不同植被复垦对露天矿土壤水热环境的影响

以黑岱沟煤矿不同植被复垦地为基础,研究黑岱沟露天煤矿排土场不同植被复垦条件下土壤水热变化情况,旨在为该区域选择合理的复垦植被类型奠定理论依据。结果表明:不同植被类型土壤含水量随着土层深度增加呈先增加后降低;不同植被均提高了土壤贮水量,以杨树、松树、山杏、苜蓿及柠条混交模式总贮水量最高,较对照增加了1.91倍。不同植被复垦在30 cm深度范围内土壤温度均低于对照(裸地),在10 cm处不同植被间差异最大,且以松树、披肩草和苜蓿混作模式温度最低。说明乔灌牧草混作模式复垦后土壤具有较好的水热环境。

植被复垦对治理后煤矸石山土壤物理特性影响的研究

文章以常村煤矿治理后煤矸石山的土壤为研究对象,探讨刺槐林、火炬林和侧柏林三种植被复垦后对土壤物理特性的影响,并与裸露煤矸石山和当地土壤的物理特性进行比较,为生态复垦的植被种类选择提供依据。

汤姆.普拉斯铁矿尾矿植被复垦研究

介绍了西澳汤姆 .普拉斯铁矿为寻求最佳的尾矿植被复垦策略进行的一系列铁尾砂的物理化学土壤特性分析试验、种子发芽、营养缺省等生物试验与结果分析及对植被复垦策略进行讨论分析的经验。

江西省永平铜矿排土场植被复垦

介绍江西省永平铜矿十多年来植被复垦试验与推广的实践经验和取得的效果，提出今后复垦应解决和注意的问题。

高寒干旱地区露天矿植被复垦试验

为了改善因露天矿开采所造成的环境危害,扎煤公司露天矿在闭坑复垦过程中进行了多物种的种植试验,近几年的绿化复垦过程中取得了较大成果。

离子吸附型稀土矿区复垦植被光谱特征变异提取与分析

大面积高光谱遥感监测是稀土矿区环境监管的重要手段,复垦植被在矿区环境胁迫下的特征变异分析,可为准确实现矿区生态恢复动态监测提供必要基础。通过实地采集稀土矿区六种典型复垦植被及其对应正常环境植被叶片原始光谱,对照分析其光谱变异。将原始光谱进行常用的导数变换之外,还应用信号处理中的分形维数计算、离散小波变换分析技术和短时傅里叶变换处理放大植被叶片光谱的细部信息,探究复垦植被在稀土矿区环境胁迫下的光谱特征。结果表明:(1)在一阶导数光谱中,除湿地松外,其他植被均出现“红边位置”的蓝移现象,表明了复垦植被在矿区受到不同程度环境胁迫等外界因子的影响。(2)通过计算矿区植被光谱曲线的分形维数,得到同种复垦植被分形维数高于正常植被的规律,说明矿区环境胁迫多条件因素的影响致使复垦植被光谱曲线的波形变复杂。(3)植被叶片光谱经过离散小波变换,其中原始光谱离散小波变换最佳细节系数为d5,一阶导数光谱离散小波变换最佳细节系数为d6;并且一阶导数光谱离散小波变换在更小的尺度下放大了光谱特征细节差异,取得更好的效果。(4)光谱通过短时傅里叶变换在空频图上实现局域化,原始光谱空频特征出现在“红边”与中红外第一个“波谷”处,而一阶导数在更小的尺度上,更多的波段放大并增加了光谱曲线空频特征。总体而言,将信号处理方法应用于光谱处理,较导数变换能获取更多光谱特征,其中短时傅里叶变换以获得光谱空频特征的特点又优于分形维数计算和离散小波变换分析技术。该研究为稀土矿区复垦植被生理参数反演和复垦效果监测提供技术支持,有助于稀土复垦矿区的生态重建。

矿区不同植被复垦模式对土壤细菌群落结构的影响

以安太堡露天煤矿复垦区为研究对象,用PCR-DGGE技术分析不同复垦植被(榆树、落叶松、杏树、云杉和刺槐)及复垦年限(15年和20年)对土壤细菌的影响.土壤细菌多样性分析结果表明:复垦20年组,榆树最高,杏树最低,其余3个植被无显著差异;复垦15年组,云杉显著高于刺槐;刺槐随复垦年限延长,其土壤细菌多样性显著增高,而云杉却反之.相似性系数分析、聚类分析和PCA均显示,相同复垦年限的土样细菌群落结构相似性高.相关性分析表明细菌多样性指数和土壤pH显著正相关.优势和差异条带测序鉴定出Nitrospira、Sphingomonas、Arthrobacter、Brachybacterium、Rhizobium以及Mesorhizobium等或参与氮循环、或降解多环芳烃及杂环有机物的细菌属.本研究说明榆树和云杉有利于土壤细菌多样性的恢复;复垦区土壤的优势菌群多为有利于污染土壤的生态修复和肥力恢复的功能细菌属.

安太堡矿区复垦地植被恢复过程多样性变化

植被生态系统的重建是矿区复垦地恢复的主要环节之一。通过群落调查和实验分析,采用丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数,结合DCCA排序、多元线性回归和相关分析,研究了平朔安太堡矿区复垦地植被恢复过程中多样性的变化。群落多样性分析结果表明:(1)直接种植植被演替后期的植物种大大加速了原始植被演替进程;(2 )多样的人工配置群落比单一的人工配置群落更能促进群落向正向演替的方向发展;(3)能够适应矿区特殊生境的植被配置方式在恢复进程中与自然植被表现出一定的差异,这种差异只持续发生植被恢复的前3a,3a之后群落的演替与自然植被的演替表现出趋同性;(4)森林群落是较灌丛群落更适合安太堡矿区特殊生境的植被配置方式,其中刺槐和油松的混交效果较好。物种多样性的分析表明:(1)多样性偏高的群落与有机质和时间联系较为紧密,而多样性偏低的群落则与锰的联系较为紧密;(2 )制约矿区物种多样性变化的主要因素是土壤水分和演替时间;(3)锌对各多样性指数都有一定的影响(4)有机质、时间与丰富度指数相关显著;(5 )海拔与综合多样性指数相关显著;(6 )铜对均匀度指数的影响较大。方法的比较结果表明:(1)多元线性回归的灵敏度比相关分析高;(2 ) DCCA可以作为对定量分析的补充。

安太堡露天矿区复垦地植被覆盖度反演估算研究

长期露天开采造成了植被大面积破坏、土地压占损毁等环境问题。利用遥感技术准确、快速监测矿区植被覆盖度,对植被恢复和土地复垦监管具有重要意义。以山西平朔安太堡露天煤矿为研究对象,利用多时相TM数据结合实地调查数据,采用主成分分析法,从19个植被指数因子中提取主成分,建立植被覆盖度反演模型。结果表明：（1）前两个主成分PC1和PC2的累积贡献率为91.508%,建立复垦植被覆盖度反演模型,经检验R2=0.742,达到显著相关水平。（2）1990~2010年,南、西排土场植被覆盖度分别增加了20.88%和12.89%,西扩排土场和内排土场植被覆盖度分别降低了18.23%和7.59%,南、西排土场植被覆盖度和植被覆盖增加量都大于西扩排土场和内排土场的。（3）南、西排土场植被复垦时间都超过了10年,而西扩排土场和内排土场的复垦时间少于10年,说明复垦周期长有利于植被恢复,进行复垦工程对矿区生态环境的修复具有直接作用和重要意义。

云南磷化集团采空区复垦植被的实践

介绍了云南磷化集团对所属的昆阳磷矿、海口磷矿、晋宁磷矿和尖山磷矿等4座矿山的采空区按照统一规划、统一投入、统一考核、整体推进的工作思路、措施,深入持久开展采空区复垦植被工作建设,逐步走上了绿色矿山建设的发展道路的经验,为类似矿山提供了借鉴。

基于Worldview-3与Sentinel-1 SAR数据的草原矿区复垦植被生物量反演方法研究

利用多源遥感数据定量反演矿区复垦植被生物量是高效、动态、大面积监测土地复垦和生态恢复效果的必要手段之一。本文以内蒙古草原露天煤矿为研究区,联合遥感光学与雷达数据各自的优势,探索基于Worldview-3(WV-3)与Sentinel-1 SAR数据的矿区复垦植被生物量反演方法,选择主成分小波变换(W-PCA)算法对WV-3与Sentinel-1 SAR数据进行融合,揭示波段反射率、植被指数、后向散射系数及纹理特征等参数与生物量之间的相关关系,建立多变量的生物量反演模型,并分析不同生物量模型的空间不确定性。结果表明:(1)通过W-PCA算法得到融合后的图像,信息熵的提高反映了融合图像与光学WV-3图像相比具有更多的细节信息,平均梯度的提高反映了融合图像与Sentinel-1 SAR图像相比具有更高的清晰度和更丰富的纹理信息。融合后的第8波段相关系数最高、光谱扭曲度最低、光谱保真度最高。(2)通过相关性分析,发现增强型植被指数(EVI)、归一化植被指数(NDVI)、VH极化、VH均值纹理以及融合后第8波段与生物量显著正相关。WV-3的NDVI与Sentinel-1的VH ME建模精度(R 2=0.8340,RMSE=16.4646 g/m^(2),Ac=81.52%)最高,融合后的第8波段验证精度(R 2=0.7983,RMSE=22.8283 g/m^(2),Ac=74.64%)最高。(3)基于不同模型的残差不确定性分析,Sentinel-1 SAR数据变量建立的模型估测结果更容易出现高估及饱和现象,两者联合变量建立的模型可实现优势互补,利用融合数据建立的模型明显改善生物量小于40 g/m^(2)时的高估计现象以及生物量大于100 g/m^(2)时的两者饱和现象,其不确定性降低2.42~9.68 g/m^(2)。因此,利用光学和雷达遥感融合能够有效提高复垦植被生物量的估算精度,为草原矿区复垦植被精细监测提供有效的数据支持。

露天煤矿排土场不同复垦植被土壤大孔隙特征

排土场复垦植被土壤存在直径可达数厘米的大孔隙或管状通道和植物根系,是形成土壤大孔隙及土壤优先流的主要原因。根据水分穿透曲线法和Poiseulle方程,系统地研究排土场不同复垦植被类型下(刺槐林地、榆树林地、混交林地、灌木林地、农地和荒草地)土壤大孔隙的半径范围、个数及分布情况。结果表明:不同样地土壤水分穿透曲线存在差异,6个样地0~5 cm土层稳定出流速率在0.019 3~0.031 5 mm/s,表现为乔木大于灌木大于草本;土壤水分穿透曲线呈现先快速增大后稳定的趋势,不同时期(活跃期、波动期、稳定期)具有不同的变化特征,砾石和植被根系是造成土壤穿透曲线波动的主要原因;土壤稳定出流速率随土层深度的增加而减小,0~5 cm土层的稳定出流速率最大(0.019 3~0.031 5 mm/s),50~60 cm土层最小(0.002 8~0.0 035 mm/s);排土场不同复垦植被土壤大孔隙半径介于0.03~4.71 mm,土壤大孔隙率为0.03%~16.58%,决定稳定出流速率65%的变异和饱和导水率42%的变异。

基于模糊模式识别模型的排土场复垦适宜性评价

通过构建矿山排土场植被复垦适宜性评价指标体系,运用改进后的层次分析法确定各评价指标的权重;通过计算各评价指标的标准隶属度和相对隶属度,建立基于以距离平方和的最小值为判别标准的模糊模式识别模型;以相对状态特征值作为评判指标,通过计算各子系统特征向量的平均值得出最终的评价等级特征值。该方法应用于新疆某矿山排土场植被复垦适宜性等级评价,其结果表明:该排土场植被复垦适宜性等级为勉强适宜,与实际较为符合;基于改进的层次分析法定权的模糊模式识别模型具有更好的区分度,计算结果更合理、更稳定。

采煤沉陷地复垦土壤团聚体碳氮磷化学计量特征

为明确不同林型复垦土壤团聚体养分及其化学计量变化,揭示采煤沉陷地土壤养分的固持及限制特征,进而筛选出最佳的复垦林型。本研究在神府-东胜矿区采煤沉陷地上设置长柄扁桃、欧李、文冠果3种复垦林型,同时以附近未沉陷且未种植的废弃农田作为对照,基于干筛法探究0~40 cm土层土壤机械稳定性团聚体组成、土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其化学计量特征对长期植被复垦的响应规律。结果表明:不同复垦林型土壤微团聚体含量下降而大团聚体含量增加,各林型>0.25 mm大团聚体总量均超过了70%。不同林型土壤<0.053 mm矿质颗粒中SOC、TN、TP含量最高,大团聚体次之。团聚体对土壤SOC、TN以及TP的贡献随团聚体粒级的增大而增加,3种林型>0.25 mm大团聚体对土壤SOC、TN和TP的贡献率分别为72%~83%、66%~74%、65%~82%。不同林型土壤团聚体C/N、C/P和N/P均低于全国及全球平均水平。土壤TN与SOC、TP呈显著正相关,与C/N呈显著负相关;TP与C/P、N/P呈显著负相关。主要结论为植被复垦增加土壤大团聚体含量,而大团聚体对土壤碳氮磷的贡献率最大,其中文冠果对土壤碳氮磷的贡献率大于其他林型。不同林型土壤团聚体C/P的变化范围为5.44~20.83,低于全国及全球平均水平,表明采煤沉陷区土壤缺乏氮元素,氮元素是主要养分限制因子。

海州露天煤矿排土场植被恢复的土壤水文效应评价

为揭示排土场复垦区植被恢复的土壤水文效应,选取12个环境因子作为排土场植被恢复过程中土壤水文效应评价指标,采用层次分析法确定各评价指标权重,建立排土场土壤水文效应评价指标体系和评价模型,并对6种复垦植被类型下(刺槐Robinia pseudoacacia林地、榆树林地、混交林地、灌木林地、农地和荒草地)土壤水文效应进行评价。结果表明:(1)土壤因子、水分因子和植被因子的权重值分别为0.513 8、0.193 0和0.293 2,各个评价指标的综合权重在0.031 8~0.146 2之间;(2)排土场不同植被恢复模式的土壤水文效应综合指数大小顺序为刺槐林地(0.553 85)>混交林地(0.534 9)>榆树林地(0.521 3)>灌木林地(0.429 2)>荒草地(0.375 3),较农地(0.361)分别提高53.41%、48.17%、44.4%、18.89%和3.96%;(3)植被恢复可以有效地改善排土场的土壤水文效应,且以乔木林恢复效果更佳。该研究可为排土场不同植被恢复过程中土壤水文效应的评价提供较为科学的评价指标体系,同时为排土场土地复垦和生态恢复与重建提供理论依据和新的分析角度。

马钢露天矿复垦现状及设想

文中介绍了马钢两座露天矿的复垦现状和存在的主要环境问题，如南山矿排土场酸水和姑山矿尾矿库的扬尘等。并针对露天矿的生态环境影响问题，阐述了植被复垦措施，以及马钢露天矿应采取的植被复垦方法。

不同复垦年限煤矸山土壤微生物功能菌变化及其影响因素

研究不同复垦年限煤矸山土壤微生物功能菌差异及其影响因素有助于揭示煤矸山复垦土壤质量变化情况,为煤矸山植被复垦提供理论指导。以山西省曹村煤矿复垦4a(R_(4a)),6a(R_(6a))和8a(R_(8a))煤矸山为研究对象,分析了3种复垦年限土壤好氧固氮菌、氨化细菌、纤维素分解菌、有机磷细菌和无机磷细菌数量变化及其与土壤理化性质的关系。结果表明:随着复垦年限的增加,功能菌总量呈增加趋势;好氧固氮菌、氨化细菌、有机磷细菌、无机磷细菌均呈增加趋势,但纤维素分解菌呈先升后降的趋势。相关分析表明,氨化细菌和纤维素分解菌受土壤理化性质的影响最大;主成分分析结果表明,有效磷、碱解氮、含水量是影响微生物功能菌的主要因子。

用3种测定方法分析排土场复垦区的表层土壤的饱和导水率

排土场是一种典型人工松散堆积体,其复垦区土壤饱和导水率对排土场地表径流形成及土壤侵蚀过程具有重要影响,也对认识该区域土壤水分运动规律及水分渗漏特征具有重要意义。目前,关于排土场土壤饱和导水率的测定方法较多,但其测定结果的准确程度有待提高。作者采用Hood入渗仪测定排土场3种复垦植被类型表层土壤饱和导水率,分析土壤理化性质对饱和导水率的影响,阐明室内环刀法和双环入渗法测定结果的差异性及其原因,探讨土壤饱和导水率的最优测定方法。结果表明:排土场不同复垦植被土壤含水率为13.51%~15.48%,土壤密度依次为刺槐林地>荒草地>榆树林地,土壤有机质为6.17~8.05 g/kg。刺槐林地、榆树林地和荒草地表层土壤饱和导水率依次为0.77、0.54和0.48 mm/min,不同测定方法的结果表现为Hood入渗仪<双环入渗法<室内环刀法。排土场表层土壤导水性能依次为榆树林地(0.523)>刺槐林地(0.501)>荒草地(0.488)。Hood入渗仪法在排土场表层土壤饱和导水率测定中有较好的适用性。

半干旱地区矿区废弃地植被演化规律研究

调查国内外矿区复垦的概况,根据我国国情及矿区开采现状提出矿区废弃地治理的必要性,对阜新矿区废弃地破坏状况进行分析,并按停止排矸年限对立地类型进行划分。在矿区废弃地植被生长状况调查与分析的基础上,研究各立地类型的植被分布规律。通过对矿区废弃地植被演替规律的研究,确定出各立地类型的复垦植被类型。

草原区露天煤矿复垦恢复过程中植物多样性动态—以伊敏矿区为例

随着社会、经济的发展,我国对自然资源的利用强度越来越加大,对矿产资源的开发利用加速了我国社会经济发展,但同时也带来了许多生态环境问题,因此生态恢复是目前人们面临的挑战.恢复生态系统中人工复垦植被的群落结构及功能的演变特征是目前人们研究的热点.以内蒙古草原区伊敏露天煤矿为例,探究了复垦植被在恢复演替过程中的群落结构特征与功能特征,得到如下结果:(1)矿区废弃地复垦的植物群落在组成与结构上向着自然草原植物群落方向演替;(2)不同恢复年限的复垦植物群落与自然植物群落在植物物种多样性、功能群多样性和生产力方面存在较大差异;(3)就矿区和毗邻地区而言,功能群多样性比物种丰富度更能决定生态系统生产力;(4)植物多样性与生产力之间的关系因复垦恢复时期不同而发生变化.本项研究旨在丰富恢复生态学研究内容,并为矿区废弃地的生态恢复工作提供参考.