榆树铁矿植被恢复过程中土壤有机质的改良

初 兆 娴

(抚顺市环境监测中心站，辽宁 抚顺 113006)



榆树铁矿植被恢复过程中土壤有机质的改良

初 兆 娴

(抚顺市环境监测中心站，辽宁 抚顺 113006)

摘要：在榆树铁矿废弃矿坑覆土后栽种樟子松幼苗，选择不同坡度、光照时间的立地样方，观察坡度、光照、水分等因素对土壤有机质含量增长率的影响。试验得出：缓坡、阴面的样方内土壤有机质含量增长较快，树苗和草本植物的生长更旺盛。

关键词：植被恢复；土壤有机质；樟子松

我国现有国有矿山企业8 000多个，个体矿山企业达到23万多个。随着国家对矿产资源需求的迅速增加，因矿山开采而造成的生态环境破坏问题也日趋严重，采矿活动及其废弃物的排放不仅破坏和占用大量的土地资源、加剧我国土地资源的短缺，也带来了一系列影响深远的环境问题[1]。抚顺铁矿企业带动抚顺市经济发展的同时也带来了生态破坏的负面影响，多年的开采形成了大量的裸露山体和废弃矿场，出现了生态系统退化现象，制约了本地经济可持续性发展，因此对铁矿废弃地进行植被恢复意义重大。

矿山废弃地植被恢复的关键问题就是基质改良,只有土壤的性状得到修复，植被恢复才能得以进行。矿山废弃地的土壤一般都极端贫瘠，保水保肥能力较差，自然演替过程一般需要100年左右的时间才能获得满意的植被覆盖[2]。因此，有必要通过人工手段对矿山废弃地的土壤进行修复。本课题选择抚顺榆树铁矿废弃矿坑，通过种植先锋植物——樟子松，改良榆树铁矿废弃矿山表面土壤有机质含量，加快生态恢复进程。

榆树铁矿周边生态系统土著树种中适合作为先锋树种的有樟子松与油松，这两种乔木同样具有喜光、耐旱、耐寒、耐瘠薄等特点。对土壤改良作用的效果是选择先锋树种的首要考虑因素。选择辽宁阜新一煤矿废弃排土场的土壤作为试验土样，用盆栽方法试验得出结论：樟子松对土壤有机质含量的提高效果明显高于油松[3]。所以本课题以樟子松作为初期生态恢复的先锋植物，后续研究阶段再考虑建立混交林提高生态系统的稳定性。

1研究内容与方法

1.1修复方法

在矿山开采初期，进行表土剥离保存用于闭矿后覆土，由于作业面较大，在周边森林取0—30cm的熟土土层与之前剥离的表土混合后覆土。外购已生长3年的樟子松树苗作为先锋乔木树种，株距1.5m。樟子松喜光性强，具有深根性，能适应土壤水分较少的山脊及向阳山坡，以及较干旱的砂地及石砾砂土地区。草本植物利用当地草本风传播自然生长，主要有羊胡子草、宽叶苔草、朝鲜苍术、玉竹、铃兰、大油芒、黄花乌头、东北山梅花。樟子松生长扎根过程起到稳固土壤、防止水土流失的作用。一年生草本植物脱落后与周边森林落叶不断沉积在矿坑表面，被土壤中微生物分解为腐殖质。观察废弃矿山表面土壤有机质逐年变化情况。

1.2试验方法

在樟子松树苗的区域选取4个10m×10m的样方，分别为阳面缓坡(0—15°)、阳面陡坡(30—50°)、阴面缓坡、阴面陡坡。在样方四角和中心设置5个1m×1m的小样方，在样方附近挖土壤剖面，并用土壤环刀，按0—15cm、15—30cm、30—50cm、50—80cm的土壤深度分层取样，称取鲜重并编号，用于实验室理化性质分析。由于具体操作时发现50cm以下基本为碎石，几乎无熟土，故只取前三层土样，采用重铬酸钾容量法测定其有机质含量[4]。

2试验结果与分析

2.1试验结果

从2013年至2015年，每年春天5月份取样一次，结果统计如下：

表1　阳面缓坡有机质含量测定

表2　阳面陡坡有机质含量测定

表3　阴面缓坡有机质含量测定

表4　阴面陡坡有机质含量测定

2.2结果分析

2.2.1阳光对土样有机质的影响分析

由表1—表4综合可知，阳面缓坡土壤有机质2年增长为2.97g/kg，阳面陡坡增长为2.74g/kg；阴面缓坡土壤有机质2年增长为4.6g/kg，阴面陡坡为4.15g/kg。不论缓坡还是陡坡，阴面的土壤有机质含量增长量均大于阳面。究其原因，阴面相对日照较少，土壤含水率更高，土壤中微生物更丰富，更容易将周边的乔木落叶与脱落的一年生草本转变成腐殖质，有利于草本植物与樟子松幼苗的生长。而且通过观察，阴面樟子松幼苗的生长情况也优于阳面。

2.2.2坡度对土壤有机质的影响分析

由以上数据可知，缓坡有机质的增长量要大于陡坡。究其原因，陡坡大部分由废弃矿石堆积而成，基质孔隙率较大，土壤渗透系数大，表层土壤含水率较低；缓坡相对更容易留住水分，有利于草本植被与樟子松幼苗扎根，先锋植被生长较旺盛，土壤有机质累积较快。

2.2.3恢复年限对有机质增长率影响分析

四个样方地植被修复后第一年有机质增加量分别为0.63/kg、0.5/kg、1.07/kg、0.94/kg，第二年有机质增加量为2.34/kg、2.24/kg、3.53/kg、3.27/kg。矿山植被恢复初期第二年的有机质积累速率明显快于第一年。究其原因，第一年刚覆土，樟子松幼苗扎根不牢固，草本植物也不茂盛，有机质积累较慢；随着先锋植被樟子松的根系逐渐发达，保持水土能力增强，土壤有机质逐年增加较明显。

3结论

在植被恢复初期，阴面土壤有机质累积速度、樟子松幼苗长势均优于阳面；缓坡有机质累积速度、樟子松幼苗长势均优于陡坡。证明水分、土样有机质含量是裸露矿山植被恢复的制约因素，建议增加覆土量，进一步加快废弃矿山的人工演替过程。

参考文献：

[1]齐金艳.2种松树苗木栽植对矿山污染土壤营养成分的影响[J].防护林科技,2016，(2).

[2]赵方莹，孙宝平，张洪江.矿山生态植被恢复技术[M].北京：中国林业出版社，2009.

[3]苏俭民，刘晓春.恢复生态学的理论基础、关键技术与应用前景[J].中国环境科学，1998,18(6):540—543.

[4]李静.土壤有机质测定方法比对分析[J].绿色科技，2012，(5).

责任编辑：王洪军

doi:10.3969/j.issn.1674-6341.2016.03.003

收稿日期：2016-04-07

作者简介：初兆娴(1982—)，女，河北唐山人，硕士，工程师。研究方向：环境保护。

中图分类号：X171

文献标志码：A

文章编号：1674-6341(2016)03-0005-02