干旱礦區(qū)廢棄地土壤種子庫特征研究.pdf

1、干旱地區(qū)礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復(fù)的理論和技術(shù)研究是目前的熱點(diǎn)問題。由于水資源相對(duì)匱乏、重金屬脅迫、擬選植物有限，使得該區(qū)域生態(tài)環(huán)境治理的難度較大。對(duì)干旱礦山地區(qū)現(xiàn)有的植物資源進(jìn)行研究，篩選，尋求可用于大面積礦山廢棄地治理的優(yōu)勢(shì)種質(zhì)資源、以及生態(tài)修復(fù)技術(shù)，是該區(qū)域生態(tài)恢復(fù)的基本思路。本文通過對(duì)重金屬脅迫環(huán)境下土壤種子庫特征進(jìn)行研究，來探討礦業(yè)廢棄地自然修復(fù)的能力。選取金川礦區(qū)三個(gè)典型樣地對(duì)礦區(qū)廢棄地的植被進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，分析了植物組成特征；并對(duì)不

2、同重金屬環(huán)境下相應(yīng)的地區(qū)土壤種子庫的組成、大小、季節(jié)動(dòng)態(tài)變化以及多樣性的影響進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上，研究了土壤種子庫與地上植被間的關(guān)系及土壤種子庫對(duì)礦區(qū)廢棄地的植被恢復(fù)中所作的貢獻(xiàn)。主要結(jié)論如下： 1）不同樣地平均土壤種子庫儲(chǔ)量相差較大，其儲(chǔ)量大小依次為：試驗(yàn)地（847粒/㎡）>龍首礦綠化區(qū)（460粒/㎡）>龍首礦開采廢棄地（362粒/㎡）>老尾礦礫石區(qū)（347粒/㎡）>新尾礦自然植被區(qū)（336粒/㎡）>龍首礦自然植被區(qū)（261粒

3、/㎡）>供暖公司檉柳林地（254粒/㎡）。與其它荒漠地區(qū)比較，土壤種子庫儲(chǔ)量偏低。 2）土壤種子庫的Simpson多樣性指數(shù)大小依次為：新尾礦周邊自然植被區(qū)>龍首礦自然植被區(qū)>龍首礦開采廢棄地>供暖公司檉柳林地。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)所表現(xiàn)出的趨勢(shì)相同。Peilow均勻性指數(shù)依次為：新尾礦周邊自然植被區(qū)>龍首礦自然植被區(qū)>龍首礦開采廢棄地>老尾礦預(yù)試驗(yàn)地>龍首礦綠化區(qū)>老尾礦礫石區(qū)>供暖公司檉柳林地。而土壤種子庫

4、的Margalef指數(shù)則略有所不同。 3）不同樣地土壤種子庫儲(chǔ)量隨季節(jié)變化趨勢(shì)大致相似。除龍首礦綠化區(qū)外，其他樣地的土壤種子庫儲(chǔ)量10月最高，隨后開始減小，5月份減小至最低，隨后開始增加。這與地上植被生長結(jié)實(shí)規(guī)律基本一致。種子主要是分布在0～5cm土層中，該層種子比例平均占到種子庫全部種子數(shù)量的76．5%，隨著土壤深度的增加，種子數(shù)量逐漸減少，5～10cm土層中種子比例是總數(shù)的23．5%，10cm以下幾乎沒有種子分布。

5、4）不同重金屬環(huán)境樣地土壤種子庫之間具有一定的差異性。3月、5月、7月和10月不同礦業(yè)廢棄地土壤種子庫之間的相似系數(shù)分別在0．1143～0．7273、0～0．3333、0．1538～0．6667和0．0690～0．5000范圍內(nèi)。 5）分析了金昌不同礦業(yè)廢棄地土壤中Ni、Cu和Cd含量，結(jié)果表明：土壤中Ni含量從大到小順序?yàn)椋糊埵椎V自然植被區(qū)（LZ）>龍首礦礦業(yè)廢棄地（LK）>供暖公司檉柳林地（GH）>老尾礦礫石區(qū)（LS）>新尾

6、礦周邊自然植被區(qū)（GZ）>龍首礦綠化區(qū)（LL）>預(yù)試驗(yàn)地黃土（SY），其含量分別是背景值的1．5～12．91倍：土壤中Cu含量：GH>LK>LZ>LS>LL>GZ>SY，其含量是背景值的2．36～18．24倍；土壤中Cd含量：GH>LZ>LS>GZ>LL>LK>SY，其含量是背景值的5．7～113．28倍。 6）在研究金昌尾礦重金屬含量的基礎(chǔ)上，分別對(duì)土壤中重金屬含量與土壤中的種子庫相關(guān)性分析，結(jié)果表明，二者呈顯著的負(fù)相關(guān)性。

7、 7）不同重金屬脅迫下，不同季節(jié)礦區(qū)地上植被與土壤種子庫之間的相似性系數(shù)在0．11～0．52之間，表明地上植被與土壤種子庫有一定程度的關(guān)聯(lián)；進(jìn)一步對(duì)地上植被密度與土壤種子庫儲(chǔ)量之間的相關(guān)性分析表明，地上植被密度與土壤種子庫儲(chǔ)量具有較高的正相關(guān)。 8）從土壤種子庫物種組成和密度特征來看，金昌不同礦區(qū)土壤種子庫對(duì)地上植被恢復(fù)具有良好的潛力指標(biāo)，物種相對(duì)豐富；土壤種子庫種子以一年生草木和多年生草本為主，土壤種子庫儲(chǔ)量屬于中等水平