唐山鐵尾礦植被恢復(fù)生態(tài)效益分析與評(píng)價(jià).pdf

1、本文以唐山鐵尾礦區(qū)基于水保工程的植被恢復(fù)模式、基于排土場(chǎng)廢料客土的植被恢復(fù)模式、灌木純林直接植被恢復(fù)模式、喬木純林直接植被恢復(fù)模式、灌草混交林直接植被恢復(fù)模式等5種植被恢復(fù)模式為研究對(duì)象，以裸尾礦為對(duì)照，通過(guò)野外調(diào)查和室內(nèi)分析測(cè)定，研究不同植被恢復(fù)模式對(duì)植物群落特征及鐵尾礦基質(zhì)理化性質(zhì)的影響。采用灰色關(guān)聯(lián)度與相關(guān)性系數(shù)相結(jié)合的方法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行篩選，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體，并運(yùn)用一般綜合評(píng)價(jià)法和模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)唐山鐵尾礦植被恢復(fù)的生態(tài)效益進(jìn)行評(píng)

2、價(jià)。旨在為鐵尾礦植被恢復(fù)提供依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)各植被恢復(fù)模式下人工林群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在垂直結(jié)構(gòu)上，六孔磚分為喬木層、灌木層和草本層，楊樹(shù)林分為喬木層和灌木層，其余植被恢復(fù)模式均分為灌木層和草本層。紫穗槐林、剝巖造地紫穗槐林、六孔磚灌木層生長(zhǎng)旺盛，蓋度較大，分別為80％、70％、65％;剝巖造地紫穗槐林和灌草混交林植物群落的草本層生長(zhǎng)較茂盛，蓋度較高，分別為58.29％、56.38％。
　　(2)從物種多樣性指

3、數(shù)來(lái)看，各植被恢復(fù)模式從大到小依次為:楊樹(shù)林＞剝巖造地紫穗槐林＞灌草混交林＞紫穗槐林＞六孔磚＞沙地柏林。剝巖造地紫穗槐林林下草本物種豐富度指數(shù)最大，楊樹(shù)林均勻度指數(shù)最大，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最小。
　　(3)不同植被恢復(fù)模式下總生物量差別較大。其中楊樹(shù)林總生物量最大，達(dá)到31.71t/hm2;紫穗槐林次之，為20.78t/hm2;六孔磚、沙地柏林、剝巖造地紫穗槐林分別為9.54t/hm2、7.31t/hm2、5.26t/hm2;灌草混交林總

4、生物量最低，為1.57t/hm2。
　　(4)不同植被恢復(fù)模式能夠有效改善鐵尾礦土壤結(jié)構(gòu)和水源涵養(yǎng)能力，但其作用不盡相同。就改善鐵尾礦土壤結(jié)構(gòu)而言，紫穗槐林、楊樹(shù)林、灌草混交林對(duì)表層土壤結(jié)構(gòu)的改善作用較明顯，而沙地柏林、剝巖造地紫穗槐林、六孔磚則對(duì)深層土壤結(jié)構(gòu)的改善作用較明顯。紫穗槐林對(duì)鐵尾礦土壤容重、總孔隙度和飽和含水量的改善作用最好，其中容重降低了12.10％，總孔隙度和飽和含水量分別增加了31.13％、56.61％;沙地柏林

5、對(duì)毛管孔隙度、田間持水量、毛管持水量的提升作用最顯著，增幅分別為21.02％、47.46％、39.73％;剝巖造地紫穗槐林對(duì)非毛管孔隙度的增加作用很強(qiáng)，增幅為160.42％，導(dǎo)致非毛管孔隙與毛管孔隙之比超出合適的范圍。就枯落物持水能力而言，紫穗槐林要明顯優(yōu)于剝巖造地紫穗槐林。
　　(5)從裸尾礦養(yǎng)分含量指標(biāo)來(lái)看，尾礦砂pH值較高，為7.69。有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全鉀、速效鉀含量都較低，分別為0.58g/kg、0.03g/kg、0

6、.81mg/kg、0.18g/kg、16.79mg/kg。全磷含量較高，為1.44g/kg，但速效磷含量很低，僅為0.11mg/kg，須經(jīng)多年風(fēng)化和生物活化過(guò)程才能保證磷素的供應(yīng)。進(jìn)行植被恢復(fù)后，尾礦砂養(yǎng)分含量有不同程度改善。土壤pH值與裸尾礦相比明顯降低，并且都隨土壤深度的增加而增大。除全磷含量外，不同植被恢復(fù)模式下各養(yǎng)分含量均隨土壤深度增加而降低。剝巖造地紫穗槐林、紫穗槐林、六孔磚、灌草混交林、沙地柏林林下有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全鉀

7、和速效鉀含量與裸尾礦相比均有所增加。其中剝巖造地紫穗槐林對(duì)有機(jī)質(zhì)含量的增加作用最明顯，是裸尾礦的6.24倍;紫穗槐林和剝巖造地紫穗槐林都能有效提高鐵尾礦土壤全氮和堿解氮含量，其中全氮含量分別是裸尾礦的3.75倍、3.85倍，堿解氮含量分別是裸尾礦的7.35倍、7.87倍;剝巖造地紫穗槐林對(duì)鉀元素的積累效果最明顯，全鉀含量是裸尾礦的6.66倍，速效鉀含量是裸尾礦的1.75倍;就磷元素而言，六孔磚、紫穗槐林、灌草混交林對(duì)速效磷含量有一定的積

8、累作用，但各植被恢復(fù)模式對(duì)全磷含量的積累作用不明顯。
　　(6)采用灰色關(guān)聯(lián)與相關(guān)性分析相結(jié)合的方法，對(duì)反映鐵尾礦區(qū)植物群落特征、土壤理化性質(zhì)的23個(gè)指標(biāo)進(jìn)行篩選，最終確定容重、總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、pH值、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀共9個(gè)因子作為鐵尾礦植被恢復(fù)生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)。一般綜合評(píng)價(jià)法和模糊綜合評(píng)價(jià)法的評(píng)價(jià)結(jié)果一致，說(shuō)明兩種評(píng)價(jià)方法都是有效的。
　　a.一般綜合評(píng)價(jià)法對(duì)唐山鐵尾礦區(qū)7塊樣地的評(píng)價(jià)結(jié)果