芒属植物重金属耐性及其在矿山废弃地植被恢复中的应用潜力

芒属植物重金属耐性强,并且是重要的能源植物,其在矿山废弃地植被恢复中的应用备受关注.芒属植物对多种重金属耐性强,但不属于重金属超累积植物.目前的研究认为,根系代谢能力强、根际存在多种共生微生物及抗氧化和光合作用能力强是芒属植物重金属耐性强的重要原因,但更为全面的耐性机理需要深入研究.芒属植物在矿山废弃地植被恢复的应用潜力大,可以清除土壤重金属、改善土壤性质和促进生物多样性发展.本文总结分析了芒属植物生物学特性、重金属耐性特点、机理及其在矿山废弃地植被恢复中的应用潜力,提出了应用芒属植物进行矿山废弃地植被恢复的基本思路,并对芒属植物的重金属耐性机理及应用的未来研究方向进行展望,以期为利用芒属植物开展矿山废弃地植被恢复提供借鉴.     

矿山废弃地生态修复过程中基质改良与植被重建研究进展

国民经济的发展离不开矿产资源的开发,而矿产资源的开发又不可避免要破坏矿区原有的生态环境,形成大量矿山废弃地。因此,矿山废弃地生态修复问题是国民经济可持续发展过程中亟待解决的任务。本文从矿山废弃地生态修复与重建内涵的发展开始,着重分析了矿山废弃地生态修复与重建过程中的基质改良(包括表土覆盖、物理、化学改良、生物改良和废弃物人工基质改良技术)与植被重建(植被自然演替模式、植被种类选择和植被修复作用),并对今后矿山废弃地生态修复的发展趋势进行了探讨。     

矿山废弃地生态修复研究进展

随着社会经济的发展, 矿山废弃地生态修复理论与实践已成为各国共同研究的热点。从矿山废弃地生态修复理论、修复技术、修复生态效益及修复质量评价这四个方面介绍了国内外矿山废弃地生态修复的研究进展, 并对我国矿山废弃地生态修复研究工作进行展望: (1)在矿山废弃地生态修复过程中, 更应关注近期利益与远期利益的最佳结合;(2)矿山废弃地生态修复基础理论尚有待进行深入研究, 生态修复技术需要开展多学科、多领域协作实现进一步创新;(3)需要建立较为一致且完善的矿山废弃地生态修复质量评价体系; (4)在矿山废弃地生态修复过程中, 利用风景园林学科的相关理论方法进行景观营造, 实现矿山废弃地重建和景观化。     

中国北方露天煤矿区植被恢复研究进展

煤炭开采破坏了土地原有的自然属性,进而导致一系列生态和环境问题,形成大量矿山废弃地。恢复受损的土壤和植被是矿山废弃地生态复垦的关键。本文在查阅国内外大量相关研究成果的基础上,就中国北方露天煤矿区生态复垦过程中植被恢复的研究现状及当前研究存在的问题进行了评述,并指出今后工作内容的重点是开展长期定位监测,加强煤矿废弃地土壤-植被系统的长期定位研究,为露天煤矿区的合理经营与管理提供科学依据。     

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。     

矿山生态恢复研究进展——基于连续三届的世界生态恢复大会报告

最近连续三届世界生态恢复大会都将矿山生态系统列为大会交流的主题之一。为了解矿山生态修复的最新进展,本文采用文献分析方法和统计分析法,全面对比了这三届大会的论文和报告,包括参会国家、主要机构、热点矿区、修复要素、矿山类型、修复技术等。在此基础上,归纳了新开发的生态修复技术,包括植被恢复、土壤修复和景观恢复等新技术;总结了当前的研究热点,主要有复垦的土壤和修复的植物之间相互作用的机理、矿山生态修复的监测新技术、本土物种保持、污染土壤修复新技术、应对全球气候变化的矿山生态修复新思维和矿山生态系统服务价值等;介绍了会议提出的新观点,如自然恢复和人工恢复选择的新标准、矿山生态恢复力新理论、新型矿山生态系统及其设计等。最后对未来研究趋势进行了预测。     

基于AHP法黑龙江多宝山铜业矿山排土场植物筛选

以黑龙江多宝山铜业矿山排土场边坡植被恢复和景观重建的植被筛选为目的,在对矿区本底植物调查、黑龙江省栽培植物调查的基础上,运用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)构建生态适应性、生态防护性、绿化效果、经济性4个方面10个具体指标的筛选评价体系,对74种植物进行权重排序,最终筛选出适用于多宝山铜业矿山排土场植被修复的乔木、灌木、草本共计20种,为矿山排土场生态环境的改善和景观重建提供了植物选择,也为我国寒区其他矿山排土场生态修复植物的选择提供一些实践借鉴。     

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…     

采石场废弃地的生态重建研究进展

采石场的开采严重破坏了植被和土壤,形成了大量的裸露岩石斜坡,造成宏观景观支离破碎和极端的环境条件,限制了植物的生长。由于自然恢复所需时间长久,人工恢复被广泛应用于采石场废弃地的生态重建。自然演替过程是采石场生态重建的理论基础,自然演替理论可以为人工恢复措施提供指导。植物群落演替的早期阶段,非生物因素起主要作用,随着演替的推移,生物因素的重要性增强。邻近自然植被的土壤和繁殖体通过外力的扩散,对恢复起重要作用。除了非生物和其他的限制,先到达恢复地的物种竞争能力的变化能决定了演替过程。演替过程中的干扰因素往往成为演替重要的驱动力。裸露岩石斜坡的物理稳定性对植被恢复有重要影响,有机废物的使用和施肥可以影响恢复演替的方向和生物多样性。播种一定的植物能够改变恢复演替方向,加速演替过程。乡土物种适应了当地气候,能够促进演替。随着修复时间的延长,土壤有机质含量,植被覆盖度和物种丰富度不断增加,土壤微生物生物量随之增加。开展不同地区采石场植物种类的选育、研究乡土物种的功能特性、土壤微生物群落和酶的变化、植被演替过程的定位研究、植物种间的竞争关系、自然演替和人工恢复的比较研究、探索经济高效的采石场生态重建方法是未来的研究方向。     

石林风景区不同石漠化人工修复方式对木本植物群落组成及种群生态位的影响

石漠化是我国西南喀斯特地区生态修复最严重的障碍,植被恢复是石漠化治理的重要途径。近50年来,我国开展了大量石漠化植被恢复的实践与研究,包括自然恢复与人工修复。但是,长期以来缺乏对已完成人工修复的植被的演替特征和修复效果的研究,而人工修复植被的效果评价能为石漠化生态修复提供理论依据与实践经验。以石林风景区中两类人工修复植被——栽植植被(PV)与飞播植被(ASV)为研究对象,以地带性自然植被(ZNV)为对照,研究人工修复植被中木本植物群落组成、群落多样性和种群生态位特征,以期揭示不同人工修复方式下的植被构成规律以及对有限资源的利用程度。结果表明:(1)在地带性自然植被、栽植植被和飞播植被3种植被类型中分别记录到木本植物92种(45科80属)、138种(50科101属)与44种(26科37属),3种植被类型中的共有种12种。(2)3种植被类型的Patrick丰富度指数与Shannon-Wiener多样性指数排序均呈现为地带性自然植被栽植植被飞播植被(P0.01),栽植植被与地带性自然植被之间的Jaccard相似性指数为0.14,飞播植被与地带性自然植被之间的Jaccard相似性指数为0.12;(3)3种植被类型中任意两者之间的生态位宽度均存在较大差异,但是清香木(Pistacia weinmannifolia)在3种植被类型中生态位宽度排位均靠前,利用资源能力较强;(4)生态位重叠程度的排序为地带性自然植被飞播植被栽植植被。综上,与地带性自然植被相比,人工修复植被物种多样性较低,但是人工修复植被的优势种中乡土植物占89.33%,乡土植物生态位较广,生态位重叠值偏低,植被较为稳定。在人工修复植被中,栽植植被的修复效果优于飞播植被。研究结果对未来喀斯特石漠化地区进行人工植被修复的物种规划与群落构建时具有重要的参考价值。     

三种植物对土壤磷吸收和富集能力的比较

筛选磷富集植物是磷矿废弃地土壤与植被修复的关键。该文以向日葵(Helianthus annuus)、苏丹草(Sorghum sudanense)、南瓜(Cucurbita moschata)为研究对象, 采用盆栽试验, 设置5个磷浓度(0、100、300、500和700 mg·kg^-1), 分别在3个不同生长时段(4周、7周、10周)内采样, 对这3种植物的磷吸收和富集能力进行了比较。结果表明: (1)在相同生长时间内, 向日葵、苏丹草、南瓜的地上部磷含量均随磷处理浓度的升高而增大, 最大值分别为9.67 g·kg^-1、4.86 g·kg^-1、6.32 g·kg^-1; 相同浓度下, 向日葵地上部磷含量随着生长时间的延长呈上升趋势, 苏丹草则呈下降趋势, 南瓜无显著变化; (2) 3种植物的地上部磷累积量均在磷处理浓度为700 mg·kg^-1时, 生长10周后达到最大值, 分别为217.83 mg·plant^-1、93.92 mg·plant^-1、135.82 mg·plant^-1; (3)各浓度处理下, 向日葵、苏丹草的地上部磷富集系数和转移系数均大于1.00, 南瓜的地上部磷富集系数和转移系数波动较大; 向日葵的富集系数和转移系数最大值分别达11.39和4.09。综合比较可知, 3种植物磷吸收和富集能力的大小顺序为: 向日葵>南瓜>苏丹草。向日葵各项富磷特征基本符合磷富集植物的筛选标准, 可作为磷矿废弃地土壤与植被修复的备选物种。     

德兴铜矿矿山废弃地植被恢复与重建研究

对德兴铜矿1号尾矿库库面纯尾砂立地植被恢复与重建进行了研究。结果表明：纯尾砂植被恢复与重建的主要是土壤因子,即土壤组成、结构、水分、养分和毒性。矿区自然植被的次生演替序列为：次生裸地→草丛→灌丛→针叶林→常绿与落叶阔叶混交林、针阔叶混交林→常绿阔叶林6个阶段。纯尾砂立地13种试验先锋草种的优劣热比较结果依次顺序为：水蜡烛1．06＞假俭草1．05＞苇状羊茅1．01＞芒草1．00＝弯叶画眉草1．00＞狗牙根0．98＝百喜草0．98＝香根草0．98＞象草0．87＞荩草0．85＞矮象草0．74＞节节草0．73＞苏丹草0．55。水蜡烛、假俭草、苇状羊茅、芒草、弯叶画眉草、狗牙根、百喜草、香根草、象草、荩草、矮象草、节节草被认为是纯尾砂植被恢复与重建的优良先锋草种。纯尾砂立地植被恢复与重建的途径主要包括植被恢复演替、土壤生物改良和客土复垦3种模式。     

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。     

安徽铜陵五公里铜尾矿废弃地的植被调查

通过调查安徽钢陵五公里铜矿废弃地的植被及植物区系,结果显示：该地定居植物49种,隶属22科46属,其中禾本科12种、菊科8种、豆科4科、蓼科4种。废弃地据复垦情况分为复垦边缘区、复垦中心区和未复垦区,定居植物在三区内形成4种相对稳定的演替群落类型：狗牙根 白茅植物群落,白茅 三叶草 狗牙根植物群落,天蓝苜蓿 三叶草植物群落和小飞蓬 一年蓬植物群落。计算分析各群落的多样性指数和均匀度指数,并计算综合优势比,找出群落的优势植物。     

樟村坪磷矿废弃地植物群落的形成与演替

通过分析湖北省宜昌县樟村坪磷矿废弃地植被的组成、空间结构、各成分综合优势比其群集度的变化以及植物分布与环境因子的相关性等问题,探讨了该地植被恢复过程中植物群落形成与演替的一般规律。结果表明,废弃地6种演替植物群落的形成是先锋植物种类入侵、定居、群聚和竞争的结果,在植物群落形成与演替的过程中,各种类成分的种群数量及综合优势比呈动态变化,废弃地植物群落形成与演替的过程按演替序列可分为3个阶段。植物群落形成与演替还与环境因子有关,废弃地高浓度的土壤效磷是影响植物生长与分布的胁迫因子。伴随着群落的形成与演替,植物群落的物种多样性呈逐渐增加的趋势。     

外源凹凸棒土添加对半干旱矿区复垦土壤水分涵养功能的影响

大规模的采矿作业已对我国半干旱区植被生态造成很大破坏,矿区植被亟待恢复,以解决半干旱矿区日益恶化的生态环境问题。如何改良土壤、有效储存和利用降水是半干旱矿区复垦土地植被恢复的首要问题。本研究针对半干旱矿区复垦土地水分涵养功能不足的问题,提出利用凹凸棒土和当地砂土组配作为新覆土材料,并研究了外源凹凸棒土添加对神木矿区复垦土壤入渗、排水和储水能力的影响。结果表明: 随着凹凸棒土含量的增加,土壤的累积入渗量减少4.8%～37.4%,入渗率减少6.4%～46.3%,湿润锋推进速度减小9.8%～116.9%,饱和导水率减小14.3%～59.5%,24 h和72 h排水量分别减少0.3%～4.3%和0.3%～2.5%,土壤最大储水量增加1.6%～22.4%。外源凹凸棒土的作用效果在添加量为150 t·hm^-2时基本已达到最大,结合经济成本的最佳用量在30～150 t·hm^-2。本研究结果系统揭示了凹凸棒土对半干旱矿区土壤减渗保水的作用机理,证明其可以作为半干旱矿区复垦土壤改良的有效材料,为半干旱矿区土地复垦和植被恢复提供参考。     

内蒙古半干旱生态脆弱矿区生态修复耦合机理与产业模式

近年,煤炭开采带动矿区经济发展的同时也造成了严重的生态环境问题。由此产生生态修复和土地复垦产业延伸的生态环境治理和矿区产业调整优化方面研究热点,二者形成的耦合系统可在恢复受损土地的同时,以治理和循环生产为契机延伸产业链。受损地形重塑及边开采边恢复技术开发及应用形成安全稳定地形条件是前提,其次是土壤的恢复重构,在当地条件下迅速恢复具备良好理化性质,供植被和经济能源作物生长和景观格局构建,最终形成修复产业和生态产业的价值创造平台。根据耦合系统的工艺特点,每年内蒙矿区利用该耦合系统以矿区受损土地修复进行循环生产生态修复产品的潜力约21915.51万吨和经济能源作物的潜力约21.15万t。     

黄土丘陵区小流域土地利用和植被恢复对土壤质量的影响

土壤质量的维护和提高是全球生物圈可持续发展的重要因素之一．对黄土丘陵小流域持续利用25年后的荒草地、山杏林地、农地、油松林地、灌木林地和撂荒地土壤性状的研究结果表明,不同土地利用方式和植被恢复类型对土壤质量有很大影响;植被恢复重建和农地撂荒将增加土壤有机质含量,提高土壤质量;粗放的农业耕作措施将降低土壤质量并引起土壤退化;灌丛有明显的肥力岛屿作用;撂荒在一定程度上可以培肥土壤。随着“西部大开发”、“退耕还林还草”和生态重建工程的开展,在半干旱黄土丘陵沟壑区,建植灌木、种植牧草、农地撂荒和自然恢复是较好的生态重建和植被恢复方式。