九寨溝馬腦殼金礦露天礦山生態(tài)恢復(fù)研究.pdf

1、礦山生態(tài)恢復(fù)研究起始于20世紀(jì)上半葉,其主要內(nèi)容是對采礦業(yè)和開采地下水造成的塌陷、地形地貌變化等環(huán)境進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)研究。工業(yè)革命使得人類對資源的要求和開發(fā)的規(guī)模急劇增長,在輕率地進(jìn)行開發(fā)和獲得直接效益中,基本沒考慮對土地的破壞,致使土地污染破壞程度由個別發(fā)展現(xiàn)象為普遍現(xiàn)象。這一現(xiàn)象最早出現(xiàn)在歐洲,盡管有些有識之士提出,但并未引起重視。直至1966年,英國南威爾士阿貝芬發(fā)生了一場災(zāi)難才引起了人們的極大關(guān)注;它使人們更清晰地認(rèn)識到對礦業(yè)廢棄地

2、進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)的重要性,為恢復(fù)生態(tài)學(xué)的誕生奠定了堅實的應(yīng)用基礎(chǔ)。20世紀(jì)70年代,學(xué)術(shù)界已經(jīng)開始對受損生態(tài)系統(tǒng)的改良(恢復(fù)、重建、改建、)做較為系統(tǒng)的研究;80年代之后,有關(guān)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的研究迅速興起,成為現(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究的熱點之一?？傮w上看,世界各國對生態(tài)恢復(fù)各有側(cè)重,表現(xiàn)為:歐洲側(cè)重于礦地恢復(fù)、北美洲則強(qiáng)調(diào)水體和林地恢復(fù),而新西蘭、澳洲則側(cè)重于草原管理與恢復(fù)。
　　 我國礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)工作的萌芽始于20世紀(jì)50年代,前期主要是以

3、土地退化,尤其是土壤退化為主,并且多為土地、土壤退化交織。起初是個別礦山自發(fā)進(jìn)行的小規(guī)模恢復(fù)治理工作?；謴?fù)生態(tài)學(xué)研究最早是1959年中國科學(xué)院華南植物研究所余作岳等人在廣東的熱帶沿海侵蝕臺地上開展的退化生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復(fù)技術(shù)與機(jī)理研究。20世紀(jì)50～70年代,該項工作還處于自發(fā)探索階段;進(jìn)入20世紀(jì)80年代,才被真正得到重視,從自發(fā)、零散狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織的恢復(fù)治理階段。各大研究機(jī)構(gòu)先后對不同退化生態(tài)系統(tǒng)作了研究。到20世紀(jì)90年代,對礦

4、山廢棄地生態(tài)恢復(fù)的研究逐漸增多。一些礦山開展不同程度生態(tài)恢復(fù)工作和科研工作,如加強(qiáng)礦山生態(tài)恢復(fù)工藝技術(shù)研究、基質(zhì)改良研究、生態(tài)恢復(fù)經(jīng)濟(jì)分析、土地復(fù)墾專家系統(tǒng)模型研究等。特別是1988年頒布《土地復(fù)墾規(guī)定》和1989年頒布《中國人民共和國環(huán)境保護(hù)法》,標(biāo)志著礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)走上了法制化的軌道。這項工作在我國盡管起步較晚,但發(fā)展十分迅速。
　　 總的來看,中國由于人口眾多,土地壓力大,更強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)綜合利用,礦地復(fù)墾率呈逐年上升的趨勢。

5、
　　 當(dāng)前,世界各國,特別是主要的采礦工業(yè)國家都很重視恢復(fù)采礦工業(yè)破壞的土地,并取得十分可觀的成績。
　　 本論文根據(jù)恢復(fù)生態(tài)學(xué)自我設(shè)計理論和人為設(shè)計理論思想,堅持自然恢復(fù)與人工輔助恢復(fù)相結(jié)合的原則,分別對礦山土壤理化性質(zhì)、生物多樣性、生物量及優(yōu)勢物種糙野青茅的發(fā)芽力、生產(chǎn)力的角度進(jìn)行了較為深入、系統(tǒng)的研究。其主要結(jié)論如下:
　　 (1)土壤理化性質(zhì)是植被生長的前提條件;通過對比礦山原生草地及邊排坡土壤理化性質(zhì)

6、發(fā)現(xiàn),礦山原生草地各層土壤總孔隙度、毛管孔隙度隨著海拔的升高先升高而后降低,土壤自然持水量也具有同樣的空間分布規(guī)律;邊排坡土壤孔隙度小,自然含水量小,土壤粒度不均勻及土壤肥力低下等因素是導(dǎo)致邊排坡植被恢復(fù)過程中植物種子發(fā)芽率降低、植物生長緩慢、發(fā)育不健全、易于死亡、甚至無法恢復(fù)等問題的主要因素。在礦山生態(tài)恢復(fù)過程中,應(yīng)通過混合有機(jī)土、施加有機(jī)復(fù)合肥及農(nóng)作物秸稈等措施,加速礦山形成一層有利于植被生長的土壤環(huán)境,改良礦山邊排坡地的土壤理化性

7、質(zhì)。
　　 (2)礦山草本植物多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)等隨海拔的升高先升高而后降低,在海拔3200 m左右達(dá)到峰值。這是由于放牧、采藥、刈割等干擾和礦山自身的地理、氣候條件共同作用的結(jié)果;建議礦山生態(tài)恢復(fù)中,在充分利用礦山自身地理氣候的有利條件下,應(yīng)加強(qiáng)礦山生態(tài)恢復(fù)過程中各類干擾管理和控制。
　　 (3)礦山植被多樣性調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),在同一生長期不同的海拔高度范圍,物種組成及分布各不相同;同一海拔高度,不同的季節(jié)物種優(yōu)勢也有

8、一定的變化。從總體上看,各個生長時期礦區(qū)原生草地的主要優(yōu)勢物種有糙野青茅、羊茅、垂穗披堿草、四川嵩草、早熟禾等。但在不同的生長季節(jié),各草本優(yōu)勢表現(xiàn)不盡相同。有少部分草本植物,如白頂早熟禾、珠芽蓼、地榆、華北翦股穎、白花刺參、掌裂蟹甲草等在不同的海拔范圍成熟期較早,7月份這些植物分布面積較大,蓋度較高,植被最高,處于成熟期,生物量至其最高,占有較大比例;此期間其它多數(shù)草本物種正處于生長旺盛期,但生物量卻相對較小;礦山雨季前期(6月底7月初

9、),這些早熟種對防止雨水沖刷和提高水土保持起著重要作用。因此,在礦山生態(tài)恢復(fù)的物種選擇上,應(yīng)根據(jù)原生草地草本植物海拔分布特征和季節(jié)分布特征,在不同的海拔高度選擇不同的優(yōu)勢物種組合,使礦山在恢復(fù)過程中各個海拔高度各個生長季節(jié)均有較多的植被覆蓋,增加恢復(fù)過程中物種多樣性和系統(tǒng)穩(wěn)定性;促進(jìn)礦山植被的蓄水功能、保土功能及保持養(yǎng)分的功能等等;促進(jìn)礦山生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)、健康、穩(wěn)定的發(fā)展。
　　 (4)礦山優(yōu)勢草本生物量在垂直梯度上差異性較大,不

10、同的優(yōu)勢物種變化規(guī)律不盡一致,在低海拔區(qū)(2900～3000 m),是以垂穗披堿草、糙野青茅等為優(yōu)勢的草本群落組成;中海拔區(qū)(3100～3300 m),則是以糙野青茅、白頂早熟禾、羊茅等為優(yōu)勢的草本群落組成;高海拔區(qū)(3400～3500 m),以羊茅、四川嵩草、糙野青茅為優(yōu)勢種的草本群落組成。
　　 除海拔高度對礦山草本植物生物量影響顯著外,坡度、干擾等環(huán)境因素對草本生物量也造成一定的影響。表現(xiàn)為坡度小、干擾小的區(qū)域植被生長良好

11、、植被覆蓋高、生物量大。因此,在礦山生態(tài)恢復(fù)過程中,應(yīng)注意對陡坡的處理和干擾的控制。
　　 (5)礦山土壤有機(jī)質(zhì)含量多少直接影響土壤理化性質(zhì),從而影響植被生長的速率。土壤有機(jī)質(zhì)含量越高,糙野青茅的發(fā)芽率、發(fā)芽勢及發(fā)芽速均相應(yīng)地提高;當(dāng)?shù)V山土壤中有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到3/4時,糙野青茅發(fā)芽力各項指標(biāo)均接近峰值;其后,隨著有機(jī)土的增加,草本發(fā)芽力各項指標(biāo)增加不明顯,對于糙野青茅的生產(chǎn)力也有同樣的規(guī)律。同時,采取浸種措施有利于種子發(fā)芽,促進(jìn)發(fā)

12、芽時間提前,提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢。在礦山生態(tài)恢復(fù)前應(yīng)對不同草本種子采用不同的浸種措施,促進(jìn)草本種子的發(fā)芽,提高恢復(fù)效率。
　　 有機(jī)土含量對糙野青茅幼苗生產(chǎn)力的影響十分顯著,試驗表明,糙野青茅幼苗的生產(chǎn)力隨恢復(fù)土壤中有機(jī)土含量的增加而升高。有機(jī)土含量幾乎為零的礦山排渣邊坡其草本生產(chǎn)力極為低下。
　　 (6)根據(jù)研究和觀察結(jié)果,提出建議:礦山生態(tài)恢復(fù)應(yīng)以生物措施和工程措施相結(jié)合;在生物措施的恢復(fù)物種選擇上,應(yīng)注意物種的空

13、間分布特征、季節(jié)特征,根據(jù)礦山氣候條件,選擇根系發(fā)達(dá)、生長迅速、耐干旱、耐貧瘠、耐高溫的土著優(yōu)勢物種作為礦山生態(tài)恢復(fù)的先鋒物種。在礦山生態(tài)恢復(fù)過程種,應(yīng)采取搬運(yùn)客土、播種、施肥等輔助措施,加速、縮短礦山生態(tài)恢復(fù)進(jìn)程。
　　 (7)礦山生態(tài)恢復(fù)是一項綜合工程,不能簡單地、一味地追求礦山生態(tài)恢復(fù)速度,而應(yīng)以系統(tǒng)的觀點,從生物多樣性、礦山生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性以及礦山生態(tài)恢復(fù)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)效益及美學(xué)效益等多方面的綜合考慮礦山整個生態(tài)