立地条件对露天矿排土场植被重建的影响

立地条件对露天矿排土场植被重建的影响

赵凤秋

伊吾广汇矿业有限公司 新疆维吾尔自治区哈密市 839303

摘要：排土场是人为扰动下形成的巨型松散堆垫地貌，具有物质造成复杂、边坡松散和平台紧实等特点。随着我国经济的快速发展，对能源的需求日益增长，煤炭作为主要能源开采量越来越大，开采带来的人为干预和扰动强度大，造成生态系统的严重破坏。存在着煤炭开发占用和破坏土地、地形地貌破坏等诸多问题。矿区露天排土场的土壤贫瘠，盐碱化程度高。针对上述状况，需要用矿山生态修复的方法去解决。本文主要对立地条件对露天矿排土场植被重建的影响做论述，详情如下。

关键词：立地条件；露天矿；排土场；植被重建

引言

矿山生态修复方法主要包括物理修复、化学修复和微生物修复。微生物修复技术利用生态系统的自然生物演替规律，引入适宜的活微生物，帮助植物在不利条件下生长发育，对环境无害、安全、可持续。豆科植物抗病能力强，根系发达。在矿区植被恢复中，对环境适应性强，固氮能力强。能有效保持水土，改善土壤性质，增加土壤碳、氮、磷和微生物，提高土壤肥力。灌丛植物在水分胁迫下具有较强的可塑性，可根据土壤水分的有效性改变不同土层的水分利用。灌丛在森林生态系统中虽然只占总生物量的一小部分，但在生态脆弱区仍占很大比例，对生态系统的稳定与平衡具有重要意义。

1露天矿排土场植被重建概述

丛枝菌根真菌（AMF）是一种能与陆地上80%以上的植物产生共生关系的真菌。它能够调节根系形态发育，AM真菌菌丝能够为植物提供一个良好的根际环境，并通过增进营养吸收、提高光和效率等多种途径，在养分贫瘠的土壤中能够增强宿主植物吸收养分能力，改善植物营养水平，提高植物抗逆性，具有促进植物生长的作用。AMF与植物组合能改善土壤理化性质、根际微生物群落，具有帮助植物适应和改造土壤环境的潜力。通过减少草本植物生物量或减弱草本植物使用土壤表层水分的能力，引起土壤深层水分增加可以促进木本植物的生长。在降雨的长期波动和干旱影响下，灌木增强了作为群落优势种的竞争性，进而延缓了草本植物在生态演替后期作为优势种的出现；灌木植物在遭受水分胁迫时表现出更强的可塑性，可以根据土壤水分的可利用性改变不同土层水分的利用。人工建值草灌结合的生态模式，可以完成从草本群落到草灌混生植物群落，再到形成稳定的以灌为主的草灌多样性混生植物群落的植被群落演替过程，豆科草本植物从大气中固定的氮元素可供灌木生长使用，有利于草灌混生植物群落的生长，以便形成稳定的矿区生态系统，更好地进行生态修复。

2立地条件对露天矿排土场植被重建的影响

在内蒙古干旱半干旱草原地区，生态环境相对脆弱，自然环境恶劣，矿山等地的生态恢复与重建成为一项艰巨而长期的工作。与长期的自生态恢复和自然演替相比，人工植被恢复能在短时间内取得更好的恢复效果。但受采矿作业方式的影响，野外需要植被恢复的条件比较复杂，不同的场地类型决定了植被恢复的难易程度以及植被类型和配置类型，只有植物配置，根据不同的场地条件，实现矿山生态恢复和采矿恢复的目标，进行种植和管理。物种多样性是检验植被恢复成功与否的重要标准。立地条件的差异决定了环境因素的差异。不同立地条件导致植物群落的物种组成、优势种群、群落类型和群落结构的差异，进而改变植物群落的演替特征。群落重要值是一个群落中物种组成、数量、分布等因素的综合指标，可以直接反映物种对群落的适应性。通过对群落重要价值的分析可以发现，在采剥过程中，多年生草本植物如羊茅、根草等具有较高的重要价值，成为群落的优势种。紫花苜蓿和草木樨在坡面群落中具有较高的重要值，多年生豆科植物为优势种。

3露天矿排土场植被重建提升措施

3.1生态脆弱区复垦排土场干扰类型划分

排土场复垦受到多种因素影响，复垦效果存在差异；由于复垦方式不当、后期管护不力、环境不适等因素导致复垦失败的案例也时有发生。需要基于长时间的监测探索复垦效果影响因素，为矿区复垦模式选择、政策制定提供科学有效的指导。目前复垦效果影响因素研究中多以土壤理化性质、植被状态、地形重构等要素中某一因子在复垦后的变化表示，尚未突破单一指标的范畴，没有深入分析露天煤矿复垦多种影响因子交互作用下产生的复杂现象；而露天煤矿复垦的复杂性决定了欲要揭示其与植被状况、干扰恢复的内在机理，必须针对多种影响因子进行长时间监测与细致刻画。地理探测器具有探索多因子交互作用的优势，可用于探究复垦后排土场不同干扰类型的影响因子及因子间的交互作用。在复垦中结合当地水土条件选取适宜的植被类型，进行地形平整，调整土壤中有机碳、氮、磷等元素的占比，能够提高排土场复垦后稳定性，改善矿区生态环境。已有研究中，提出或验证了地貌重塑、土壤重构和植被再造在露天煤矿区土地复垦的重要作用，利用地理探测器的交互因子分析验证露天煤矿土地复垦应关注植被类型与地形地貌因子和土壤特性的综合作用对复垦后重建生态系统的稳定性状况具有重要作用。

3.2矿区苔藓植物多样性

苔藓植物在矿区植被修复、富集土壤养分等方面具有重要作用。苔藓植物可以作为受损矿山的先锋物种,能够克服矿区重金属污染严重、土壤贫瘠、养分不均衡、干旱等极端环境并很好地定居,堆积的苔藓植物与腐殖质能为其他物种的定居创造条件。苔藓植物还可以形成苔藓结皮,能在很大程度上提升煤矿复垦区土壤的抗风蚀、抗雨蚀能力。据估算,在全球范围内,生物土壤结皮占旱地覆盖生物的70%,具有许多维管束植物不具备的生态功能,在改善土壤养分和促进土壤养分循环方面发挥着重要作用。目前关于胜利矿区的研究倾向于土壤养分与重金属及其水土流失方面,但关于矿区开采对苔藓覆盖度、土壤理化性质影响的研究十分有限。苔藓植物群落结构的表现是多种因素综合影响的结果,不同生境对苔藓植物群落结构的影响也有差异。年际降水和年内降水也对复垦区多年生植物的生长具有显著影响,而复垦区苔藓植物的分布将有利于控制土壤水分的渗透性,提高草地植被的潜在生长率。全球变暖会影响降水和蒸发速率,苔藓植物高度依赖外界水分,随着温度的升高,苔藓植物会发生分布格局的迁移。气候变化背景下复垦区苔藓植物生态位的变化将是未来研究的热点。

结语

根系作为植物吸收养分的基础器官，对土壤有强烈的依赖性，根系构型在一定。程度上受土壤结构影响。在混作种植模式下由于豆科牧草为其他植物的生长提供了充足的氮源。根系活力增加，光合能力提高，促进了混作植物的生长。植物生长是土壤因子变化最敏感的反映，受采矿干扰降低，土壤因子损害减弱，植被群落逐渐稳定。丛枝菌根真菌促进了矿区复垦植物的生长，为露天矿区排土场的微生物复垦技术应用提供了良好的理论依据，具有重要生态意义。

参考文献

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