【摘要】： 縱觀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,尚無對煤矸石地植被演替規(guī)律的研究報道。本文以阜新、鄭州、兗州和銅川礦務(wù)局矸石地為研究對象,以植被發(fā)生與演替理論、土壤發(fā)生理論為依據(jù),通過資料查詢、野外調(diào)查、室內(nèi)分析測定相結(jié)合的方法,研究了矸石地生態(tài)環(huán)境特點、植被類型、改土效應(yīng)及人工植被建設(shè)技術(shù),揭示了矸石地植被演替規(guī)律。在矸石地類型劃分、土壤重金屬元素的污染評價、植被演替規(guī)律等方面進行了創(chuàng)新性探索。主要研究結(jié)果如下: (1)查明了我國北方四個煤礦區(qū)13個煤礦矸石堆積地的氣候、土壤等自然條件特征,包括pH值、溫度、濕度、有機質(zhì)、N、P、K、S等理化性質(zhì)和As、Hg、Cu、Zn、Cr、Pb元素含量等;分析了研究地區(qū)矸石堆積地生態(tài)環(huán)境的基本特點是氣候干、土層薄、地溫高、水分少、養(yǎng)分缺、重金屬污染嚴重;指出各地矸石土壤均有不同程度的重金屬污染,其中,銅川王家河矸石山Pb污染為3級;超化和米村As的污染為2級;除裴溝外,其它矸石地Hg均達到中度或強度污染。 (2)采用模糊聚類方法將所有研究地矸石堆積地劃分為七類,并查明了各類型的植被類型。同時,劃分了立地類型,闡明了各類型植被分布的規(guī)律。 (3)草本植物群落在矸石地上的演替過程,隨時間推移一般要經(jīng)歷五個階段:1~10 a為刺兒菜+早熟禾+反枝莧+車前群叢;10~20 a為狗尾草+豬毛菜+馬唐+打碗花+披堿草群叢;20~30 a為紫草+香茅+狗尾草+蘿摩+青蒿群叢;30~40 a為黃蒿+苜蓿+稗+地錦草+蒺藜+艾蒿+早熟禾+夏枯草+苦荬菜群叢。40 a以上為狗尾草+狗牙根+苔草+大豆+番茄群叢。排矸終止30年后,群落開始趨于穩(wěn)定。 (4)在矸石地上植被的自然演替過程中,禾本科、菊科、豆科、薔薇科、蓼科、十字花科植物起著巨大作用。物種豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)以及均勻度指數(shù)達到最大值的時間,不同植被有很大差別。草本群落約為20~30a,灌木群落為30~40a,喬木群落估計約在100a左右。榆樹和杠柳是植被自然演替過程中出現(xiàn)最早而且持續(xù)時間較長的木本植物,刺槐、側(cè)柏、楝樹、臭椿、紫穗槐、沙棘等是矸石山人工造林獲得成功的樹種。 (5)植被恢復(fù)下的矸石堆積地的土壤養(yǎng)分含量基本上符合全國土壤養(yǎng)分五級標(biāo)準(zhǔn)的要求(速效N除外);土壤中As、Hg、Cu、Zn、Cr、Pb的含量均低于裸露矸石地,且隨著植被覆蓋度增大而減少。植物吸收土壤中有毒元素的數(shù)量與植物種類、土壤中有毒元素含量、貯存狀態(tài)、植物生長發(fā)育階段等因素有關(guān)。以楝樹和側(cè)柏吸收量最大,其次是刺槐,再次是臭椿和白榆。 (6)人工植被建設(shè)應(yīng)先選擇一些豆科類植物作為先鋒植物;隨著土壤肥力的提高和水分狀況的改善,可逐步增植一些耐旱、耐瘠薄、抗污染性較強的多年生宿
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：X171.4

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本文編號：2711464