發(fā)布時間：2018-12-07 19:33

【摘要】：黃土高原地區(qū)是典型生態(tài)脆弱地區(qū),同時也是我國重要的煤炭基地,煤炭開采中形成了大面積的露天煤礦排土場,排土場體積巨大改變了原有地貌,且重構(gòu)土壤養(yǎng)分貧瘠、土壤結(jié)構(gòu)性差、植被覆蓋度低,極易引發(fā)水土流失等生態(tài)環(huán)境問題,因此排土場治理對于該地區(qū)生態(tài)安全有重要意義。植被恢復(fù)是退化土壤生態(tài)修復(fù)普遍采用的措施,對于黃土區(qū)植被恢復(fù)已經(jīng)積累了大量理論技術(shù),而露天煤礦排土場為重構(gòu)土體,其土壤性質(zhì)與自然地貌土壤有很大差異,目前對于該地區(qū)排土場重構(gòu)土壤長時間植被恢復(fù)下土壤環(huán)境效應(yīng)及影響因素還不清楚。本文以不同植被恢復(fù)措施下黃土區(qū)露天煤礦排土場為主要研究對象,采用野外調(diào)查和和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法,研究了植被恢復(fù)對排土場重構(gòu)土壤養(yǎng)分性質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu)的影響,并篩選適宜于排土場的植被恢復(fù)措施,探討了黃土區(qū)露天煤礦排土場的植被恢復(fù)土壤環(huán)境效應(yīng)。主要研究結(jié)論如下:(1)經(jīng)過15年植被恢復(fù),排土場土壤養(yǎng)分含量有了顯著的提升,其中植被恢復(fù)對表層土壤養(yǎng)分提高較明顯,而對次表層土壤養(yǎng)分影響較小,土壤養(yǎng)分表現(xiàn)出明顯的表聚。土壤有機質(zhì)和氮素對植被恢復(fù)響應(yīng)較敏感,植被恢復(fù)下表層土壤有機質(zhì)、全氮和堿解氮含量分別達到6.12 g/kg,0.27 g/kg和21.89 mg/kg,但其含量水平仍然較低,土壤有機質(zhì)和氮素含量低是植被生長的限制性因素,需要進一步熟化培肥;土壤表層速效磷含量達到6.56 mg/kg,含量相對較高,但有減小趨勢,長時間植被恢復(fù)下土壤磷素可能出現(xiàn)耗竭;排土場土壤速效鉀含量水平高,土壤表層含量達到135.08 mg/kg,且植被恢復(fù)下有一定提高。不同植被恢復(fù)模式相比,草地土壤養(yǎng)分含量顯著高于灌木和喬木。土壤有機質(zhì)與土壤全氮、堿解氮、速效鉀表現(xiàn)出極顯著(P0.01)的線性正相關(guān),有機質(zhì)可以作為排土場土壤肥力的主要指標。從提高土壤培肥角度,排土場植被恢復(fù)早期應(yīng)以草地作為主要植被恢復(fù)模式,然后采用林草結(jié)合模式提高排土場群落結(jié)構(gòu)功能和穩(wěn)定性,礦區(qū)植被恢復(fù)中有機質(zhì)和氮磷虧缺是重要的限制因素。(2)植被恢復(fù)促進了排土場水穩(wěn)性團聚體的形成,改善了土壤結(jié)構(gòu)。平臺0~20 cm土層水穩(wěn)性大團聚體數(shù)量(R0.25)、平均重量直徑(MWD)和幾何平均直徑(GMD)分別達到31.1%,0.70 mm和0.26 mm,邊坡分別達到13.3%,0.37 mm和0.17 mm,均顯著高于裸地,分形維數(shù)(D)在平臺和邊坡分別為2.91和2.96,均顯著低于裸地;平臺土壤團聚性要好于邊坡,草地對于平臺土壤團聚結(jié)構(gòu)改良效果較好,而灌木對于邊坡改良效果較好;排土場土壤有機碳和粘粒含量均與土壤團聚體指標有顯著正相關(guān)性。植被恢復(fù)提高了排土場土壤團聚性,植被恢復(fù)類型和地形對排土場土壤團聚體特征有顯著影響。(3)排土場人工草地對土壤有機碳、養(yǎng)分和團聚體狀況都有較好的改良效果,其中表層與原地貌已經(jīng)較為接近,而深層還需要進一步熟化改良。不同類型人工草地中苜蓿對土壤改良效果最好,但其耗水嚴重,對深層土壤改良效果較差,從改良排土場土壤質(zhì)量角度在恢復(fù)初期應(yīng)以苜蓿作為主要人工草地類型培肥土壤,但在一定階段應(yīng)引種冰草等耗水較少的其它草本,增加群落穩(wěn)定性,減緩群落退化和土壤干層的形成,對排土場進行持續(xù)的生態(tài)恢復(fù)和土壤改良。
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【學位授予單位】：中國科學院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：Q948;S151.9

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 郭彥軍;韓建國;;農(nóng)牧交錯帶退耕還草對土壤化學性質(zhì)的影響[J];草地學報;2008年04期

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本文編號：2367726