铜陵铜尾矿植被重建的调查研究

这次调查旨在研究铜尾矿堆置地理化性质与植被重建的关系,为铜矿的治理提供理论依据。     

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.     

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.     

铜陵铜尾矿废弃地生物土壤结皮中的蓝藻多样性

生物土壤结皮是生态系统原生演替过程中的一个早期阶段,在铜陵铜尾矿废弃地自然生态恢复过程中生物土壤结皮在尾矿废弃地表面广泛分布.以生长在铜陵杨山冲和铜官山2处铜尾矿废弃地的生物土壤结皮为研究对象,运用常规培养方法和变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE)对不同群落生物土壤结皮中的蓝藻多样性及优势类群进行研究.结果表明2种研究方法所获得的蓝藻种类组成具有明显差异.显微观察结果表明常规培养试验中主要蓝藻类群为微囊藻属(Microcystis)、色球藻属(Chroococcus)、颤藻属(Oscillatoria)、念珠藻属(Nostoc)和浮鞘丝藻属(Planktolyngbya),其中优势种类主要为铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、断裂颤藻(Oscillatoria fracta)和细浮鞘丝藻(Planktolyngbya subtilis);提取样品中微生物总DNA,对蓝藻16SrRNA进行PCR-DGGE分析,回收DGGE图谱中24个条带进行测序分析,结果显示,所有序列与GenBank数据库中的近缘蓝藻的相似性系数均在93％以上,其中优势蓝藻类群主要隶属于微鞘藻属(Microcoleus)和细鞘丝藻属(Leptolyngbya),裸地(YL)处和木贼群落下尾矿表面(YM)的生物土壤结皮中优势蓝藻类群主要为微鞘藻属,而黄色真藓-藻类混合结皮(YT)和白茅群落( YB,TG)下的生物土壤结皮中的优势类群主要隶属于细鞘丝藻属.     

铜陵狮子山铜尾矿场植被调查与土壤酶活性研究

对安徽铜陵狮子山铜尾矿废弃地进行植被调查,发现当地现今自然定居植物共42种,隶属于13科36属,主要包括禾本科10种,豆科6种,菊科6种,十字花科5种。全部植物中,1～2年生草本植物21种,多年生草本植物20种,形成6种相对稳定的演替群落和单种斑块。尾矿场土壤的5种土壤酶（蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶、多。酚氧化酶）活性的高低与植被丰富度和群落分布有一定的对应关系。结合本实验室前期工作,证实某些植物如白茅、狗牙根、白车轴草等已在尾矿场上成功定居且综合优势比较高,可作为铜尾矿治理中优先选用的物种。     

铜官山铜尾矿库植被及土壤酶活性研究

通过野外调查和实验分析,对铜官山铜尾矿库的植被状况和土壤酶活性进行了研究．结果表明,铜宫山铜尾矿库自然定居的高等植物有34种,隶属于16个科33个属,多为1—2年生草本植物,主要隶属于菊科、禾本科和豆科,蔗类植物节节草在尾矿库中也具有较大优势．尾矿库植被形成了节节草+白茅群落、狗牙根+白茅群落及芦苇群落等小群落,但仍以单种植物组成的斑块零散分布为主．对尾矿库土壤酶活性的研究表明,3种土壤酶活性和尾矿库的植被状况具有较强的相关性,且3种酶活性与其相关性表现为脲酶＞蔗糖酶＞过氧化氢酶．建议用脲酶活性作为废弃地复垦的一个指示指标。     

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。     

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。     

铜陵铜尾矿库植被状况分析

通过野外调查和实验分析 ,铜陵市几个铜尾矿场自然定居的高等植物共有 89种 ,隶属于 30个科 73个属 ,主要包括菊科、禾本科、豆科 ,但蕨类植物节节草在尾矿库中也占据了重要位置。尾矿库植物形成了一些相对稳定的单种斑块和小群落 ,这些小群落组成、结构简单 ,物种多样性水平偏低。狗牙根、白茅、三叶草、天蓝苜蓿、中华胡枝子、节节草等可在铜尾矿库上成功定居 ,并具有较大综合优势比 ,可作为良好的铜尾矿库治理的优先选用物种     

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。     

海南昌江石碌铁矿尾矿库区植被调查

实验开展了3个不同年代的海南石碌铁尾矿库区植被调查研究,根据记录数据计算了各样地物种的重要值、物种多样性指数和均匀度等。结果表明,铁尾矿库区内植物种类总体上来看较为稀少,不同尾矿库区内植物群落组成成分差异比较大。已经停止使用20a的尾矿区（样地1）内,自然定居的植物仅有44种,其中禾本科植物种类较多,其次为豆科植物和莎草科植物,表明这3个科的植物种类较其它科植物更容易适应这种环境,特别是禾本科的水竹（Phragmites karka）、雀稗（Paspalum commersonii）和豆科的田菁（Sesbaniacannabina）表现出较强的适应能力;刚停止使用2a的尾矿库区（样地2）内,自然定居的植物有21种,其中硬骨草（Panicum repens）、斑茅（Saccharum arundinaceum）和芒（Miscanthussinensis）等禾本科植物为该样地的优势种群;正在使用的尾矿库区（样地3）内物种单一,只有水竹（Pyllosacys karka）、芒（Miscanthus sinensis）和田菁（Sesbaniacannabina）三种植物能在该恶劣的生境中顽强地生长和发育,表现出极强的适应能力。结果还表明了3个不同年代库区的植物群落的组成与结构存在明显的演替顺序差异,样地3单种优势明显,从样地3到样地1,这种优势依次减弱,物种多样性指数也依次增加,这表现出由较少先锋物种种类组成的简单群落向稳定复杂群落方向演替的趋势,反映了植物群落结构随演替时间的延长越来越趋向复杂化。在同一个尾矿库区内土壤的不同水分含量和理化性质会对植物的定居与群落的组成关系密切。     

煤炭井工开采对干旱荒漠区植被动态变化的影响

我国西北干旱荒漠区生态环境脆弱,煤炭开采活动严重地破坏植被和影响生态环境,而煤炭井工开采对干旱荒漠区植被动态变化的影响尚不明确。以灵武市为例,采用遥感技术和野外实地调查相结合的方法,分析2000-2019年间煤炭井工开采对植被动态变化的影响。结果表明：灵武市的植被主要以沙蒿（Artemisia salsoloides）、柠条（Caragana korshinskii）和芨芨草（Achnatherum splendens）等荒漠植物为主;2000-2019年间,植被覆盖度（FVC）和绿度变化率（GRC）表明灵武市植被整体呈现改善趋势;归一化植被指数（NDVI）与年降水量（P）和年平均风速（S）等气象因子显著相关,表明气候因子对区域植被动态变化起主要作用;煤炭开采区侵占草地和灌丛面积,使得土地利用类型发生变化,生态环保政策的实施对于区域土地利用类型的变化和植被改善具有重要作用。实地调查分析表明煤炭开采改变了矿区植物群落结构,植被盖度和物种多样性指数均在煤炭开采后1-4a呈下降趋势,5-9a为上升趋势,10a自然恢复后与对照区的变化趋势一致,说明在自然条件下煤炭开采区植被恢复经历了退化期、改善期和初步恢复期等过程。这些研究结果为西北干旱荒漠区煤炭井工开采矿区植被恢复和生态环境建设提供了理论基础。     

铜陵矿区土壤和油菜中铜的分布特征

采集铜陵市几个矿区周围土壤和油菜作物样品,研究了铜在矿区不同土壤及油菜中的分布特征.结果表明:铜陵矿区周边耕作土壤铜含量普遍较高;矿区周围残坡积母质上发育的旱作土壤和下游水稻土的污染较严重,而距矿区较远的潮土污染水平较低;水稻土与矿区周围残坡积母质上发育的旱作土壤全铜含量相近,前者的铜主要来自受污染的灌溉水并有着较高的生物有效性.3种类型土壤的有效铜与全铜含量均显著相关.供试土壤中铜的平均活化率(有效铜占全铜含量的百分比)为15.0%,且与土壤全铜和有机质含量呈正相关,与土壤pH和锰含量呈负相关.油菜籽和油菜秸秆中铜的平均含量分别为4.0和5.8mg.kg-1.当土壤中有效铜含量较低时,油菜中的铜含量随着土壤中有效铜含量增加而上升的趋势十分明显,当土壤中有效铜含量大于30mg.kg-1时,油菜作物吸收铜的能力下降,油菜富集铜的效率逐渐降低.     

铜陵铜矿区凤丹根际和非根际土壤酶活性

对铜陵铜矿区凤丹根际和非根际土壤酶活性特征进行了研究.结果表明,凤丹根际土壤各种酶活性显著大于非根际土壤.凤丹非根际土壤过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶活性能敏感地反映土壤重金属复合污染状况;根际环境对土壤酶活性的影响表现为: 磷酸酶＞脲酶＞过氧化氢酶＞蔗糖酶＞多酚氧化酶,影响率分别为131.562%、92.492%、87.557%、59.673%34.076%;土壤各种酶活性与重金属复合污染程度呈显著负相关,相关系数均-0.868以上,表现出重金属复合污染对土壤酶活性的抑制效应.凤丹可有效地改善土壤环境,提高土壤各种酶的活性.     

安徽铜陵河流附生细菌多样性

通过对铜陵地区不同河段的上覆水和沉积物的理化性质进行分析,结合聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）的方法,研究了铜陵不同河段中附生细菌的多样性及其与环境因子的关系。结果表明,8个河段中上覆水和沉积物的营养水平及重金属含量存在较大差异,不同河段附生细菌的多样性指数也存在差异。数据分析表明,铜陵河流中黄浒河附生细菌的多样性最高,顺安河下游和钟仓河附生细菌的多样性最低。这种差异主要与河段间上覆水和沉积物不同的营养水平、重金属含量水平等因素有关。附生细菌的香农-威纳多样性与上覆水中的氨态氮（NH3-N）、总氮（TN）、总磷（TP）、可溶性正磷酸盐（PO3-4-P）和高锰酸盐指数（COD Mn）呈显著或极显著负相关,与沉积物中镉（Cd）、铜（Cu）和锌（Zn）的含量具有显著或极显著正相关性。     

铜陵市铜尾矿生物群落的恢复与重建

铜陵市位于安徽省中部,长江南岸,属皖南丘陵的一部分,是我国重要的产铜地区之一,治铜历史悠久,解放后大规模进行开采,对我国经济发展起了很大作用。但是,开采过程中形成的废弃物占用大量土地,污染周围环境。矿业弃置地的治理与生物群落的恢复已成为持续发展的关键问题之一。1995年9月到1998年4月,对铜陵市不同弃置时间和不同利用现状的尾矿,进行尾矿基质理化性质和生物群落调查,试图探明不同弃置时间的尾矿上植被和土壤动物的组成、数量和分布特点及其与尾矿理化性质变化的关系,对尾矿的治理和生物群落的重建有一定的理论和实践意义。1　调…     

安徽省铜陵市生态效率变化及其驱动因素

首次应用物质流分析(material flow analysis,MFA)方法构建了三层面区域生态效率评价指标体系,其指标分别为:区域直接生态效率(regional direct eco-efficiency,RDE)、区域总体生态效率(regional total eco-efficiency,RTE)、整体生态效率(holistic eco-efficiency,HE),采用数据包络分析(data envelopment analysis,DEA)方法评价了铜陵市1990—2008年间的区域生态效率.本文同时引入莫氏生产力指数(Malmquist productivity index,MPI)研究了相邻年份区域生态效率变化,并找出其生态效率变化的驱动因素.结果表明:1)铜陵市区域直接生态效率虽得到了不断提升,但相对区域总体生态效率和区域整体生态效率而言,其相对生态效率均值不高,80%左右年份的相对生态效率在0.8以下;2)铜陵市直接生态效率的持续增长与铜陵市多年来不断加大资源利用和环境保护技术投入密切相关.为进一步提高直接生态效率,铜陵市既可以通过扩大原材料进口、减少本地采掘实现,又可以通过提高资源生产率...