露天鋁土礦生態(tài)恢復(fù)過程中生物多樣性研究.pdf

1、隨著全球資源、環(huán)境和人口問題的突出，生物多樣性的保護和生物資源的持續(xù)利用日益受到國際社會的關(guān)注，生物多樣性的研究也逐漸成為生態(tài)學(xué)研究的熱點問題之一。露天開采直接大量吞沒良田和綠地，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)，露天采礦對生物多樣性的影響尤為嚴(yán)重。論文以平果鋁礦資助項目(GX2008CACC02)研究成果為背景，在大量的文獻(xiàn)調(diào)查和實地調(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、景觀三個層面對平果鋁礦生態(tài)恢復(fù)過程中生物多樣性進(jìn)行研究，最后對礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行綜合評價。論文的主要研究工作如下：
　　 (1)通過喀斯特露天礦土地復(fù)墾和生態(tài)重建的經(jīng)驗總結(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、邊坡治理等技術(shù)；提出喀斯特露天礦生物多樣性保護的措施主要有基于礦山生命周期的生物多樣性保護和一系列的管理措施。
　　 (2)立地類型是植被立地分類系統(tǒng)中的最基本的分類單位，根據(jù)不同的立地條件，結(jié)合坡向、坡度和土壤(母質(zhì))等立地類型劃分因子，提出喀斯特露天礦的立地類型可以分為5類，即赤泥陽坡緩坡、礦泥陽坡緩坡、灰渣場陽坡緩坡、土石混合體陽坡

4、緩坡和裸巖及其風(fēng)化物陽坡陡坡。
　　 (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綜合評價法，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)濟作物>甘蔗>木薯>蔬菜>桉樹。通過土壤質(zhì)量指標(biāo)的測算，在不同立地類型中，土壤質(zhì)量為赤泥陽坡緩坡>土石混合體陽坡緩坡>礦泥陽坡緩坡>灰渣場陽坡緩坡>裸巖及其風(fēng)化物陽坡陡坡。
　　 (4)生物多樣性研究是一個極其復(fù)雜的系統(tǒng)

5、工程，由于受時間、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)過程中生物多樣性時，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層面。在研究物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性時，也僅以植物多樣性狀況作為研究重點，而對遺傳、動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)物種多樣性綜合評價要考慮到很多因素，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)等幾個指標(biāo)計算植物物種多樣性。通過Levins生態(tài)位寬度、Pianka生態(tài)位重疊等指數(shù)的計算分析研究植物種群之間的功能關(guān)系與作用。運用種對間關(guān)聯(lián)x2值并結(jié)合物種特性，對不同恢復(fù)演替系列中的衰退種、過渡種和進(jìn)展種進(jìn)行劃分。
　　 (6)植物群落的分類與排序是認(rèn)識一定區(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對平果鋁礦生態(tài)恢復(fù)過程中植物群落進(jìn)行劃分，利用重要值公式計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)，通過群落相似性系數(shù)和群落β多樣性的計算，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度方法分析景觀多樣性，并對景觀動態(tài)狀況進(jìn)行模擬和預(yù)測。露天鋁土礦處于經(jīng)濟不發(fā)達(dá)的西部地區(qū)，土地仍然是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民賴以生存的重要資源，復(fù)墾后土地利用結(jié)構(gòu)對該地區(qū)社會、經(jīng)濟和生態(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、經(jīng)濟、生態(tài)所組成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。礦區(qū)的社會和經(jīng)濟狀況對生物多樣性是否能夠得以充分保護和生態(tài)系統(tǒng)是否能夠向良性方向發(fā)展具有重要影響。論文通過生態(tài)系統(tǒng)健康綜合評價指標(biāo)體系的構(gòu)建，分別利用Fuzzy綜合評價法、Daniel趨勢函數(shù)值和分維理論對礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)健康現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和穩(wěn)定性進(jìn)行研究，最后對礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)健康狀況進(jìn)行綜合評