本文關(guān)鍵詞：湘潭錳礦廢棄地生態(tài)修復(fù)及其生態(tài)效應(yīng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：湘潭錳礦礦區(qū)生境在錳礦開采和礦渣露天堆積過程中遭受嚴重破壞并形成殘存斑塊、地質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到破壞、生物多樣性降低、土水受到嚴重污染,進而導(dǎo)致嚴重的糧食、蔬菜、水源等重金屬污染問題。為恢復(fù)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境,從2010年開始實施礦區(qū)廢棄地生態(tài)修復(fù)試驗,并連續(xù)監(jiān)測生態(tài)修復(fù)效益四年。效益研究主要從生態(tài)學(xué)的角度出發(fā),對湘潭錳礦不同時期、不同方式的人工生態(tài)修復(fù)方案和不同年代自然恢復(fù)的生態(tài)效益進行了綜合對比研究,得出以下主要結(jié)論：(1)針對不同類型場地進行相應(yīng)的生態(tài)修復(fù)：緩坡場地修復(fù)主要將地形處理為3坡向2面坡,再進行植被重建與恢復(fù)；陡坡場地修復(fù)以設(shè)置生態(tài)攔截系統(tǒng)為主,并輔以梯田改造、山頂削坡等水土保持措施再進行植被重建與恢復(fù)。同時通過建立RUSLE模型分析評估生態(tài)修復(fù)對土壤侵蝕的控制效果：修復(fù)前緩坡場地侵蝕模數(shù)為2560.01t·hm-2·a-1,屬于中度侵蝕水平；陡坡場地侵蝕模數(shù)為5504.90t·hm-2·-a-1,屬于強度侵蝕水平。修復(fù)后緩坡場地侵蝕模數(shù)為62.19t·hm-2·a-1;陡坡場地侵蝕模數(shù)為130.61t·hm-2·a-1,兩者都達到微水蝕水平。生態(tài)修復(fù)前,錳礦廢棄地試驗基地的土壤侵蝕程度從微水蝕到強度侵蝕(203.91～5504.90 t·hm-2·a-1),而通過人工修復(fù),侵蝕模數(shù)可以大幅降低到微水蝕水平。(2)研究區(qū)域內(nèi)不同年代的自然恢復(fù)樣地中共有17種植物,隸屬15科17屬,以草本植物為主,喬灌木較少；人工生態(tài)修復(fù)的植物群落(2004年人工林、2010年新造林)中共有36種植物,隸屬22科33屬,以人工種植的喬木建群種為主；α多樣性分析結(jié)果顯示：原生地次生林群落植物的多樣性指數(shù)和生態(tài)修復(fù)人工林之間差異顯著,生態(tài)修復(fù)人工林和不同年代自然恢復(fù)植物群落的多樣性指數(shù)差異顯著。聲多樣性顯示：二元屬性數(shù)據(jù)βws、βR、βt、βC和數(shù)量數(shù)據(jù)Cs計算結(jié)果基本一致,顯示不同恢復(fù)模式的群落與原生地次生林群落的相似性排序為：2004年人工林2010年新造林40年自然恢復(fù)30年自然恢復(fù)20年自然恢復(fù)10年自然恢復(fù)；數(shù)量數(shù)據(jù)中的CN排序為：2004年人工林2010年新造林40年自然恢復(fù)10年自然恢復(fù)30年自然恢復(fù)20年自然恢復(fù)；CMH排序為：20年自然恢復(fù)40年自然恢復(fù)30年自然恢復(fù)2004年人工林10年自然恢復(fù)2010年新造林；Cj表排序為：2004年人工林2010年新造林40年自然恢復(fù)10年自然恢復(fù)20年自然恢復(fù)30年自然恢復(fù)。(3)土壤養(yǎng)分中的全P、全N、全K和有機質(zhì)含量在人工生態(tài)修復(fù)樣地中顯著高于不同年代的自然恢復(fù)樣地,其中2004年人工林有機質(zhì)含量與原生地次生林差異不顯著；人工生態(tài)修復(fù)和40年的自然恢復(fù)都屬于粉砂質(zhì)粘壤土,比較適合植物生長。土壤物理性質(zhì)中,容重在人工生態(tài)修復(fù)和自然恢復(fù)中差異不顯著,毛管孔隙度、總孔隙度、最大持水量、田間持水量差異顯著。土壤中主要重金屬Mn、Fe、Zn含量在人工生態(tài)修復(fù)中顯著小于自然恢復(fù)。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度模型分析得出：植物多樣性與土壤物理性質(zhì)關(guān)聯(lián)排序趨勢為：田間持水量總孔隙度毛管孔隙度毛管持水量最大持水量、含水量容重；與土壤化學(xué)性質(zhì)排序趨勢為：全N土壤有機質(zhì)全K全PpH全Mn、全Ca全Fe全Mg全Zn全Cu全Pb、全Cd。(4)生態(tài)修復(fù)2004年人工林4年中林冠截留對降水的截留率在5.88%-64.28%之間,穿透水在0.81%-92.84%之間,樹干徑流在0.60%-2.31%之間,三者具有明顯的年變化和季節(jié)變化。林外降水年均pH值高低排序為2010201220112013,從林外降水到穿透水再到樹干莖流,pH平均值不斷減小。林外降水、穿透水、樹干莖流的大量元素中月平均含量最高是全Ca,最低是全P,微量元素中月平均含量最高是Mn,最低是Pb。穿透水淋溶特征中：大量元素中K元素的淋溶系數(shù)最高,微量元素中Fe元素最高；土壤滲透水中,年均淋溶量最大的是Fe和Mn元素。(5)2004年人工林中的欒樹不同部位的Mn含量從高到低順序如下：葉根皮干枝；杜英不同部位的Mn含量從高到低順序如下：葉皮枝根干,杜英相對欒樹而言對Mn具有更強的富集能力和轉(zhuǎn)運能力。2010年新造林中香樟不同部位的Mn含量從高到低順序為：根葉皮枝干,泡桐不同部位的Mn含量從高到低順序為：根葉枝皮干,存活植物中泡桐的富集系數(shù)最大,香樟的轉(zhuǎn)移系數(shù)最大。濕地修復(fù)植物體內(nèi)Mn含量從高到低順序如下：紫葉美人蕉再力花苧麻梭魚草香蒲夾竹桃水蔥德國鳶尾菖蒲花葉蘆竹蘆葦；對Mn的轉(zhuǎn)運系數(shù)(BTF)從大到小的順序為：蘆葦香蒲苧麻水蔥梭魚草再力花德國鳶尾花葉蘆竹紫葉美人蕉夾竹桃菖蒲,對Mn的富集系數(shù)(BAF)從大到小的順序為：紫葉美人蕉再力花苧麻梭魚草香蒲水蔥夾竹桃德國鳶尾莒蒲花葉蘆竹蘆葦。
【關(guān)鍵詞】：湘潭錳礦 重金屬 生態(tài)修復(fù) 自然恢復(fù) 灰色關(guān)聯(lián)度 群落結(jié)構(gòu)特征
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X171.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 研究的目的和意義13-14
• 1.3 生態(tài)修復(fù)研究進展14-18
• 1.3.1 生態(tài)修復(fù)歷史概況14-16
• 1.3.2 修復(fù)技術(shù)研究進展16-18
• 1.4 生態(tài)效益研究現(xiàn)狀18
• 1.5 生態(tài)修復(fù)研究展望18-19
• 1.6 論文研究來源課題19-20
• 1.7 研究總目標及內(nèi)容20-22
• 1.7.1 研究總體目標20
• 1.7.2 主要研究內(nèi)容20-22
• 2 研究區(qū)域概況、試驗設(shè)計和研究方法22-37
• 2.1 研究區(qū)域概況22-24
• 2.1.1 地理位置22
• 2.1.2 氣象與水文22-23
• 2.1.3 土壤與植被23
• 2.1.4 廢棄地現(xiàn)狀23
• 2.1.5 廢棄地治理重點項目23-24
• 2.2 試驗設(shè)計24-27
• 2.2.1 生態(tài)修復(fù)研究試驗設(shè)計24-25
• 2.2.2 生態(tài)效益研究試驗設(shè)計25-27
• 2.3 研究方法27-37
• 2.3.1 場地處理計算27-28
• 2.3.2 土壤侵蝕計算28-30
• 2.3.3 植物群落結(jié)構(gòu)特征分析30
• 2.3.4 生物多樣性計算30-31
• 2.3.5 土壤理化性質(zhì)測定31-32
• 2.3.6 土壤質(zhì)量評價方法32-33
• 2.3.7 水文生態(tài)效益測定33-35
• 2.3.8 植物重金屬含量測定35-36
• 2.3.9 相關(guān)數(shù)據(jù)分析36-37
• 3 生態(tài)修復(fù)及土壤侵蝕控制37-53
• 3.1 結(jié)果與分析38-50
• 3.1.1 不同場地生態(tài)修復(fù)技術(shù)38-43
• 3.1.2 修復(fù)后地形43-46
• 3.1.3 地形處理對土壤侵蝕的影響46-50
• 3.2 討論50-51
• 3.3 小結(jié)51-53
• 4 生態(tài)修復(fù)對植物群落特征及生物多樣性的影響53-72
• 4.1 結(jié)果與分析54-69
• 4.1.1 群落種群特征研究54-61
• 4.1.2 多樣性分析61-69
• 4.2 討論69-70
• 4.3 小結(jié)70-72
• 5 生態(tài)修復(fù)對土壤理化性質(zhì)的影響72-97
• 5.1 結(jié)果與分析73-94
• 5.1.1 土壤理化性質(zhì)73-89
• 5.1.2 生態(tài)攔截系統(tǒng)的重金屬去除效應(yīng)89-90
• 5.1.3 土壤質(zhì)量綜合評價90-94
• 5.2 討論94
• 5.3 小結(jié)94-97
• 6 生態(tài)修復(fù)對水文生態(tài)效益的影響97-116
• 6.1 結(jié)果與分析98-113
• 6.1.1 人工林降水再分配特征98-105
• 6.1.2 人工林降水的化學(xué)性質(zhì)105-113
• 6.2 討論113-114
• 6.3 小結(jié)114-116
• 7 生態(tài)修復(fù)植物的重金屬富集效應(yīng)116-134
• 7.1 結(jié)果與分析116-131
• 7.1.1 植物生長現(xiàn)狀116-117
• 7.1.2 植物不同部位重金屬含量特征117-131
• 7.2 討論131
• 7.3 小結(jié)131-134
• 8 研究結(jié)論及創(chuàng)新點與展望134-140
• 8.1 主要研究結(jié)論134-138
• 8.1.1 生態(tài)修復(fù)及土壤侵蝕控制134-135
• 8.1.2 生態(tài)修復(fù)對植物群落特征及生物多樣性的影響135-136
• 8.1.3 生態(tài)修復(fù)對土壤理化性質(zhì)的影響136-137
• 8.1.4 生態(tài)修復(fù)對水文生態(tài)效益的影響137-138
• 8.1.5 生態(tài)修復(fù)植物的重金屬富集效應(yīng)138
• 8.2 創(chuàng)新點138
• 8.3 研究展望138-140
• 參考文獻140-155
• 攻讀學(xué)位期間主要學(xué)術(shù)成果155-156
• 致謝156

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于燕華;艾應(yīng)偉;辜彬;左元彬;劉浩;陳黎萍;;鐵路路塹邊坡植被恢復(fù)調(diào)查研究[J];北方園藝;2008年08期

2 汪濤;楊元合;馬文紅;;中國土壤磷庫的大小、分布及其影響因素[J];北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年06期

3 梁宇;刁亞瑞;劉公社;劉杰;;中國東北羊草自然種群的擴增片段長度多態(tài)性研究(英文)[J];草業(yè)學(xué)報;2007年02期

4 黨宏忠;董鐵獅;趙雨森;;紅松林冠對降水的截留特征[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2007年10期

5 薛生國;周菲;葉晟;田守祥;王鈞;周曉花;;金屬尾礦廢棄地植物穩(wěn)定技術(shù)研究進展[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2009年08期

6 莎仁圖雅;田有亮;郭連生;;大青山區(qū)油松人工林降雨分配特征研究[J];干旱區(qū)資源與環(huán)境;2009年06期

7 李海英;顧尚義;吳志強;;礦山廢棄土地復(fù)墾技術(shù)研究進展[J];礦業(yè)工程;2007年02期

8 柴新義;陳雙林;;青檀內(nèi)生真菌菌群多樣性的研究[J];菌物學(xué)報;2011年01期

9 黃芳芳;李藝;郭秀蓮;;廣西平樂錳礦露采廢棄地的生態(tài)恢復(fù)模式[J];礦業(yè)研究與開發(fā);2011年01期

10 喻理飛,朱守謙,葉鏡中,魏魯明,陳正仁;退化喀斯特森林自然恢復(fù)評價研究[J];林業(yè)科學(xué);2000年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 賀希;湘潭錳礦欒樹人工林水文功能研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：湘潭錳礦廢棄地生態(tài)修復(fù)及其生態(tài)效應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：335744