采煤沉陷区典型修复树种凋落物的分解特征

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:seracn
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陕西-内蒙古交界区是中国主要的产煤区之一,是我国绿色矿山治理关键位点和黄河流域高质量发展等国家目标的重点区域,该地区存在严重的地表沉陷和裸露现象,生态亟需修复。采煤沉陷区植物凋落物分解转化特征的研究对矿区生态修复具有重要意义,本研究拟采用野外分解袋试验的方法,选取该区域的采煤沉陷区生态修复主要乡土树种沙柳(Salix psammophila)、小叶杨(Populus simonii),设置沙柳、小叶杨及沙柳与小叶杨(1:5)混合凋落物3个处理,对黄土高原北缘与毛乌素沙地南缘交界煤矿典型矿山修复植物的凋落物分解开展研究,分析了在风沙土和黄土基质条件下,3种类型凋落物的分解1 a中每两个月的凋落物残留量、有机碳、氮、磷、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素的含量变化,通过拟合Olson衰减指数模型计算凋落物分解系数k,探明矿区生态修复过程中的凋落物分解机理和影响因素,以期为干旱气候下煤矿沉陷区的植被和土壤修复提供理论依据。结论如下:(1)经1 a时间分解,沉陷区沙柳、混合凋落物和小叶杨3种不同凋落物在风沙土环境分别分解了45.79%、35.27%和32.39%;在黄土环境分别分解了51.68%、43.30%和40.01%。沙柳凋落物年分解速率比小叶杨和混合凋落物高10%~15%;凋落物在黄土环境的分解速率比在风沙土高13%~23%。(2)凋落物分解残留成分随时间变化规律各不相同。有机碳、酸性洗涤纤维ADF和酸性洗涤木质素含量在5~7月(分解180~240天)明显的降低,氮含量在5~9月(分解180~300天)有持续升高,小叶杨和混合凋落物磷含量在3~5月(分解120~180天)有明显降低;凋落物有机碳、氮、磷、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素的含量分别在风沙土与黄土环境具有相近变化规律,但残留含量有所差异;沙柳凋落物的有机碳、氮含量高于混合凋落物和小叶杨凋落物,而沙柳凋落物的磷残留含量在分解试验前4个月(分解0~120天)均低于小叶杨和混合凋落物,在后8个月(分解120~360天)各处理间磷含量差异不显著。(3)凋落物质量变化与有机碳、磷、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素的分解释放率均存在极显著(P<0.01)的正相关,而与氮残余率有极显著(P<0.01)负相关。有机碳残留是影响凋落物分解的首要因素,能解释凋落物质量分解的97.1%;氮含量变化是影响凋落物分解的次要因素,与有机碳可解释凋落物质量分解的97.5%。有机碳与氮残余率对凋落物分解的直接影响是正向的,通径系数分别为1.02和0.08;但通过对凋落物质量的间接影响均是负面的,通径系数分别为-0.04和-0.48。综上所述,相比沙柳,小叶杨凋落物分解较慢,在土壤上形成覆盖能够保持更长时。凋落物在黄土环境能更快释放养分,而在风沙土环境更容易积累较长时间。
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