豆科植物与矿业废弃地植被恢复

矿业废弃地是指因采矿活动所破坏的 ,非经治理而无法使用的土地[9] 。矿业废弃地植被恢复的最重要的限制因子之一是重金属毒性和养分不足 ,而Ｎ素的极端不足又是养分不足中的核心问题[8,14 ] 。因此 ,在矿业废弃地植被化过程中如何促进废弃地养分循环和营养元素的累积 ,包括利用豆科植物根瘤菌共生体的固氮作用来加速废弃地有机质及Ｎ素的积累 ,一直是废弃地植被恢复研究和实践中的热点问题之一[10 ] 。1　矿业废弃地的养分1.1　矿业废弃地的养分状况矿业废弃地的基质 ,是一些与一般土壤有着显著区别的所谓矿山土 ,它是采矿业等产生的固体废…     

矿区废弃地土壤动物研究进展

土壤动物的侵入与定居是矿区废弃地群落结构形成的重要途径.随着矿区废弃地废弃时间的增加,土壤动物群落结构不断改变,这对于矿区废弃地生态系统演替与生态恢复具有重要的作用.本文综述了矿区废弃地土壤动物生态环境、土壤动物迁居与群落演替、土壤动物活动对土壤过程的影响、土壤动物对矿区废弃地环境的响应及其指示意义等方面的研究进展.在对已有成果进行综合分析的基础上,就目前矿区废弃地土壤动物研究中亟待解决的一些问题进行了探讨,并提出今后应加强研究的方向.     

粤东北矿山废弃地植被恢复模式探讨

矿山废弃地植被恢复是基于土壤环境改良的前提下,充分考虑植物景观的营造手段,结合生态学要求构建近自然群落。通过对广东省梅州市不同类型的矿山废弃地植被自然恢复的现场调查研究,结合国内外矿山废弃地的研究成果,指出粤东北地区矿山废弃地植物的修复原则,并提出植被恢复的具体修复方法。     

铅锌矿渣场植被自然演替与基质的交互效应

矿业废弃地生态系统自然恢复的植被演替过程与机理是生态恢复研究的重要内容之一.以空间代替时间的方法,选择立地条件基本一致的4个不同自然恢复年限铅锌矿区为对象,研究黔西北土法炼锌渣场废弃地植被自然演替与矿渣基质理化性质的交互效应.结果表明： 随着堆置时间的增加,矿渣基质的营养条件明显得到改善,全氮、全磷和全钾含量极显著增加, pH上升,电导率下降,容重降低,有效铅和镉显著降低. 同时,随着恢复时间的增长,植物群落的物种丰富度、多样性指数和均匀度也相应提高.植物群落组成以多年生草本植物为主,植物群落演替在前20年较为缓慢,30年后植被群落盖度可达到53%,超过40年盖度可达87%.矿渣理化性质与物种多样性显著相关,典型变量分别是全氮、全磷和全钾;物种多样性指数与有效铅和镉呈显著负相关.土法炼锌渣场废弃地植被自然演替过程在30年后速度加快,植被生长的限制因子是营养供给不足和重金属的有效性高.     

中国矿业废弃地的复垦对策研究(Ⅰ)

述评了中国矿业废弃地的现状及其环境影响,系统总结了几十年来中矿业废弃地复垦的理论研究、法规建设和实践方面的进展情况和不足之处。同时指出：根据中国国情,深入研究不同类型废弃地复垦的技术体系和模式、卓有成效的促成理论研究和实践的结合,修订完善现有的复垦与生态重建的政策法规是中国矿业废弃地复垦工作的当务之急。     

矿山废弃地生态重建研究进展

提出了今后需要加强研究的几个问题 :(1)加强干旱半干旱地区矿山废弃地生态重建的理论与实践研究 ;(2 )筛选与培育耐重金属污染和超富集重金属的植物物种 ;(3)加强西部矿山废弃地共性问题的研究与探讨 ,即如何根据植物与土壤的关系将矿业废弃地划分为不同的类型 ,并在此基础上研究不同类型的废弃地与植物的相互关系 ,进而探讨出必要的人工辅助措施 ,这将是今后矿山废弃地生态重建机制研究的重点。     

蚯蚓调控土壤微生态缓解连作障碍的作用机制

连作障碍不仅严重影响作物产量, 而且会导致土壤生物多样性下降、有益微生物减少及病原菌增加等一系列微生态失衡问题。土壤微生态失衡反作用于植物, 导致植物发生更严重的病害、减产等。作为土壤生态系统工程师, 蚯蚓的取食、掘洞和爬行等活动对土壤微生态具有重要的调控作用, 既可以改善土壤环境, 又可以强化土壤生物群落功能, 有望为缓解作物的连作障碍问题提供一条新途径。本文总结了土壤微生态与土壤功能维持及蚯蚓调控土壤生物作用的研究进展, 在此基础上, 结合蚯蚓对化感物质降解作用的研究, 分析了蚯蚓通过调控土壤微生态缓解作物连作障碍的微生物作用机制的三条途径: 直接调控微生物群落、通过改变化感物质组成以及通过调控土壤动物区系调控微生物群落。蚯蚓对微生物群落的调控可改善失衡的土壤根际微生态, 有效缓解作物连作障碍。     

铜陵市狮子山铜尾矿废弃地生态恢复过程中植被演替规律

通过对铜陵市狮子山铜尾矿废弃地植被的实地调查,探讨了该废弃地的植被状况及其植被恢复过程中的植物群落形成与演替的一般规律与特征。结果表明目前废弃地入侵、定居植物共49种,隶属于15科38属,主要包括菊科(12种)、禾本科(11种)、豆科(8种)等。极端贫瘠和过高的重金属含量(特别是Cu、Cd,平均超出对照土样的20~30倍)是限制植物在废弃地定居的主要因素。全部植物中,一、二年生草本植物26种,多年生草本植物20种。风播种子和果实是废弃地植物繁殖体的主要来源。尾矿废弃地植物群落形成具有先锋植物的入侵、定居、群聚和竞争等过程,共形成了14种相对稳定的小群落,包括单优势种群落、次优势种群落和共优势种群落三种类型。伴随着尾矿废弃地植物群落的形成与演替,群落中物种丰富度增大,多样性指数呈增加趋势,而群落内植物种综合优势比间的差值趋于减小。     

铜陵市狮子山铜尾矿废弃地生态恢复过程中植被演替规律

通过对铜陵市狮子山铜尾矿废弃地植被的实地调查,探讨了该废弃地的植被状况及其植被恢复过程中的植物群落形成与演替的一般规律与特征.结果表明:目前废弃地入侵、定居植物共49种,隶属于15科38属,主要包括菊科(12种)、禾本科(11种)、豆科(8种)等.极端贫瘠和过高的重金属含量(特别是Cu、Cd,平均超出对照土样的20～30倍)是限制植物在废弃地定居的主要因素.全部植物中,一、二年生草本植物26种,多年生草本植物20种.风播种子和果实是废弃地植物繁殖体的主要来源.尾矿废弃地植物群落形成具有先锋植物的入侵、定居、群聚和竞争等过程,共形成了14种相对稳定的小群落,包括单优势种群落、次优势种群落和共优势种群落三种类型.伴随着尾矿废弃地植物群落的形成与演替,群落中物种丰富度增大,多样性指数呈增加趋势,而群落内植物种综合优势比间的差值趋于减小.     

植被与土壤生物群落的反馈调节关系

越来越多的研究表明地上植被和地下土壤生态有着密不可分的联系。地上植被通过根际和凋落物改变土壤理化性质并影响土壤生物群落结构及组成,相反,土壤生物群又通过自身的生理生化过程及行为影响地上植被的多样性。二者通过反馈和负反馈将整个地上与地下生态系统的特异性程度巩固和加强。本文将具体讨论地上植被与土壤生物是如何相互相作用并影响各自的生态特征。     

为矿区“疗伤”的先锋植物

经过几十年的开采,有些地方矿产资源接近枯竭,而且土地被严重破坏,满目疮痍,产生了大量的矿业废弃地。幸运的是,生态环境保护及采后重建的研究已经提上日程。     

自然演替过程中铜尾矿土壤酶活性的变化

铜陵矿区堆放了大量不同时期的铜尾矿,形成大量铜尾矿废弃地,其中的大部分铜尾矿废弃地处于自然生态恢复状态。并形成典型的原生演替系列。为探讨废弃地自然生态恢复中不同演替阶段植物群落变化与土壤酶活性变化的关系,对铜陵3处不同时期弃置的尾矿废弃地进行了调查。随着自然生态系统演替的进行,尾矿中土壤酶活性逐步提高,维管植物群落下尾矿中土壤酶活性〉隐花植物结皮下尾矿中土壤酶活性〉裸地处土壤酶活性;位于植物群落下的尾矿废弃地中脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶的活性从表层至下层逐渐降低。不同植物群落对尾矿中土壤酶活性影响有很大差异,位于木贼群落下的尾矿中几种土壤酶的活性高于位于白茅群落和中华结缕草群落下的尾矿中酶的活性。相关分析表明,土壤酶活性与有机质、总N表现出显著的正相关。     

安徽铜陵狮子山铜尾矿场植被调查

通过实地调查发现,铜陵市狮子山铜尾矿废弃地自然定居植物共49种,隶属15个科38属,主要包括禾本科11种、菊科12种、豆科8种等,全部植物中,1、2年生草本植物26种,多年生草本植物20种,形成了5种相对稳定的演替群落,且群落物种单一,结构简单,矿业废弃地土壤养分的贫瘠,重金属含量浓度高,尤其是Cu、Cd的含量平均超出正常土壤的30倍,以及自然条件对其改造的程度是现今影响植物在其上定居、分布的主要因素。     

长期施肥对水稻生长和抗虫性的影响: 解析土壤生物的贡献

合理施肥对保障土壤质量和粮食安全具有重要作用。有机肥促进土壤生物群落的发展已被认为是其优于化肥的重要方面, 然而有机肥影响下的土壤生物群落对作物生长的贡献却了解甚少。了解土壤生物因素对作物抗虫性的贡献不仅可以揭示施肥影响土壤功能的生物调控机制, 而且有助于制定土壤-作物的综合管理措施。本研究采集长期施用有机肥和化肥的水稻土, 通过制备灭活与否的土壤悬液, 在砂培条件下探究土壤生物群落对水稻生长及其抗虫性的影响。结果显示, 土壤生物群落和施肥措施均极显著地影响了土壤养分含量(P < 0.01)。土壤生物的存在降低了土壤铵态氮含量、水稻生物量、茎叶全氮含量以及褐飞虱(Nilaparvata lugens)生物量; 增加了土壤硝态氮含量、水稻的根冠比及水稻根系全氮、可溶性糖以及酚类含量(P < 0.05); 同时, 有机肥处理的土壤生物群落还能够促进水稻茎叶可溶性糖和酚类的合成。接入褐飞虱后, 土壤生物群落的存在显著降低了水稻整体的全氮含量, 促进了酚类的合成(P < 0.05)。研究结果表明, 土壤生物群落, 尤其是有机肥处理的土壤生物群落, 主要通过改变水稻养分向地下部的分配格局、增加根冠比、促进防御性代谢物质(如酚类)的合成来提高水稻地上部对害虫的 抗性。     

采矿废弃地的生态恢复与可持续景观设计

采矿废弃地是剧烈人为干扰下的一种特殊景观类型 ,其生态系统结构与功能退化严重 ,同时其使用功能和美学价值被破坏。通过生态恢复和重建促使采矿废弃地的生态和经济价值再生 ,并通过景观设计赋予利用和美学的价值 ,对区域生态系统的健康、地方经济可持续发展以及人民的生活水平具有十分重要的意义。通过分析采矿废弃地的景观生态特征和环境影响 ,对生态恢复与重建的各种工程与生物措施以及可持续利用途径进行综述 ,并通过介绍和分析国内外一些案例 ,进而对采矿废弃地景观设计的基本原则进行总结。     

土壤线虫群落对闽北森林植被恢复的响应

为了考察地上植物群落的演替与土壤线虫群落的相互关系, 作者对闽北退化常绿阔叶林不同恢复阶段的土壤线虫群落进行了为期一年的定位研究。研究表明, 线虫群落对植被不同恢复阶段有不同的响应, 各恢复阶段线虫数量差异显著(P<0.01), 从大到小依次为: 荒地(Wj)、天然阔叶林(Cc)、针阔混交林(Clc )、针叶林(Pm); 土壤线虫数量的季节波动明显, 属数与个体密度均体现为春季＞冬季＞秋季＞夏季, 而夏季极显著少于其他季节(P<0.01); 土壤线虫群落DG指数与丰富度指数从大到小依次为天然阔叶林、荒地、针阔混交林和针叶林。而多样性顺序却表现为: 荒地>天然阔叶林>针阔混交林>针叶林; 不同恢复阶段土壤根系生物量、土壤理化特征存在明显的空间变异, 并且线虫数量与根系生物量、土壤含水率、土壤孔隙度、土壤有机质、全氮以及速效磷具有显著正相关关系。因此, 植被恢复过程中土壤线虫群落结构分异及其动态是一个重要的生态响应过程, 能为进一步研究土壤生物在植被演替中的地位和作用以及土壤生物多样性保护提供基础数据。     

华南铅锌尾矿生态恢复的理论与实践

介绍了近年来有关华南地区5个铅锌尾矿生态恢复研究领域的主要研究成果。内容包括：铅锌尾矿的理化性质和影响植物定居的限制因子;尾矿酸化的预测与控制;尾矿的基质改良;尾矿自然定居植物的生态对策;重金属耐性植物的筛选与耐性机理;豆科植物在废弃地植被恢复中的作用;尾矿湿地系统的重建及其废水处理效率;土壤种子库在尾矿生态恢复中的作用;尾矿植被恢复的野外中试研究等。同时,也讨论了尾矿废弃地生态恢复的未来研究方向。     

不同植物群落下铜尾矿废弃地生物结皮中真菌群落结构的比较

分布于铜尾矿废弃地的裸地表面及维管植物群落中的生物土壤结皮在尾矿废弃地生态恢复过程中扮演重要角色。利用分子生物学技术探讨了不同维管植物下以及不同演替阶段的生物土壤结皮中真菌的多样性及其群落结构的变化。结果表明:生物土壤结皮中的真菌主要包括子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和壶菌门(Chytridiomycota),其中子囊菌门占绝对优势,其相对丰度为55.12%—87.73%,其次为担子菌门相对丰度为12.27%—43.86%;不同样本真菌群落结构在门、纲、目以及属的水平存在显著差异;生物土壤结皮中真菌群落结构和多样性的差异与维管植物群落类型以及演替阶段不同的生物土壤结皮的类型有关,与基质化学性质之间无显著的相关性。     

铜尾矿废弃地土壤动物多样性特征

土壤动物的恢复、群落演替及其多样性对于铜尾矿废弃地的生态重建具有重要意义.为了解铜尾矿废弃地土壤动物群落多样性特征,在铜陵市铜尾矿区设置4个样地23采样点,共捕获土壤动物4622只个体,隶属5门10纲18目29类.结果表明,铜尾矿自然废弃地与其对照组土壤动物多样性差异明显,自然废弃地土壤动物丰富度指数d、大型土壤动物密度、中小型土壤动物密度、多样性指数H'和D·G指数均小于其对照组且存在显著差异.而复垦废弃地中小型土壤动物密度和D·G指数小于其对照组且存在显著差异,多样性指数H'大于其对照组且差异极显著,其他土壤动物群落指标与其对照组均无显著差异.相似系数q表明,外围林地间土壤动物群落相似性最大,其次是复垦废弃地与外围林地间,自然废弃地与其它3个样地间相似性最小.从垂直分层来看,复垦废弃地土壤动物表聚性强于自然废弃地,尾矿废弃地表聚性强于外围林地.灰色关联分析表明,铜尾矿区土壤理化性质与土壤动物群落结构指标关系密切,其中最重要的因素是土壤含水量和总钾含量,重金属全镉含量也不容忽视,植被因素和土壤全铜含量对土壤动物的影响相对较小.由此可见,土壤含水量、土壤基质的优劣、土壤有机质与营养元素的含量等因素限制了铜尾矿废弃地土壤动物的恢复与重建,而这些因素的改善主要归功于尾矿废弃地的土地复垦和作物种植.所以,尾矿废弃地的复垦与利用有利于土壤动物的恢复与重建.     

种植香根草对铜尾矿废弃地基质化学和生物学性质的影响

通过实地调查取样和室内分析,研究铜陵水木冲铜尾矿废弃地不同时期种植香根草(Vetiveria zizanioides L.)群落(近期种植香根草群落(V.zizanioides communities were established in the recent stage,JX),中期种植香根草群落(V.zizanioides communities were established in the middle stage,ZX)和早期种植香根草群落(V.zizanioides communities were established in the early stage,OX))对尾矿基质化学性质、微生物量和土壤酶活性的影响,探讨人工植被恢复对铜尾矿废弃地基质系统的修复作用。结果表明:香根草的定植能延缓铜尾矿的酸化过程,且随着香根草定植时间的延长,0—5 cm和5—20 cm层尾矿基质中总氮和速效磷含量提高(其中,0—5 cm层总氮积累更加显著),OX下0—5 cm表层基质总氮和速效磷的平均值分别是JX下的4.64倍和22.44倍。基质微生物量C、N含量和脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶活性也随香根草种植时间的延长而有不同程度的升高,且基质化学性质对微生物量和酶活性有影响,其中基质微生物量C、N含量、脱氢酶和过氧化氢酶活性均与电导率呈显著或极显著负相关性;而基质微生物量N和4种酶活性均与总氮含量呈显著或极显著正相关性,表明总氮含量是影响基质微生物量N和酶活性的主要因子;基质微生物量N、脱氢酶和过氧化氢酶活性还与速效磷含量呈极显著正相关性。基质中Cu、Pb含量对脱氢酶、过氧化氢酶活性和微生物量均有显著抑制作用,而Zn对基质微生物活性有一定的激活作用。生长在尾矿废弃地上的香根草不仅显著地改善了铜尾矿废弃地的基质化学性质,且有利于基质微生物量和酶活性的增加,是一种良好的矿业废弃地生态修复物种。