露天鋁土礦生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中生物多樣性研究.pdf

1、隨著全球資源、環(huán)境和人口問(wèn)題的突出，生物多樣性的保護(hù)和生物資源的持續(xù)利用日益受到國(guó)際社會(huì)的關(guān)注，生物多樣性的研究也逐漸成為生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。露天開(kāi)采直接大量吞沒(méi)良田和綠地，破壞農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致廢棄地荒漠化和生物多樣性減小甚至消失。在喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)，露天采礦對(duì)生物多樣性的影響尤為嚴(yán)重。論文以平果鋁礦資助項(xiàng)目(GX2008CACC02)研究成果為背景，在大量的文獻(xiàn)調(diào)查和實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，利用生物多樣性、生物學(xué)、生態(tài)恢復(fù)、土地復(fù)墾

2、、水文學(xué)、系統(tǒng)工程、模糊數(shù)學(xué)等學(xué)科理論，借助Matlab7.0軟件強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，從喀斯特露天礦生態(tài)復(fù)墾立地類(lèi)型劃分入手，首先闡述露天礦生態(tài)重建中土壤質(zhì)量變化，然后從物種、植物群落、景觀三個(gè)層面對(duì)平果鋁礦生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中生物多樣性進(jìn)行研究，最后對(duì)礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。論文的主要研究工作如下：
　　 (1)通過(guò)喀斯特露天礦土地復(fù)墾和生態(tài)重建的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，結(jié)合生態(tài)重建理論和現(xiàn)有研究成果，闡述喀斯特露天礦生態(tài)重建技術(shù)與生物

3、多樣性保護(hù)措施?？λ固芈短斓V生態(tài)重建的關(guān)鍵技術(shù)為土地整理、土地改良、供排水和蓄水、邊坡防護(hù)、邊坡治理等技術(shù)；提出喀斯特露天礦生物多樣性保護(hù)的措施主要有基于礦山生命周期的生物多樣性保護(hù)和一系列的管理措施。
　　 (2)立地類(lèi)型是植被立地分類(lèi)系統(tǒng)中的最基本的分類(lèi)單位，根據(jù)不同的立地條件，結(jié)合坡向、坡度和土壤(母質(zhì))等立地類(lèi)型劃分因子，提出喀斯特露天礦的立地類(lèi)型可以分為5類(lèi)，即赤泥陽(yáng)坡緩坡、礦泥陽(yáng)坡緩坡、灰渣場(chǎng)陽(yáng)坡緩坡、土石混合體陽(yáng)坡

4、緩坡和裸巖及其風(fēng)化物陽(yáng)坡陡坡。
　　 (3)土壤質(zhì)量狀況關(guān)乎生態(tài)系統(tǒng)界面內(nèi)是否能夠維持生產(chǎn)和生物多樣性向良性發(fā)展，論文利用Fuzzy綜合評(píng)價(jià)法，分析高效復(fù)墾示范區(qū)的土壤質(zhì)量，不同高效復(fù)墾示范區(qū)土壤質(zhì)量為經(jīng)濟(jì)作物>甘蔗>木薯>蔬菜>桉樹(shù)。通過(guò)土壤質(zhì)量指標(biāo)的測(cè)算，在不同立地類(lèi)型中，土壤質(zhì)量為赤泥陽(yáng)坡緩坡>土石混合體陽(yáng)坡緩坡>礦泥陽(yáng)坡緩坡>灰渣場(chǎng)陽(yáng)坡緩坡>裸巖及其風(fēng)化物陽(yáng)坡陡坡。
　　 (4)生物多樣性研究是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)

5、工程，由于受時(shí)間、技術(shù)和設(shè)備等條件的制約，相關(guān)數(shù)據(jù)難以采集，論文在研究喀斯特露天礦生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中生物多樣性時(shí)，僅涉及物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀多樣性三個(gè)層面。在研究物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性時(shí)，也僅以植物多樣性狀況作為研究重點(diǎn)，而對(duì)遺傳、動(dòng)物和微生物多樣性未做研究。
　　 (5)物種多樣性是生物多樣性的中心，礦區(qū)物種多樣性綜合評(píng)價(jià)要考慮到很多因素，論文主要從物種多樣性指數(shù)、生態(tài)位、種間聯(lián)結(jié)和演替種組等幾個(gè)方面分析。利用Gl

6、eason指數(shù)、Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)等幾個(gè)指標(biāo)計(jì)算植物物種多樣性。通過(guò)Levins生態(tài)位寬度、Pianka生態(tài)位重疊等指數(shù)的計(jì)算分析研究植物種群之間的功能關(guān)系與作用。運(yùn)用種對(duì)間關(guān)聯(lián)x2值并結(jié)合物種特性，對(duì)不同恢復(fù)演替系列中的衰退種、過(guò)渡種和進(jìn)展種進(jìn)行劃分。
　　 (6)植物群落的分類(lèi)與排序是認(rèn)識(shí)一定區(qū)域內(nèi)植被的重要手段是進(jìn)行植物群落多樣性研究的基礎(chǔ)，而群落多樣性又是生態(tài)系統(tǒng)多樣性研究的核心內(nèi)容。論

7、文根據(jù)TWINSPAN對(duì)平果鋁礦生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中植物群落進(jìn)行劃分，利用重要值公式計(jì)算不同物種在群落中的重要值，分析植物群落物種分科特征和生活型結(jié)構(gòu)，通過(guò)群落相似性系數(shù)和群落β多樣性的計(jì)算，分析植物群落多樣性變化特征。
　　 (7)論文利用景觀多樣性的測(cè)度方法分析景觀多樣性，并對(duì)景觀動(dòng)態(tài)狀況進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)。露天鋁土礦處于經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的西部地區(qū)，土地仍然是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民賴(lài)以生存的重要資源，復(fù)墾后土地利用結(jié)構(gòu)對(duì)該地區(qū)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展具

8、有重要的作用，論文利用土地利用經(jīng)濟(jì)生態(tài)位模型分析土地利用結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀。
　　 (8)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)是由社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)所組成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。礦區(qū)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)狀況對(duì)生物多樣性是否能夠得以充分保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)是否能夠向良性方向發(fā)展具有重要影響。論文通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)健康綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建，分別利用Fuzzy綜合評(píng)價(jià)法、Daniel趨勢(shì)函數(shù)值和分維理論對(duì)礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)健康現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和穩(wěn)定性進(jìn)行研究，最后對(duì)礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)健康狀況進(jìn)行綜合評(píng)