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长汀稀土矿堆浸废弃地不同治理年限的生态恢复效果比较

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摘 要

Abstract

1 引言

2 国内外研究进展

2.1 矿山开采对环境的影响研究

2.2 矿山废弃地植被恢复研究

2.3 稀土矿废弃地植被恢复研究

3 研究方法

3.1 试验地概况

3.2 样地选择

3.3 植被调查及多样性评价

3.4 土壤采集与处理

3.5 测定方法

3.5.1 叶绿素荧光特性及SPAD值测定

3.5.2 土壤物理化性质测定

3.5.3 土壤细菌测定

3.6 恢复效果评价方法

3.6.1 土壤肥力评价方法

3.6.2 恢复效果综合评价方法

3.7 数据处理与分析

4 结果与分析

4.1 长汀稀土矿堆浸废弃地不同治理

4.1.1 不同治理年限植被覆盖度比较

4.1.2 不同治理年限植物群落组成比较

4.1.3 不同治理年限植物群落物种多样性比较

4.2 长汀稀土矿堆浸废弃地不同治理

4.2.1 不同治理年限植物叶绿素荧光特性比较

4.2.2 不同治理年限植物叶片SPAD值比较

4.3 长汀稀土矿堆浸废弃地不同治理

4.4 长汀稀土矿堆浸废弃地不同治理

4.4.1 不同治理年限土壤养分含量

4.4.2 不同治理年限土壤碳氮含量

4.4.3 不同治理年限土壤重金属含量

4.5 长汀稀土矿堆浸废弃地不同治理

4.5.1 不同治理年限土壤细菌组成比较

4.5.2 不同治理年限土壤细菌多样性比较

4.6 长汀稀土矿堆浸废弃地不同治理

4.61不同治理年限土壤肥力综合评价

4.62 不同治理年限生态恢复效果综合评价

5 讨论

5.1 矿山废弃地不同植被恢复阶段土壤理化特性的变化研究

5.2 矿山废弃地不同植被恢复阶段土壤细菌的变化研究

6 结论

参考文献

致谢

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摘要

在长汀稀土矿废弃地长期植被恢复技术研究过程中,筛选出了适合长汀稀土矿废弃地应用的优化植被配置模式,在长汀稀土矿废弃地进行了应用,取得了较好的生态恢复效果。但在植被恢复技术推广应用过程中我们发现,随着时间的推移,稀土矿废弃地治理区植被出现种类减少、生长不良等退化迹象,甚至有些植被消失,影响了废弃地植被生态的长期恢复。 采用空间代替时间的方法,选择长汀稀土矿堆浸废弃地在2007、2010和2013年设置的“枫香+木荷+胡枝子+宽叶雀稗”模式治理的固定试验样地为研究对象,分别在2016年11月(此时2007、2010、2013年样地分别是治理9年、治理6年和治理3年)和2017年11月(2007、2010、2013年样地分别是治理10年、治理7年和治理4年),采用标准样地调查的方法,调查长汀稀土矿堆浸废弃地不同治理年限固定样地的植被种类、数量、覆盖度,测定不同治理年限样地均出现的植物(枫香、木荷、胡枝子、宽叶雀稗)的SPAD值和叶绿素荧光等生理指标,以及土壤理化特性和细菌,比较不同治理年限稀土矿堆浸废弃地植被群落组成、生长状况、叶片荧光特性,以及土壤理化特性、重金属含量和细菌的差异,确定长汀稀土矿堆浸废弃地植被恢复过程中是否存在退化问题,以及退化程度和影响因素。以期为稀土矿堆浸废弃地治理效果的长期维持提供依据。主要研究结论如下: (1)随着治理年限的增加,长汀稀土矿堆浸废弃地植被覆盖度、Simpson、Shannon-Wiener、Louie均匀度、McIntosh等指数,以及枫香、木荷、胡枝子、宽叶雀稗的叶绿素荧光参数、SPAD值均呈先增加后降低的规律。治理前4年呈增加趋势,但治理超过4年后,随着治理年限的增加,以上各指标呈降低趋势。 (2)随着治理年限的增加,长汀稀土矿堆浸废弃地土壤含水量、毛管持水量、最大和最小持水量等物理性质指标表现呈先增大(治理治理第3年到第4年)后逐渐降低(治理4年后)的趋势,土壤容重则表现为先降低后增大的规律。 (3)随着治理年限的增加,长汀稀土矿堆浸废弃地土壤化学性质同样表现为先增大后降低的规律,治理第4年,土壤氮、磷、钾含量,以及碳、有机质等含量逐渐最大,接近对照;但超过4年后,随治理时间的增加,土壤氮、磷、钾以及碳、有机质等含量逐渐下降;土壤重金属含量和pH值均随治理时间增加呈降低趋势。 (4)随着治理年限增加,土壤菌类Simpson(辛普森)多样性指数、Shannon-Wiener(香浓)多样性指数、物种相对丰度和群落相似度呈下降趋势;土壤细菌组间物种丰富度和均匀度随着治理年限增加而降低;在门水平上,排名前5的细菌门分别是:广古菌门(Euryarchaeota)、浮霉菌门(Planctomycetes)、厚壁菌门(Phylum firmicutes)、异常球菌-栖热菌门(Abnormal cocci portal)、衣原体门(Chlamydiae)。 (5)对不同治理年限稀土矿堆浸废弃地土壤肥力进行综合评价表明,治理前4年土壤肥力指数呈增加趋势,治理第4年土壤肥力指数最高(0.545);治理第10年土壤肥力指数最低(0.387),不同治理年限土壤肥力指数均小于未开采对照区;综合土壤理化特性及植被物种多样性等指标,利用灰色关联分析法对不同治理年限废弃堆浸地生态恢复效果进行综合评价,结果同样表明,治理第4年,生态恢复效果最好,但治理超过4年后,生态恢复效果呈现下降趋势,存在退化问题。

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