初 兆 嫻

(撫順市環(huán)境監(jiān)測中心站，遼寧 撫順 113006)

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榆樹鐵礦植被恢復(fù)過程中土壤有機質(zhì)的改良

初 兆 嫻

(撫順市環(huán)境監(jiān)測中心站，遼寧 撫順 113006)

摘要：在榆樹鐵礦廢棄礦坑覆土后栽種樟子松幼苗，選擇不同坡度、光照時間的立地樣方，觀察坡度、光照、水分等因素對土壤有機質(zhì)含量增長率的影響。試驗得出：緩坡、陰面的樣方內(nèi)土壤有機質(zhì)含量增長較快，樹苗和草本植物的生長更旺盛。

關(guān)鍵詞：植被恢復(fù)；土壤有機質(zhì)；樟子松

我國現(xiàn)有國有礦山企業(yè)8 000多個，個體礦山企業(yè)達到23萬多個。隨著國家對礦產(chǎn)資源需求的迅速增加，因礦山開采而造成的生態(tài)環(huán)境破壞問題也日趨嚴(yán)重，采礦活動及其廢棄物的排放不僅破壞和占用大量的土地資源、加劇我國土地資源的短缺，也帶來了一系列影響深遠的環(huán)境問題[1]。撫順鐵礦企業(yè)帶動撫順市經(jīng)濟發(fā)展的同時也帶來了生態(tài)破壞的負(fù)面影響，多年的開采形成了大量的裸露山體和廢棄礦場，出現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)退化現(xiàn)象，制約了本地經(jīng)濟可持續(xù)性發(fā)展，因此對鐵礦廢棄地進行植被恢復(fù)意義重大。

礦山廢棄地植被恢復(fù)的關(guān)鍵問題就是基質(zhì)改良,只有土壤的性狀得到修復(fù)，植被恢復(fù)才能得以進行。礦山廢棄地的土壤一般都極端貧瘠，保水保肥能力較差，自然演替過程一般需要100年左右的時間才能獲得滿意的植被覆蓋[2]。因此，有必要通過人工手段對礦山廢棄地的土壤進行修復(fù)。本課題選擇撫順榆樹鐵礦廢棄礦坑，通過種植先鋒植物——樟子松，改良榆樹鐵礦廢棄礦山表面土壤有機質(zhì)含量，加快生態(tài)恢復(fù)進程。

榆樹鐵礦周邊生態(tài)系統(tǒng)土著樹種中適合作為先鋒樹種的有樟子松與油松，這兩種喬木同樣具有喜光、耐旱、耐寒、耐瘠薄等特點。對土壤改良作用的效果是選擇先鋒樹種的首要考慮因素。選擇遼寧阜新一煤礦廢棄排土場的土壤作為試驗土樣，用盆栽方法試驗得出結(jié)論：樟子松對土壤有機質(zhì)含量的提高效果明顯高于油松[3]。所以本課題以樟子松作為初期生態(tài)恢復(fù)的先鋒植物，后續(xù)研究階段再考慮建立混交林提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1研究內(nèi)容與方法

1.1修復(fù)方法

在礦山開采初期，進行表土剝離保存用于閉礦后覆土，由于作業(yè)面較大，在周邊森林取0—30cm的熟土土層與之前剝離的表土混合后覆土。外購已生長3年的樟子松樹苗作為先鋒喬木樹種，株距1.5m。樟子松喜光性強，具有深根性，能適應(yīng)土壤水分較少的山脊及向陽山坡，以及較干旱的砂地及石礫砂土地區(qū)。草本植物利用當(dāng)?shù)夭荼撅L(fēng)傳播自然生長，主要有羊胡子草、寬葉苔草、朝鮮蒼術(shù)、玉竹、鈴蘭、大油芒、黃花烏頭、東北山梅花。樟子松生長扎根過程起到穩(wěn)固土壤、防止水土流失的作用。一年生草本植物脫落后與周邊森林落葉不斷沉積在礦坑表面，被土壤中微生物分解為腐殖質(zhì)。觀察廢棄礦山表面土壤有機質(zhì)逐年變化情況。

1.2試驗方法

在樟子松樹苗的區(qū)域選取4個10m×10m的樣方，分別為陽面緩坡(0—15°)、陽面陡坡(30—50°)、陰面緩坡、陰面陡坡。在樣方四角和中心設(shè)置5個1m×1m的小樣方，在樣方附近挖土壤剖面，并用土壤環(huán)刀，按0—15cm、15—30cm、30—50cm、50—80cm的土壤深度分層取樣，稱取鮮重并編號，用于實驗室理化性質(zhì)分析。由于具體操作時發(fā)現(xiàn)50cm以下基本為碎石，幾乎無熟土，故只取前三層土樣，采用重鉻酸鉀容量法測定其有機質(zhì)含量[4]。

2試驗結(jié)果與分析

2.1試驗結(jié)果

從2013年至2015年，每年春天5月份取樣一次，結(jié)果統(tǒng)計如下：

表1　陽面緩坡有機質(zhì)含量測定

表2　陽面陡坡有機質(zhì)含量測定

表3　陰面緩坡有機質(zhì)含量測定

表4　陰面陡坡有機質(zhì)含量測定

2.2結(jié)果分析

2.2.1陽光對土樣有機質(zhì)的影響分析

由表1—表4綜合可知，陽面緩坡土壤有機質(zhì)2年增長為2.97g/kg，陽面陡坡增長為2.74g/kg；陰面緩坡土壤有機質(zhì)2年增長為4.6g/kg，陰面陡坡為4.15g/kg。不論緩坡還是陡坡，陰面的土壤有機質(zhì)含量增長量均大于陽面。究其原因，陰面相對日照較少，土壤含水率更高，土壤中微生物更豐富，更容易將周邊的喬木落葉與脫落的一年生草本轉(zhuǎn)變成腐殖質(zhì)，有利于草本植物與樟子松幼苗的生長。而且通過觀察，陰面樟子松幼苗的生長情況也優(yōu)于陽面。

2.2.2坡度對土壤有機質(zhì)的影響分析

由以上數(shù)據(jù)可知，緩坡有機質(zhì)的增長量要大于陡坡。究其原因，陡坡大部分由廢棄礦石堆積而成，基質(zhì)孔隙率較大，土壤滲透系數(shù)大，表層土壤含水率較低；緩坡相對更容易留住水分，有利于草本植被與樟子松幼苗扎根，先鋒植被生長較旺盛，土壤有機質(zhì)累積較快。

2.2.3恢復(fù)年限對有機質(zhì)增長率影響分析

四個樣方地植被修復(fù)后第一年有機質(zhì)增加量分別為0.63/kg、0.5/kg、1.07/kg、0.94/kg，第二年有機質(zhì)增加量為2.34/kg、2.24/kg、3.53/kg、3.27/kg。礦山植被恢復(fù)初期第二年的有機質(zhì)積累速率明顯快于第一年。究其原因，第一年剛覆土，樟子松幼苗扎根不牢固，草本植物也不茂盛，有機質(zhì)積累較慢；隨著先鋒植被樟子松的根系逐漸發(fā)達，保持水土能力增強，土壤有機質(zhì)逐年增加較明顯。

3結(jié)論

在植被恢復(fù)初期，陰面土壤有機質(zhì)累積速度、樟子松幼苗長勢均優(yōu)于陽面；緩坡有機質(zhì)累積速度、樟子松幼苗長勢均優(yōu)于陡坡。證明水分、土樣有機質(zhì)含量是裸露礦山植被恢復(fù)的制約因素，建議增加覆土量，進一步加快廢棄礦山的人工演替過程。

參考文獻：

[1]齊金艷.2種松樹苗木栽植對礦山污染土壤營養(yǎng)成分的影響[J].防護林科技,2016，(2).

[2]趙方瑩，孫寶平，張洪江.礦山生態(tài)植被恢復(fù)技術(shù)[M].北京：中國林業(yè)出版社，2009.

[3]蘇儉民，劉曉春.恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用前景[J].中國環(huán)境科學(xué)，1998,18(6):540—543.

[4]李靜.土壤有機質(zhì)測定方法比對分析[J].綠色科技，2012，(5).

責(zé)任編輯：王洪軍

doi:10.3969/j.issn.1674-6341.2016.03.003

收稿日期：2016-04-07

作者簡介：初兆嫻(1982—)，女，河北唐山人，碩士，工程師。研究方向：環(huán)境保護。

中圖分類號：X171

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-6341(2016)03-0005-02