藏中拉屋銅礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)研究.pdf

1、礦山作為能源與原料基地，對于能源生產(chǎn)起著關(guān)鍵性的作用。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于礦產(chǎn)資源的分布具有較強(qiáng)的地域性，而且很多礦產(chǎn)資源埋藏于較深的地底，對其進(jìn)行開采必然會造成生態(tài)環(huán)境的破壞或土地占用，加之開采過程中會排放各種帶有毒性的礦物廢棄物，會逐步形成廢棄地，成為持續(xù)污染源。而作為人類賴以生存的基礎(chǔ)，土地是必不可少的自然資源之一，大量的廢棄地污染不僅對土地資源造成嚴(yán)重破壞，而且極大的影響了礦山的地質(zhì)環(huán)境，最終導(dǎo)致資源的損毀，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，對

2、人類的生產(chǎn)生活和自然環(huán)境造成不可彌補(bǔ)的損失。
　　 在本文筆者以恢復(fù)生態(tài)學(xué)的相關(guān)理論作為研究思想，以自然恢復(fù)為主，以人工恢復(fù)為原則，對我國西藏中部地區(qū)的拉屋銅礦區(qū)的土壤狀況、生物量、生物多樣性、物種情況以及礦區(qū)生產(chǎn)力等方面進(jìn)行了深入探討，經(jīng)過綜合研究，得出如下結(jié)論：
　　 (1)拉屋礦區(qū)廢棄地的基質(zhì)主要以礫石和塊石為主，占79.8～91.8%；砂粒以下細(xì)粒含量很少，占8.2～20.2%，因此，礦區(qū)廢棄地通氣透水，不易保水

3、，土溫變化大，吸附有效養(yǎng)分能力差，保肥力差，是造成植物定居困難的重要因素之一。在礦山生態(tài)恢復(fù)過程中，應(yīng)十分注重對土壤物理性質(zhì)的改良。
　　 (2)礦山不同土壤類型基質(zhì)養(yǎng)分特征分析表明，礦區(qū)樣地基質(zhì)pH值變化范圍在6.03～7.33，有機(jī)質(zhì)含量在1.2～4.1%，土壤全N在0.04～6.81 g/kg，全P含量在0.65～6.81 g/kg；重金屬Cu的含量為原土壤的3.45-38.00倍，Zn的含量為原土地的12.05-24.4

4、9倍，Pb和Cd分別為2.57-19.46與2.45-45.86倍；有效含量分別是5.66～36.73、18.46～30.05、13.48～44.98和2.06～12.24倍，與全國土壤重金屬元素平均值相比較都明顯偏高。說明礦山在開采破壞之后，因雨水沖刷，礦質(zhì)營養(yǎng)低。盡管礦區(qū)土壤速效K含量豐富，但有機(jī)質(zhì)和速效P、N嚴(yán)重缺乏?？傮w礦山廢棄地肥力水平差，保肥、保水能力低且受Cd、Cu、Zn重度復(fù)合污染。因此，對植被的生長極為不利。在對土地利

5、用進(jìn)行修復(fù)的過程中，應(yīng)該對有機(jī)質(zhì)和其他養(yǎng)分的修復(fù)進(jìn)行充分考慮，以改善土壤結(jié)構(gòu)，從根本上提高土壤的自我協(xié)調(diào)能力。
　　 (3)在拉屋礦區(qū)范圍內(nèi)的土壤均受到Zn、Cu、Cd、Pb等重金屬不同程度的污染，從中心范圍200米以外逐漸減弱；相對于對照土壤而言，原土壤的微生物量、酶活性等指標(biāo)都受到很大的抑制，土壤的qCO2和基礎(chǔ)呼吸受到很大刺激，通過多元回歸分析得出，在各種重金屬的復(fù)合污染之下，突然的微生物活性受到極大的影響。通過這種微生物

6、活性的指標(biāo)分析能夠有效的揭示出礦區(qū)土壤的重金屬符合污染實(shí)際情況，可以將其作為對拉屋礦區(qū)土壤質(zhì)量評價和分類的重要依據(jù)。通過主成分分析與線性相關(guān)分析表明，重金屬含量與微生物群落數(shù)量與活性呈顯著線性相關(guān)，其中重金屬參數(shù)的主成分(H-PC)與土壤微生物參數(shù)第一主成分(M-PC1)具有最強(qiáng)的相關(guān)性，表明了土壤微生物參數(shù)第一主成分(M-PC1)能有效的反映藏中礦區(qū)重金屬污染的情況。
　　 (4)土壤重金屬含量與細(xì)菌、放線菌數(shù)量呈一定負(fù)相關(guān)關(guān)

7、系，說明礦區(qū)重金屬污染明顯降低了土壤微生物區(qū)系大小。研究還表明細(xì)菌、放線菌及真菌數(shù)量的變異系數(shù)(CV%)分別為1.56、1.97、0.29，說明三大微生物對重金屬脅迫的敏感性不一樣，即放線菌>細(xì)菌>真菌。礦區(qū)不同污染程度土壤的細(xì)菌、放線菌有明顯差異，土壤重金屬污染降低了土壤微生物細(xì)菌、放線菌、氨化細(xì)菌、硝化細(xì)菌與纖維分解菌的數(shù)量和微生物量C含量，提高了基礎(chǔ)呼吸與qCO2。
　　 (5)拉屋礦區(qū)的原生態(tài)草地植物的多樣性和豐富度指數(shù)

8、會在一定范圍之內(nèi)隨海拔變化而變化，當(dāng)海拔4660m時達(dá)最高，后逐漸降低。7、8月份豐富度、多樣性指數(shù)高，6月、9月豐富度及多樣性指數(shù)低。表現(xiàn)出在不同的海拔范圍內(nèi)，處于同一生長期的原生態(tài)草地植物物種分布和組成存在一定差異，即使在同一海拔高度，物種由于季節(jié)的不同也會表現(xiàn)出不同的生長變化。此外，通過研究得知，在植被的不同物種中對于資源的競爭主要為水和光熱資源，次之是土壤養(yǎng)分、顆粒和地貌等。水分和溫度是影響植物生態(tài)位變化的主要因素。在不同的群落

9、中，物種之間的競爭關(guān)系也存在著較大差異，即使是同一種植物，有時也會形成不同的競爭關(guān)系。這種差異性主要是由較為穩(wěn)定的地貌、土壤條件、氣溫、生態(tài)位以及逐年變動的降水情況共同造成的。所以，在選擇礦山生態(tài)恢復(fù)物種的過程中，應(yīng)該按照原生態(tài)草地草本植物的季節(jié)分布特征、種群生態(tài)位特征以及海拔分布特征，對物種組合進(jìn)行不同的選擇，從而實(shí)現(xiàn)多樣化的礦山生態(tài)恢復(fù)，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，以此構(gòu)建一個具有多樣化穩(wěn)定而高效的群落，從而促

10、進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的良性化和穩(wěn)定性。
　　 (6)土壤有機(jī)質(zhì)的含量對植物生產(chǎn)力影響十分顯著。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，通過有機(jī)土的混合能夠極大的提升垂穗披堿草種子的發(fā)芽速度，提高發(fā)芽幾率，當(dāng)表層土壤有機(jī)土含量達(dá)到一半時，其發(fā)芽率已趨近最高；在高原環(huán)境條件下，垂穗披堿草生物量的形成與氣溫、降水季節(jié)的變化有著明顯的關(guān)系和地域特色。其產(chǎn)量高峰期一般是出現(xiàn)在8月上旬。在此之前的增長模式符合于Logistic生長方程。因此，在礦山實(shí)際恢復(fù)過程中，除增施有

11、機(jī)肥外，充分利用礦山水熱關(guān)系，提高優(yōu)勢物種生產(chǎn)力，促進(jìn)優(yōu)勢物種對礦山生態(tài)恢復(fù)的作用。
　　 (7)通過對試驗(yàn)結(jié)果的分析可以得出：對高原礦山采取生態(tài)恢復(fù)策略，應(yīng)該充分結(jié)合生物和工程措施進(jìn)行，在選擇生物恢復(fù)物種措施時，應(yīng)該充分重視物種的季節(jié)特征、生態(tài)位分布特征以及礦區(qū)的自然條件，選擇生長速度較快、根系較為發(fā)達(dá)、耐旱、耐高溫的優(yōu)勢物種作為礦山生態(tài)恢復(fù)的首選。并采取施肥、客土等一系列輔助手段，加快礦山生態(tài)恢復(fù)的速度。
　　 (8

12、)通過對礦山氣象因子、不同樣段土壤(基質(zhì))理化性質(zhì)、成熟種植技術(shù)、礦山種植技術(shù)實(shí)驗(yàn)、植物生長限制因子等方面的分析和研究。得出道路建設(shè)破壞面技術(shù)恢復(fù)、礦渣堆積滑坡體恢復(fù)、道路建設(shè)形成的滑坡體恢復(fù)和尾礦庫恢復(fù)等4項(xiàng)種植技術(shù)模式以及披堿草、老芒麥，輔助植物介菜型油菜混播(50:35:15)，創(chuàng)建適宜植物定植的水、溫等表面微環(huán)境；先鋒植物在分蘗形成、分蘗完成時葉面施肥(水、N)，積累先鋒植物碳水化合物和糖分，增強(qiáng)先鋒植物安全越冬能力；95:5種