. 李礼,刘灿,徐龙君. 湖南生态科学学报. 2017(03)
[9]樟子松固沙林更新迹地草本植物多样性及其对土壤理化性质的影响[J]. 吕刚,王婷,李叶鑫,魏忠平,王凯. 生态学报. 2017(24)
[10]大型露天矿扩建工程水土保持方案设计与实施效果分析[J]. 周晓乐. 黑龙江水利科技. 2017(04)
博士论文
[1]露天开采矿区废弃地近自然地形重塑研究[D]. 杨翠霞.北京林业大学 2014
[2]湘潭锰矿区废弃地土地质量评价与生态恢复效应研究[D]. 李雄华.中南林业科技大学 2013
[3]淮南潘集煤矿区植被恢复模式及其土壤修复效应研究[D]. 邱汉周.中南林业科技大学 2012
[4]北京山区关停废弃矿山人工恢复效果及评价研究[D]. 刘永光.北京林业大学 2012
[5]黄土高原丘陵沟壑区露天煤矿生态修复及其生态效应研究[D]. 马建军.内蒙古农业大学 2007
硕士论文
[1]五种造林模式对滕州市煤矿区废弃地土壤的修复效果[D]. 陈博杰.山东农业大学 2018
[2]抚顺西露天矿北帮地质灾害发展规律及其环境影响[D]. 孙兆涛.吉林大学 2015
[3]基于生态恢复的矿区废弃地景观规划研究[D]. 刘小庆.南京工业大学 2014
[4]抚顺市西露天矿工业旅游开发研究[D]. 杨芃.沈阳师范大学 2014
本文编号：3598384
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