旦 增

（中國地質(zhì)調(diào)查局應(yīng)用地質(zhì)研究中心西藏地質(zhì)調(diào)查所，西藏 拉薩 850000）

我國對礦產(chǎn)資源的需求不斷提高，礦產(chǎn)資源短缺的問題日益嚴(yán)重，因此，我國工業(yè)發(fā)展面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[1]。青藏高原地處我國西南部，具有豐富的礦產(chǎn)資源，目前西藏的礦種多達(dá)90余種。青藏高原是大陸板塊碰撞成山帶，具有成礦時(shí)間短、成礦規(guī)模大、礦產(chǎn)類型豐富和保存較為完善等特點(diǎn)，其是我國最有找礦潛力的地區(qū)之一。然而，隨著對礦區(qū)資源的不斷開發(fā)，對成礦帶的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，影響了土壤穩(wěn)定、涵養(yǎng)水源以及生態(tài)安全屏障等保護(hù)功能。青藏高原南部成礦帶分布范圍廣、荒漠化嚴(yán)重、氣候環(huán)境惡劣、冷暖氣溫波動(dòng)大、治理任務(wù)重和加之處于地質(zhì)災(zāi)害頻繁地區(qū)，青藏高原生態(tài)系統(tǒng)從森林型變?yōu)椴莸樾椭脖?，湖泊萎縮、草場退化以及雪線升高，導(dǎo)致青藏高原南部成礦帶植被生態(tài)環(huán)境脆弱，雖然，治理生態(tài)環(huán)境后的生態(tài)功能有所提升，但是距離原始生態(tài)環(huán)境下的生態(tài)系統(tǒng)功能仍有很大差距，恢復(fù)效果有待于進(jìn)一步提高，因此，對青藏高原南部成礦帶植被生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究刻不容緩。

1 青藏高原南部成礦帶植被生態(tài)修復(fù)技術(shù)

1.1 無人機(jī)采集成礦帶植被生態(tài)信息

利用無人機(jī)對青藏高原南部成礦帶生態(tài)環(huán)境進(jìn)行信息采集，正射影像是信息采集的基礎(chǔ)，為了便于研究，選擇一塊近期修復(fù)的區(qū)域作為試驗(yàn)區(qū)[2]。組合植被的光譜波段值的差異特性以及計(jì)算植被指數(shù)，得到特征較明顯的植被信息，進(jìn)而反映植被的生長狀況。本文采用的是無人機(jī)影像的可見光波段差異植被指數(shù)，具體公式如下：

式（1）中，G、R、B為影像中綠、紅、藍(lán)的波段值。利用像元閾值法，剔除背景值與異常值，分離背景與植被，根據(jù)像元數(shù)量和預(yù)期面積以及相應(yīng)覆蓋度，確定植被覆蓋率。式（2）中，VFC為復(fù)墾地區(qū)植被覆蓋度，QVDIN為大于閾值的像元數(shù)量；w為像元面積；S為地區(qū)地塊面積。對植被統(tǒng)計(jì)與健康分析利用提取的修復(fù)后的植被相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行精細(xì)化管理。通過無人機(jī)影像對復(fù)墾植被進(jìn)行定位和計(jì)數(shù)，基于計(jì)數(shù)結(jié)果，參考前文的波段影像，統(tǒng)計(jì)分析植被的相對長勢，并且通過與原始影像對比，存在在區(qū)域邊緣，由于與其他植被混交，發(fā)生錯(cuò)分和漏分的現(xiàn)象，因此，進(jìn)一步提取參數(shù)改進(jìn)算法，利用影像的不同波段值差異能夠得到植被的葉綠素含量。利用熱點(diǎn)分析工具可以分析復(fù)墾區(qū)域的植被健康空間聚類情況，識別高值聚類區(qū)和低值聚類區(qū)，便于后文相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用。

1.2 控制水土流失穩(wěn)定排土場

由于青藏高原南部成礦帶地區(qū)沙漠化嚴(yán)重，因此涵養(yǎng)水源是穩(wěn)定土壤的重中之重[3]。土壤的安全穩(wěn)定是生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)，而影響土壤穩(wěn)定的因素主要是排土場坡面角度是否安全，如果坡面過大，極易造成水土流失，影響生態(tài)恢復(fù)。通過仿照適宜植被生長控制水土流失的坡面形態(tài)，如自然山體地貌形和波浪形等，較好地控制徑流對坡面的沖擊力。同時(shí)，由于青藏高原南部成礦帶是水土流失的重災(zāi)區(qū)，植被再建難度較大，控制水土流失，主要是對排土場進(jìn)行地形重塑，通過對坡面坡度的調(diào)整，使坡面角度穩(wěn)定，達(dá)到保水控蝕效果。因地制宜采取改良重構(gòu)措施對排土場土樣進(jìn)行研究，采取等比例的黏土和沙土，配制一定量的草炭和有機(jī)肥，使土質(zhì)和肥力與腐殖土相一致，該方法可以解決表層土壤稀缺的問題，再添加秸稈、微生物菌肥等配料能夠改善土質(zhì)和土壤肥力，經(jīng)過水土流失和土壤的重構(gòu)改良排土場，有利于排土場的穩(wěn)定，滿足穩(wěn)定后，栽培植物，組成多層次植物部落生長繁殖的需要。

1.3 組成多層次植物部落修復(fù)生態(tài)

青藏高原南部成礦帶的生態(tài)修復(fù)需要采用覆土和栽種植被的方式，基于對前文對植被生態(tài)信息的采集發(fā)現(xiàn)，在青藏高原南部成礦帶的生態(tài)恢復(fù)前期，應(yīng)盡量避免種植深根系的樹種，植物種類以草灌木為主，后期配以喬木種植，通過該方法避免深根系植物影響青藏高原南部成礦帶礦體的穩(wěn)定性。

由于青藏高原在自然狀態(tài)下很難恢復(fù)植被，因此，需要人工干預(yù)進(jìn)行植被生態(tài)恢復(fù)，栽培中應(yīng)優(yōu)先種植鄉(xiāng)土植物，使其能夠適應(yīng)生長條件，組成對于多層次植物部落，形成結(jié)構(gòu)化的生態(tài)系統(tǒng)。由于草本植物適應(yīng)能力較好、生長迅速，并且自身生長受外界干擾較小，其是土地復(fù)墾和植被修復(fù)過程中最佳的選擇。草本植物在覆土厚度較低的地層存活，在降雨時(shí)間較短時(shí)，泥沙流量較小，存活率較大。在覆蓋度和保肥持水能力較差時(shí)，其存活率也較低。

青藏高原南部成礦帶的灌木植物豐富多樣，如典型的鐘花杜鵑和長松蘿等，灌木的種植配以保水劑進(jìn)行栽培，有效提高存活率。喬木植物的高大決定了它的適應(yīng)能力，在低覆蓋厚度時(shí)，喬木存活率普遍較低，隨著覆土厚度和降雨時(shí)間的增加，喬木泥沙含量變少，適宜本土生長環(huán)境的喬木植物能夠起到固土修復(fù)，保持養(yǎng)分的作用。在對青藏高原南部成礦帶的研究中發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域多種植物并存，將草本、灌木和喬木三種不同層次的植物作為植被修復(fù)的先驅(qū)，將多種植物復(fù)合培養(yǎng)，通過保水劑和保水緩釋肥控制存活率，形成低中高但中層次的植被體系。

2 實(shí)驗(yàn)論證分析

土壤微生物含量具有轉(zhuǎn)化土壤中物質(zhì)，促進(jìn)養(yǎng)分流動(dòng)的作用，其是能夠反映生態(tài)系統(tǒng)能量循環(huán)的參數(shù)。由于開采過的成礦帶的生態(tài)環(huán)境受到破壞，嚴(yán)重影響了土壤中的細(xì)菌數(shù)量，土壤微生物能夠敏銳地洞察其土壤環(huán)境的變化，從而反映出生態(tài)功能的變化，其是土壤中有生命的成分。因此，本文通過以青藏高原南部成礦帶的土壤細(xì)菌數(shù)量作為研究對象，驗(yàn)證本文方法的有效性。選取擴(kuò)增帶數(shù)多的5對引物植被生態(tài)修復(fù)前后的土壤細(xì)菌樣品進(jìn)行擴(kuò)增，形成原始數(shù)據(jù)矩陣，對比分析引物的多態(tài)性信息含量值，公式為：

式中，Gt為多態(tài)性位點(diǎn)百分率；Δt為多態(tài)性條帶數(shù)；y為總條帶數(shù)。土壤細(xì)菌總多態(tài)性信息含量信息如表1所示。

表1 各年土壤細(xì)菌多態(tài)性信息統(tǒng)計(jì)

由表1可知，相比開采前后，修復(fù)后的擴(kuò)增點(diǎn)位有所增加，多態(tài)性位點(diǎn)百分比均在90%以上，多態(tài)性信息含量值均在0.86以上，具體多態(tài)性信息含量值變化趨勢如圖1所示。

圖1 土壤細(xì)菌多態(tài)性信息含量變化

由圖1可知，修復(fù)后的植物多態(tài)性信息含量高于成礦帶開采前和開采后，呈上升趨勢，其多態(tài)性含量比開采前高7.77%。土壤微生物多樣性與土壤的有機(jī)質(zhì)含量關(guān)系密切，土壤微生物含量的增加說明土壤中有機(jī)物含量也逐年增加，說明土壤有機(jī)物與土壤細(xì)菌多樣性呈正相關(guān)，該方法有助于土壤細(xì)菌的生長，經(jīng)過土壤的改良以及植被修復(fù)，為植物和微生物的生長提供了有利的環(huán)境，從而提高了植物多態(tài)性和土壤微生物多樣性，因此，說明本文方法具有較好的效果，能夠逐漸恢復(fù)生態(tài)平衡。

3 結(jié)語

生態(tài)修復(fù)是實(shí)現(xiàn)成礦帶生態(tài)環(huán)境保護(hù)及治理的有效途徑，本文通過對土壤的穩(wěn)定，植被的栽培以及無人機(jī)檢測方法對青藏高原南部成礦帶的生態(tài)修復(fù)進(jìn)行了一定研究的同時(shí)，取得了一定的成果，但是仍存在不足之處。我國礦產(chǎn)資源存在著管理體系不完備，私采濫挖等現(xiàn)象，造成了大量資源的浪費(fèi)和生態(tài)環(huán)境的破壞。因此，在采礦過程中，應(yīng)通過科學(xué)的采礦技術(shù)與工程措施盡量降低對周邊生態(tài)環(huán)境的污染和危害，通過土地復(fù)墾和生態(tài)修復(fù)對青藏高原南部成礦帶的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合治理與保護(hù)的研究中，土地占壓、生態(tài)結(jié)構(gòu)破壞和功能失調(diào)等問題還需進(jìn)一步研究。后續(xù)研究依然堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先的原則，秉承可持續(xù)發(fā)展理念，改善和修復(fù)成礦帶生態(tài)環(huán)境具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)效益。