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
露天矿排土场不同恢复措施土壤种子库优势物种生态位特征研究
位 宽度和生态位重叠测度 ， 可以度量植物种群对环境 资源利用状况的尺度 。 通过对五种恢复措施 的土壤种子库植被生态位特征进行研 究， 有利 于揭 示露 天 矿 排 土 场植 物种 群 之 间的 关 系 ， 分析 植 物 对 环 境 的 生 态 适 应性 具 有 重 要 意 义 。 为 关 键 词 ： 天 煤矿 排 土场 ； 壤 种 子 库 ； 复措 施 ； 态 位 特征 露 土 恢 生
１概 述
土壤种子库是指 土壤基质中有活力种子的 表 １Ｐａｋ ｉｎ ａ测度 生态位重 叠矩阵 总和Ⅲ 作为植被潜在更新能力的重要组成部分， 。 土壤种子库在植被恢复过程中起着重要的作用。 生 态 位 （ｃ ｅ 现 代 生 态学 的重 要 理 论 之 一 ， ｎ ｈ） ｉ 是 生 态 位研 究 在 理解 群 落 结构 和 功能 、 落 内物 种 问 群 关系 、 生物多样性 、 群落动态演替和种群 进化 等 方面有重要作用目 目前， 。 生态位 的概念已同种间 竞争密切联系在一起 ， 而且越来越同资源的利用 联系在一起 ， 因此 ， 生态位概念必须与物种所生 存 的群落环境相联系， 也就是一个种的生态位是 指该种在群落 中利用资源的能力 ， 这种能力体现 在该 种个体在群落 中的分布范围和生物量 的占 有上。 一个种 的生态位受群落 内生物和非生物环 生 态位宽 度是生 态位特 征 的定量 指标 之 不 明显 ； 草 和 茵 陈蒿 之 间 的生态 位 重 叠度 最 狗尾 境 的影 响 ， 一个 种 在 不 同的 群 落种 就 有不 同 因此 生态位宽度是一个生物所利用的各种资源之 大 ， 达到 ０７ ４ ， 明狗尾草 和茵 陈蒿共 同利用 ．７ ９说 的生 态 位 。 总和 ， 是度量植物种群对环境资源利用状况的尺 土壤资源的能力 比较强 ， 但两物种间的竞争也较 就 陆 地 退化 生 态 系 统 而言 ， 由于 系统 的恢 生态位宽度的大小体现了种群在群落中的竞 为激 烈 。 复很 大程 度 上 是 以植 被 的恢 复 为基 础 的 。 近些 年 度 。 种群生态位宽度越大 ， 对环境 的适应 能 ４ 结 论 有关此领域 的研究 日益丰富， 但是基于生态位理 争地位 ， 力 就 越强 。 在 出现 频率 较 高 的 ８种植 物 中 ， 飞 蓬 的生 小 论对废弃地植被演变动态进行研究的报道 尚不 根据各物种在 土壤 种子库 中的分布情况 ， 态 位宽 度 最 高 ， ３８７ ， 环 境 资 源 利 用 状 况 为 ． ０对 ６ 多见 。 分析了露天矿排土场植被 恢复中的生态位 个物种 ， 并计 很好 ， 对环境 的适应能力较强 ； 中华隐子草的 而 宽 度 和生 态 位 重叠 特 征 ， 就是 要 揭示 种 群 之 选取在种子库中出现频率较高的 ８ 目的 算 其 生态 位 宽度 ，结果 分 别 为狗 尾 草 ３０ ｏ 、 生态位宽度最低 ， ．４ ４小 只有 １ １ １对环境资源的利 ．６， ８ 间的 关 系 ， 析植 物 对环 境 的 生态 适 应性 。 分 飞 蓬 ３ ６ ０ 茵陈蒿 １ ９ ８ 鹤 虱 ２９ ８ 、 ．７、 ８ ．９、 ９ ．８ ２ 小蓟 用 情 况 较差 ，对排 土 场环 境 的适 应 能 力很 弱 。８ ２研 究 地 区及 研 究方 法 ２ ７０ 中华隐子草 １ １ １早熟禾 １ ８ １ 马唐 种 物 种 的 Ｐａｋ ． １、 ９ ． ６、 ８ ． ３、 ９ ｉ ａ生态 位 重 叠 度 差 别很 大 ，大 多 ｎ ２１研 究 区概 况 ． ． ９ 数 物种之 间的重 叠度都较低 ，在 ０ ． 下的 占 ５之 阜新地处辽宁西北部 ，所处地理位置为东 ２９６ ６。 由 此 可 知 ， 主 要 物 种 的 Ｂ 生 态 位 宽 度 ９ ．６ ，种 群 间对 共 同资 源 的利 用 状 况 总 体 较 ， ２８ ％ 经 １ １ ６ ，北 纬 ４ 。０ ，年 均 降水 量 ２ 。２ ２ ２ ｎ 均在 】 ＿ ８以上。狗尾草和小飞蓬 的 差 ， 当土壤资源不足时 ， 物种间的竞争较弱 ； 狗尾 ５ ９ ｍ， ３ ｍ 蒸发量达 １０ ｒｍ， ８０ ａ 是典型半干旱地区 ， （ｅｉｓ Ｌ ｖ 指数） ． ０以上 ，占 ８个物种总数 的 草和茵陈蒿之间的生态位重叠度最大 ， 明狗尾 说 属北温带大陆型多风气候 区。 海州露天煤矿排土 生态位宽度均在 ３ ５０ ０ 达 草和茵陈蒿共同利用土壤资源的能力较强 ， 但两 场位于阜新西南部 ， 东西长 ７公里 ， 南北宽 ３公 ２ ． ％。其 中，小飞蓬 的生态位宽度 最高 ， ３８７ ，说明小飞蓬对环境资源利用状况最好 ， 物 种 问 的竞 争也 较 为 激烈 。 ． ０ ６ 里， 占地 １ 平 方公 里 ， 面 呈 弧形 条 带 ， 势 东 ４ 平 地 而 参 考 文 献 高西 低 ，最高 海拔 ＋ ２ ｍ，排土 场相 对标 高 对 环境 的 适应 能 力最 强 ； 中华 隐 子草 的 生态 位 ３０ 仅 ．６， ８ １初 ． 吴 露 ＋２ ３ ｍ～＋ ０ ｍ， ２０ 平盘较为平坦 ， 土质是由露天 宽 度 最低 ， 为 １ １ １说 明 中华 隐子 草 对 环 境 『１ 振峰 、 祥 云 ． 天矿 排 土 场 植 被 恢 复 过 程 其 资 源 的利 用情 况 较差 ， 排土 场 环境 的适 应能 力 中主要 种 群 生 态位 特 征 研 究 ｌ． 宁 工程 技 术 大 对 Ｊ辽 １ 矿 排 出 的 页 岩 、 岩 构 成 ， 分 土 地 得 到 了 良好 砂 部 ２ ０ ，６ 增 ：３ － ３ ． 最弱。 生态位宽度指数在 ２１ ． ．～３９之间的物种 占 学 学报 ，０ ７２ （ 刊 ）２ １２ ３ 的 风化 。 总 数 的 ６ ．０ ，表 明大 多 数物 种 的生 态 位宽 度 １１ 建 忠 ， 佳 丽 ， 晶 玉． 地 人 工植 物 群 落 ２ ％ ５ ２． 胡 郑 沈 退耕 ２ 研究 方 法 － ２ 根 系生态位及其分布特征 ｌ． Ｊ 生态学报 ，０ ５２ Ｉ ２ ０ ，５ 根 据露 天 煤 矿 排 土场 不 同 恢 复类 型 ，选择 比较接 近 。 ｆ １ ４ — ０． ３ ： ８１ ４９ ３ ． ２种子库优势物种的生态位重叠 典 型地 段 土 壤种 子 库进 行 定 期调 查 和研 究 ， 选取 本研 究 利 用 Ｐａｋ 生 态 位 重 叠测 度 对 土 壤 ［ ． ｉ ａ ｎ ３ 丛沛桐 ， ］ 颜延芬， 周福 军， 东北羊 苹群落种 等． 的恢复类 型有五种 ， 即工程覆 土、 紫穗槐 Ａ ｒ ｍｏ— ．植 Ｊ １９ ，９ ｐ ａｆ ｔ ｏａ￣ 地 、 槐 （ｏ ｉｉ ｐｅｄ ａａｉ林 种 子 库 中 ８种 优 势 物 种 的 空 间生 态 位 重 叠 进 行 群 生 态位 重 叠 关 系研 究 Ｉ１ 物研 究 ，９ ９ １ ｈ ｒ ｉ ｓ｝ ｕｃ ， 刺 Ｒ ｂｎａ ｓｕ ｏｃｃ ） ａ ｆ１２ ２ １ ２ ： １ —２ ９． 测定 ， 果见 表 ｌ 结 。 地 、 树 ｆｌｕ ｕ ｉ ） 地 、 然植 被 。 榆 Ｕｍ ｓｐ ｍ ｌ４ ａ ￣ 天 由表 １ 可知 ，ｉ ｋ 测 度 的各 物 种 生态 位 重 『１ Ｐａ ａ ｎ ４． 忠． 王仁 放牧影响下羊草草地主要植物种群生 ２０ ０ ８年 ４月 初 在 上 述 五 种 土 地恢 复 类 型 各 ．植 Ｊ 的典 型地段分别确定土壤种子库研究样地（ 面积 叠指 数 分 布较 不 均匀 ， 物种 之 间 的生 态位 重 叠 态位 宽 度 与 生 态位 重 叠 的 研 究 Ｉ１ 物 生 态 学 １ ９ ， ｌ ）３ ４ ３ １ ４ 为 ｌ ×１ ，并 于 ４月 至 ９月 每 月 定 期 到样 地 度差别较大，大多数物种之间的重叠度都很低 ， 报 ， ９ ７ ２ ｆ ： ０ — １ ｍ ｍ） ． ５之下的 占９ ． ％ ，说 明种群问对 ２６ ８ 作者简介 ： 李宏 昌（９ ３ ）男， 宁阜新人 ， １８ ～， 辽 进 行 现 场 调查 ，调 查 内容包 括 统 计植 被 种类 、 重叠度在 ０ 数 主要从事恢复生态学领域的研 究。 当土壤资源不足 硕士研 究生， 量 和高度等 ，计算 样地植被 Ｌ ｖ ｓ ｅｉ 指数和 Ｐ— 共 同资源的利用状况总体较差 ， ｎ ｉ 时 ， 种 问的 竞 争较 弱 。 中 ， 陈蒿 和 中华 隐 子 物 其 茵 基 金 项 目 ： 宁省教 育厅 高 等学 校 专项 科研 辽 ａｋ 生 态 位重 叠 测度 。 ｎａ 草 、茵 陈蒿 与 早熟 禾 之 间 的生 态位 重 叠最 小 ， 为 基 ￣ （ ０ ０ ９ １ ．２ ６ ３ １ ．０ ３ 结 果 与分 析 Ｏ０ ０ 说明这几种植物没有共同存在 ， ． ， ０ 竞争关系 ３１种子库优势物种生态位宽度及比较 ．
《安太堡露天矿排土场不同恢复模式人工林生态系统健康评价》范文
《安太堡露天矿排土场不同恢复模式人工林生态系统健康评价》篇一一、引言随着工业化的快速发展，矿产资源的开采活动日益频繁，导致大量露天矿排土场形成。
这些排土场不仅对生态环境造成破坏，也对区域生态系统的稳定性产生影响。
安太堡露天矿作为我国典型的矿业区域，其排土场的生态恢复和人工林生态系统健康评价尤为重要。
本文以安太堡露天矿排土场为研究对象，探讨不同恢复模式下人工林生态系统的健康评价。
二、研究区域与方法1. 研究区域本研究以安太堡露天矿排土场为研究对象，选取了不同恢复模式（如自然恢复、人工造林等）的人工林生态系统作为研究区域。
2. 研究方法（1）文献综述：通过查阅相关文献，了解国内外露天矿排土场生态恢复和人工林生态系统健康评价的研究现状。
（2）实地调查：对研究区域进行实地调查，了解各恢复模式下人工林的植被组成、生长状况等。
（3）数据分析：采用统计分析方法，对收集到的数据进行处理和分析，评估各恢复模式下人工林生态系统的健康状况。
三、不同恢复模式人工林生态系统的特点1. 自然恢复模式自然恢复模式主要通过自然力量进行生态修复，植被组成以本地种为主，群落结构相对简单。
该模式下的人工林生态系统稳定性较好，但恢复速度较慢。
2. 人工造林模式人工造林模式通过人为干预，种植适宜的树种，形成人工林生态系统。
该模式下的人工林生态系统植被组成较为单一，但生长速度较快，能够在较短的时间内形成一定规模的森林。
四、人工林生态系统健康评价1. 评价指标体系根据研究目的和实际需求，建立包括植被组成、生长状况、土壤质量、生物多样性等在内的评价指标体系。
2. 评价方法采用定性与定量相结合的方法，对各评价指标进行评估。
具体包括现场调查、样品采集、实验室分析等步骤。
通过数据分析，得出各评价指标的数值和等级。
3. 评价结果与分析（1）植被组成与生长状况：自然恢复模式下的人工林生态系统植被组成丰富，以本地种为主，群落结构相对稳定。
而人工造林模式下，虽然植被组成较为单一，但生长速度较快，能够在一定程度上提高森林覆盖率。
露天煤矿复垦地土壤呼吸的日变化研究——以平朔安太堡露天煤矿排土场为例
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露天煤矿复垦地 土壤 呼吸的 日变化研 究 以平 朔 安太 堡 露 天 煤 矿 排 土场 为 例
—Hale Waihona Puke 卢 宁 李晋川 郭春燕 ， ， ， 王文英 ， 生权 ， 杨 王宇宏
（． １ 山西农业大学资源与环境学院 ， 山西 太谷 ０ ０ ０ ；． ３ ８ １２ 山西省生物研究所 ， 山西 太原 ０ ００ ） ３ ０６
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《安太堡露天矿排土场不同恢复模式人工林生态系统健康评价》范文
《安太堡露天矿排土场不同恢复模式人工林生态系统健康评价》篇一一、引言随着工业化的快速发展，矿产资源的开采对生态环境造成了巨大的压力。
安太堡露天矿作为重要的矿产资源开采地，其排土场的生态恢复工作显得尤为重要。
本文旨在评价安太堡露天矿排土场不同恢复模式下人工林生态系统的健康状况，以期为矿山生态恢复提供理论依据和实践指导。
二、研究区域与方法1. 研究区域安太堡露天矿位于我国某地，具有代表性的排土场人工林生态系统。
研究区域涵盖了不同恢复模式的人工林，包括自然恢复、植被恢复、工程治理等模式。
2. 研究方法（1）资料收集：收集安太堡露天矿排土场的历史资料，包括排土方式、恢复模式、植被类型等。
（2）现场调查：对研究区域进行实地调查，记录不同恢复模式下人工林的树种、生长状况、病虫害情况等。
（3）评价方法：采用生态系统健康评价指标体系，包括物种多样性、生态系统稳定性、生产力等指标。
三、不同恢复模式人工林生态系统的现状1. 自然恢复模式自然恢复模式下的人工林以乡土树种为主，植被覆盖度较高，物种多样性较为丰富。
然而，由于缺乏人工干预，部分地区存在水土流失、地力退化等问题。
2. 植被恢复模式植被恢复模式下的人工林通过种植速生树种和乡土树种相结合的方式，形成了较为稳定的林分结构。
林分生长状况良好，生物量较大，具有较高的生态效益。
3. 工程治理模式工程治理模式下的人工林以工程措施为主，如梯田、挡土墙等，结合植被恢复措施。
该模式下的人工林稳定性较高，水土流失问题得到有效控制，但物种多样性相对较低。
四、生态系统健康评价1. 物种多样性评价通过对不同恢复模式人工林的物种组成和数量进行调查，发现自然恢复模式和植被恢复模式下的人工林物种多样性较为丰富，而工程治理模式下的人工林物种多样性相对较低。
2. 生态系统稳定性评价通过对不同恢复模式人工林的林分结构、生长状况、病虫害情况等进行综合分析，发现植被恢复模式和工程治理模式下的人工林具有较高的稳定性。
安太堡露天矿排土场不同恢复模式人工林生态系统健康评价
安太堡露天矿排土场不同恢复模式人工林生态系统健康评价本研究以国土资源部野外科学观测基地2010a参照CTFS(Center for Tropical Forest Science)的技术规范(http///)建成的安太堡露天矿排土场植被恢复区固定监测样地为研究平台。
2015a对样地内4种恢复模式的人工林生态系统进行了野外调查,引用课题组2010a监测数据,分析了植物群落组成、年龄结构、群落α多样性、乔木生物量和生境土壤质量等动态特征;采用层次分析法,确定了9种评价因子及其权重,构建了安太堡露天矿人工林生态系统健康评价体系;最后选用模糊综合评价法评价了 2010a和2015a样地人工林生态系统的健康状况。
具体研究结果如下:1)群落特征动态:对比2010a,2015a 各样地内的群落呈现以下特征:各种群的密度大体上表现出一致的下降趋势;所有存活的独立个体平均胸径均大于2010a;2010a各样地所有个体的年龄结构呈现"倒J"型,2015a除SV样地外,其它3个样地的年龄结构均呈明显的单峰型;物种多样性看,各恢复模式下,草本植物的物种多样性均高于木本植物;植被恢复初期间,刺槐(Robinia pseudocacia)+油松(Pirus taulaeformis)恢复模式乔木生物量积累明显,而 2010-2015a,刺槐(Robinia pseudoacacia)+油松(Pinus tabulaeformis)恢复模式以及刺槐恢复模式共同为排土场植被重建过程中乔木生物量的积累提供了更高的贡献率。
2)人工林生境土壤质量动态:安太堡露天煤矿生态复垦区土壤养分含量属于中等偏缺乏,且2010a和2015a 土壤质量状况变化不大。
除pH和速效钾含量为弱变异外,其他指标群为中等变异程度。
3)指标体系建立及评价:安太堡露天矿排土场人工林生态系统健康评价指标体系,包括2个子系统和9个评价指标。
评价指标为包括乔木年龄结构、物种丰富度、Shannon-wiener多样性指数和Pielou均匀度指数、乔木生物量、植被覆盖率、土壤侵蚀模数、土壤容重和土壤有机质。
安太堡矿区不同植被恢复模式对土壤活性有机碳的影响
安太堡矿区不同植被恢复模式对土壤活性有机碳的影响我国当前对于矿区复垦土地有机碳的研究多集中于总有机碳,而对其中具有特殊含义又十分重要的活性碳的部分则研究较少。
事实上,活性有机碳相较于总有机碳,更能敏感地反映出外界环境变化对土壤碳库的影响机理,对土壤微生物的活动、植被群落的生长发育以及区域生态系统碳储量的增加都具有十分重要的作用。
本文通过对安太堡矿区不同植被恢复模式下0-60cm土壤活性有机碳(333、167、33mmol/L浓度的KMn O4分别提取出的低、中、高活性的易氧化有机碳)的分布变化情况及其与土壤养分和凋落物的相关性进行研究,可以及时有效地监测矿区复垦土壤活性有机碳库的变化情况及其更新程度,对矿区植被恢复碳效应的研究具有最直接的意义。
本文的研究结果主要包括以下内容:(1)不同植被恢复模式下土壤总有机碳和各活性有机碳均随土层深度的加深而递减,总有机碳(0~50g/kg)>低活性有机碳(6~100mg/kg)>中活性有机碳(2~55mg/kg)>高活性有机碳(0~5.4mg/kg),说明以333mmol/L KMn O4氧化的活性有机碳含量最高,对植被类型变化的响应也最敏感。
植被恢复显著提升表层土壤的碳库活性,改善碳库的质量,以SⅣ(油松×刺槐)模式下的效果最好。
总有机碳与各活性有机碳之间关系密切,活性有机碳很大程度上依赖于总有机碳,各活性有机碳均可以对不同植被恢复模式下土壤碳库的微小变化做出敏感有效的响应,其中以低活性有机碳表现最好。
(2)植被恢复对提升矿区土壤全氮、全钾、有效磷的含量无显著性影响,对提升表层土壤速效钾和水解氮的含量具有显著性影响,可以有效改善矿区土壤的酸碱度,使土壤性质朝着良好的方向发展,以SⅣ(油松×刺槐)模式下的效果最好。
各活性有机碳与理化性质间关系密切,以SHR(沙棘)模式下的相关性最好,其中低活性有机碳更能敏感地反映出土壤性质的微小变化。
安太堡露天矿不同复垦年限苜蓿草地植物和土壤化学计量特征
安太堡露天矿不同复垦年限苜蓿草地植物和土壤化学计量特征安太堡露天矿位于中国山西省晋城市阳城县境内，是一处历史悠久的铁矿石开采场地。
在矿山开采过程中，土地资源受到了严重破坏，土壤质量下降，植被遭到破坏。
为了恢复矿区生态环境，进行了苜蓿草地的复垦工作，并分别设置了不同的复垦年限，以探究复垦年限对苜蓿草地植物和土壤化学计量特征的影响。
一、材料与方法1. 地理位置和气候条件实验地点位于山西省阳城县，地处暖温带半湿润大陆性气候区，年均温度为11-13℃，年降水量为500-600mm。
2. 实验设计选取矿区内不同复垦年限的苜蓿草地为研究对象，分别设置了5年、10年和15年的复垦年限，对比分析不同复垦年限下的植物和土壤化学计量特征。
3. 样品采集在各复垦年限下分别设置样方，通过样方调查的方法采集植物和土壤样品。
对于植物样品，记录不同植物种类的数量和分布情况；对于土壤样品，采集0-20cm和20-40cm深度的土壤样品进行分析。
4. 实验分析采用统计学方法对植物和土壤化学计量特征进行分析，比较不同复垦年限下的差异，并探讨其影响因素。
二、结果与讨论1. 植物群落特征在不同复垦年限下，植物种类和数量存在差异。
在复垦5年地区，植物种类较少，主要以杂草为主；而在复垦10年和15年地区，植物种类明显增多，苜蓿等优势植物逐渐占据主导地位。
2. 土壤化学计量特征不同复垦年限下的土壤化学计量特征存在显著差异。
随着复垦年限的增加，土壤有机碳含量逐渐提高，土壤全氮含量也有所增加；土壤pH值呈现出逐渐升高的趋势。
3. 影响因素分析复垦年限对植物和土壤的影响主要受到土地利用方式、植被覆盖和自然演替的影响。
长期的复垦能够为植物提供更好的生长条件，增加土壤有机质含量，使土壤质量得到改善。
三、结论与建议2. 建议在进行矿区复垦工作时，应重视复垦年限对生态环境的影响，合理推广并实施长期复垦计划，以提高植被覆盖率，改善土壤质量，恢复矿区生态环境。
安太堡露天矿土地利用变化和土地复垦技术分析
安太堡露天矿土地利用变化和土地复垦技术分析露天煤矿的开采会侵占大量土地资源,对生态环境产生负面影响。
因此研究矿产资源开发与生态环境变化之间的关系,制定有效的生态修复措施,特别是合理的土地复垦技术是很有意义的。
本文以典型露天矿(安太堡露天矿)为例,首先利用GIS、ERDAS等软件对1985年、1993年、2001年、2006年、2010年的TM图进行遥感解译得到矿区25年的土地利用二级分类图。
为更好的了解土地利用变化影响区域,在二级分类的基础上进一步分为排土场、矿界内区域(不含内排土场)、矿界周围2km影响区域(不含外排土场)三级分类并进行土地利用变化分析得到以下结论：1985年-1993年之间由于矿山开采占用大量土地,林地、草地、耕地等面积都急剧下降；而1993年之后矿区的土地利用变化趋于平稳,主要是由于排土场复垦效果的显现,土地复垦速度基本上与土地破坏速度相同,使得林地、草地、耕地等面积有所回升。
而由于矿上开发带动了地区经济发展,交通运输用地和住宅用地均呈上涨趋势。
本文还对排土场进行了土地利用变化的单独分析,可以看出复垦效果明显,土地复垦率从1993年的29.12%上升到2010年的90.23%,草地、耕地、林地、灌木林地的复垦面积均有所提高。
为了提高今后矿区土地复垦工作质量,本文通过建立土地复垦技术分析指标,评价了土地复垦技术体系的优越性,并找到了土地复垦工作中需要改正及加强的方面,提出了相应的改善建议。
矿区今后土地复垦工作中应注意的问题,包括征地改租地、降低边坡坡度、加强植被养护、开展生物多样性调查研究等。
最后对安太堡露天矿的土地复垦技术体系进行了完善。
本文最后对2053年矿区生态功能区进行了划分,共分为7个区：优质牧草种植基地、采矿遗迹、野生动物观赏园、生态农业综合示范园、工业生态园、生态复垦景观游憩区和森林公园。
然后针对各个分区特点对各分区发展方式进行了规划,并介绍了主要发展方式,包括露天矿遗迹及煤矿博物馆、生态农业产业链、林地复垦技术体系、矿区生态旅游。
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第40卷第1期2015年1月环境科学与管理ENVIＲONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT Vol.40No.1Jan．2015收稿日期：2014－12－16基金项目：国土资源部土地整治重点实验室开放基金资助（编号：20140136）作者简介：邢慧（1988－），女，在读研究生，主要从事植物恢复生态学的研究工作。
通讯作者：郭东罡文章编号：1674－6139（2015）01－0082－04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邢慧1，张婕2，白中科3，4，段毅豪1，上官铁梁1，郭东罡1（1．山西大学环境与资源学院，山西太原030006；2．山西大学生命科学学院，山西太原030006；3．国土资源部土地整治重点实验室，北京100035；4．中国地质大学（北京）土地科学技术学院，北京100083）摘要：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。
关键词：安太堡；排土场；植被恢复；土壤因子中图分类号：X171．4文献标志码：ACorrelation Analysis on Plant Ｒecovery and Soil Factorsin Antaibao Opencast Coal Mine DumpsXing Hui 1，Zhang Jie 2，Bai Zhongke 3，4，Duan Yihao 1，Shangguan Tieliang 1，Guo Donggang 1（1．School of Environment and Ｒesources ，Shanxi University ，Taiyuan 030006，China ；2．College of Life Science ，Shanxi University ，Taiyuan 030006，China ；3．Key Laboratory of Land Consolidation and Ｒehabilitation ，MLＲ，Beijing 100035，China ；4．School of Land Science and Technology ，China University of Geosciences ，Beijing 100083，China ）Abstract ：The relationship between plant composition and soil factors was examined for 4soil reclamation modes according to the statistical analysis on the data from quadrat survey and soil assays at the waste dump in Antaibao opencast coalmine in Shanxi Province．The results are as follows ：compared with the beginning of the reclamation ，the species richness of all plant recovery modes increased．All the plant modes improved soil quality as evidenced by the increase in organic matter ，total N and Available K．Available K ，Total N and organic matter in soil have great effect on the population characteristics of Elaeagnus angustifolia and Caragana korshinskii．The average content of organic matter had the greatest impacts on population ，and the least did the average content of Total N．Key words ：antaibao ；dump ；plant recovery ；soil factors煤矿露天开采过程中形成大面积的排土场，不仅压占了土地，更为严重的是带来了生态安全隐患。
植被恢复是排土场生态恢复的基础。
安太堡露天煤矿地处黄土高原生态脆弱区，属温带草原气候，开采时间长、强度大，因此生态恢复工作受到了很大的关注。
从上世纪80年代初有关学者已经开始对安太堡排土场植被恢复区进行研究。
期间有关植物种群数量特征与空间结构［1］、群落动态［2］、植物物种多样性与土壤环境条件改善［3］等方面的研究受到广泛重视。
研究表明，随着复垦时间的加长，植物群落物种多样性不断增加［2］；研究还发现土壤的有机质和氮素含量对排土场植被重建起重要作用［3］。
上述研究大部分集中在乔木恢复模式或是单纯分析排土场土壤因子方面，很少有关注灌木以及乔灌混合恢复模式与土壤因子相关性的研究。
本文以中煤平朔矿区排土场不同乔灌植被恢复模式为对象，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，旨在为半干旱草原区矿区植被恢复模式提供理论依据和参考资料。
1材料与方法1．1研究区概况安太堡煤矿位于山西省北部的朔州市平鲁区境内，地理坐标为39ʎ24'N 39ʎ38'N，112ʎ11'E 113ʎ32'E，属温带半干旱大陆性季风气候。
年平均降水量为428.2mm，年蒸发量1786．5 2585．0mm；年均温为 5.5ħ，≥10ħ的年积温为2300ħ 2500ħ，无霜期为117d。
在安太堡露天矿的南外排土场和内排土场选取4种植被恢复模式设置样地，各样地情况见表1。
4种模式复垦地生境类型均为平台，除定植期进行浇水外，至今均未采取人工浇水与施肥等管理措施。
表1各样地情况序号恢复模式位置海拔（m）覆盖度（%）1柠条+沙棘南外排土场146260 2沙棘+沙枣145075 3沙枣+柠条内排土场143335 4沙枣纯林1420301．2研究方法1．2．1样方设置在每种模式样地上设置9个10mˑ10m的样方，共36个样方，记录每个样方内所有乔木和灌木植物的个体数、高度、盖度、冠幅等。
同时在每个样方的东南角设置为1个1mˑ1m的草本小样方，记录草本植物的种类、平均高度和盖度等。
1．2．2土壤样品采集与测定在每个10mˑ10m样方的对角线布设2个采样点，用土钻分层采集土壤样品，取样深度分别为0 20cm和20 40cm，每个样地取18个土壤样品，共计72个土样，同时选择未进行植被恢复前的原地貌土壤作为对照。
对土壤样品进行风干，过2mm筛子。
土壤测定方法［4］具体是：pH值采用电位法；有机质采用重铬酸钾氧化－外加热法；全氮采用半微量开氏法；速效磷采用0.5mol/L的NaHCO3浸提法；速效钾采用1mol/L的NH4OAc法。
1．2．3数据处理与分析采用Duncan法对不同恢复模式对土壤因子影响进行分析，用LSD进行相关检验（p＜0.05）；对柠条和沙枣的种群特征与土壤因子关系进行逐步回归分析，并通过主成分分析（PCA）明确植物对主要土壤因子的响应程度。
上述数据处理和分析均采用SPSS17.0统计软件完成。
2结果与分析2．1不同恢复模式的植物组成变化表2各模式物种组成与生长型变化模式复垦初期现状物种组成生长型物种组成生长型科属种乔木灌木草本科属种乔木灌木草本模式1377－2551113－112模式2377115512121110模式3244112819231121模式42331－21022251－24合计3881251334401237由表2可知，各恢复模式物种丰富度表现为模式4＞模式3＞模式1＞模式2，都明显高于复垦初期的物种丰富度。
从各样地增加的物种数来看，模式1增加了6种，模式2增加了5种，模式3增加了19种，模式4增加了22种，同样表现为模式4＞模式3＞模式1＞模式2。
调查结果显示，与复垦初期相比，各模式物种组成变化较大（见表3）。
排土场经过人工植被恢复后，禾本科（Gramineae）与菊科（Compositae）植物种数之和为24，占所有种数的60%，说明菊科和禾本科植物在排土场植被恢复过程中所起的作用最大。
表3不同恢复模式下植物科内种数模式禾本科菊科其他科种数%种数%种数%模式1538．46538．46323．08模式2433．33433．33433．33模式328．701460．87730．43模式4520．001040．001040．00合计717．501742．501640．00 2．2不同恢复模式土壤养分和pH值分析2．2．1土壤有机质与全氮含量特征与原地貌相比，4种恢复模式的土壤有机质与全氮含量都有不同程度的增加。
0 20cm表层土壤中全氮与有机质含量的变化趋势一致，一般土壤中全氮含量90%以上为有机氮，因此，全氮含量越高，土壤中有机质含量越高［5］。
按照不同恢复模式土壤有机质与全氮含量多少排序依次为模式2＞模式4＞模式3＞模式1。
2．2．2土壤速效养分含量特征4个恢复模式下不同土层中速效磷的含量相差不大且均低于原地貌（见表4）。
这是由于磷为沉积型元素，随植物生长从土壤中吸收磷，土壤中磷含量不断减少，加之黄土高原的土壤中本身缺磷［5］。
因此，复垦区土壤供磷水平较低。
不同恢复模式土壤速效钾的含量均高于原地貌。
植物通过根系分泌有机酸酚类物质，其凋落物在微生物的分解作用下也会产生酸酚类物质，这些有机酸酚促进了土壤母质中含钾矿物的分解，使得土壤中速效钾的含量提高［5］。
2．2．3土壤pH值特征4种恢复模式的土壤pH平均值为7．61，与原地貌相比，pH值均有不同程度下降，说明不同植被恢复模式均有改善土壤pH作用，且20 40cm土层的pH下降值比0 20cm土层更大（见表4）。
模式2下的土壤pH值降至中性，调查证实该模式乔灌层覆盖度较高（75%），大量的凋落物在分解过程中产生腐殖质，从而改善了土壤的理化性质。
表4不同恢复模式下土壤各指标特征采样深度（cm）模式pH值有机质（g/kg）全氮（g/kg）速效磷（mg/kg）速效钾（mg/kg）0 20模式17．33ʃ0．07a21．80ʃ0．08b1．13ʃ0．03ab7．34ʃ0．05b142．20ʃ0．07b 模式27．29ʃ0．10a32．68ʃ0．23e1．66ʃ0．25c9．31ʃ0．05c166．60ʃ0．42e 模式37．71ʃ0．11b23．80ʃ0．25c1．17ʃ0．13b7．05ʃ0．13a148．10ʃ0．22c 模式48．19ʃ0．25c30．69ʃ0．23d1．53ʃ0．23c7．29ʃ0．08b165．56ʃ0．45d 原地貌8．42ʃ0．02c16．69ʃ0．01a0．86ʃ0．02a28．30ʃ0．18d91．80ʃ0．01a20 40模式17．25ʃ0．08ab19．80ʃ0．14b1．10ʃ0．07b7．30ʃ0．10b159．65ʃ0．16d 模式27．16ʃ0．08a30．46ʃ0．20e1．37ʃ0．01d8．29ʃ0．24c130．67ʃ0．03b 模式37．58ʃ0．23b23．01ʃ0．18d1．18ʃ0．03c7．07ʃ0．15a144．66ʃ0．02c 模式47．97ʃ0．30c21．86ʃ0．23c1．07ʃ0．02b7．27ʃ0．07a126．62ʃ1．67b 原地貌9．39ʃ0．04d9．56ʃ0．02a0．53ʃ0．02a17．43ʃ0．02d44．20ʃ4．09a（注：用Duncan分析法进行多重比较。