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矿产资源的开采在促进经济建设与社会发展的同时,造成了严重的生态环境问题,不利于当地经济、社会与环境的健康有序发展。厘清矿区废弃地及其毗邻区域土壤特征与植被群落状况,对矿区进行植被恢复具有重要意义。本文以内蒙古中西矿业矿区废弃地及其毗邻草原对照区为研究对象,采用野外调查采样、室内实验分析及高通量测序技术,研究了矿区废弃地及其毗邻草原对照区的土壤物理与化学性质、土壤细菌群落结构与多样性、植被群落特征及其优势植物的水分利用效率,初步提出了矿区废弃地植被恢复的配置模式,旨在为矿区废弃地进行植被恢复提供理论支撑和技术参考。主要研究结果如下:
(1)矿区废弃地与毗邻草原对照区的土壤特征存在明显差异,矿区废弃地的土壤容重较高,过于紧实,含水率低,土壤总体上偏弱碱性,养分含量贫瘠,不利于植被生长,采取人工种植苜蓿恢复后有一定的积极影响,但改善效果不佳。
(2)土壤细菌群落对土壤环境变化较敏感,不同样地间土壤细菌群落组成存在明显的差别,矿区废弃地的优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)与厚壁菌门(Firmicutes),而毗邻草原对照区则为酸杆菌门(Acidobacteria)。此外,不同恢复下土壤细菌群落的丰富程度不同,表现为:毗邻草原区?人工种草恢复5年的矿区废弃地?自然恢复4年的矿区废弃地。土壤Silt、Sand、pH、Fe、AK和TK含量在整体上对土壤细菌群落的结构与多样性的影响较大。
(3)矿区废弃地植被物种组成单调,随着恢复年限的延长植物科属种数不断增多,但恢复年限较短,改善效果不显著。
(4)研究区内禾本科与菊科植物优势度较高,豆科植物对土壤有较强的改良效果,可将这3科植物作为矿区植被恢复物种筛选的重点。矿区废弃地内一年生植物狗尾草水分利用效率最高,可考虑将其作为植被恢复的先锋植物。
(5)内蒙古中西矿业矿区废弃地植被恢复建议的配置模式为:乔木+灌木+草本结合,人工栽种与撒播草籽搭配,多种植物混合的配置模式,并与土壤肥力与pH值改良措施相结合。
(1)矿区废弃地与毗邻草原对照区的土壤特征存在明显差异,矿区废弃地的土壤容重较高,过于紧实,含水率低,土壤总体上偏弱碱性,养分含量贫瘠,不利于植被生长,采取人工种植苜蓿恢复后有一定的积极影响,但改善效果不佳。
(2)土壤细菌群落对土壤环境变化较敏感,不同样地间土壤细菌群落组成存在明显的差别,矿区废弃地的优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)与厚壁菌门(Firmicutes),而毗邻草原对照区则为酸杆菌门(Acidobacteria)。此外,不同恢复下土壤细菌群落的丰富程度不同,表现为:毗邻草原区?人工种草恢复5年的矿区废弃地?自然恢复4年的矿区废弃地。土壤Silt、Sand、pH、Fe、AK和TK含量在整体上对土壤细菌群落的结构与多样性的影响较大。
(3)矿区废弃地植被物种组成单调,随着恢复年限的延长植物科属种数不断增多,但恢复年限较短,改善效果不显著。
(4)研究区内禾本科与菊科植物优势度较高,豆科植物对土壤有较强的改良效果,可将这3科植物作为矿区植被恢复物种筛选的重点。矿区废弃地内一年生植物狗尾草水分利用效率最高,可考虑将其作为植被恢复的先锋植物。
(5)内蒙古中西矿业矿区废弃地植被恢复建议的配置模式为:乔木+灌木+草本结合,人工栽种与撒播草籽搭配,多种植物混合的配置模式,并与土壤肥力与pH值改良措施相结合。