植被修复对废弃矿山土壤理化性质的影响

李艺锋

(国有朝阳县朝阳林场，辽宁 朝阳 122000)

随着经济大发展，矿业经济在飞速提升，但是常常伴随着重开发轻管理的现象发生。随着资源的开采，遗留下很多石坑、滑坡、废石场等荒废山体。这些废弃矿山的存在，不仅影响了自然景观，还影响生态环境，影响经济与生态的协调可持续发展。本文以葫芦岛周边矿区的某废弃矿山为研究对象，采用爆破客土后移栽树木的方式，探讨植被修复对废弃矿山土壤的改造效果，以期为本地区废弃矿山修复提供理论与技术支持。

1 研究地点与方法

1.1 试验地点

试验地点在辽宁省葫芦岛周边的某一废弃矿坑，该矿坑的立地条件为滑坡，倾斜度最大达到了75°。所移栽的树种有油松、刺槐、侧柏、金叶榆、紫丁香、紫穗槐等。

1.2 试验设计

本研究治理区前期工程采用爆破削坡，将区域分为陡坡、斜坡和缓坡3个坡度条件。该工程在2015年11月完成，植被栽植时间为2016年5月。从植被栽植一年后开始连续两年项目指标测定，以2016年为对照，2017年和2018年测定土壤pH值、养分含量、容重、孔隙度。

1.3 项目测定

1.3.1 土壤物理性质 土壤容重采用环刀法测定。把土取出来，去除环刀的质量就是土壤的质量，利用环刀的体积进行计算得出所测土壤的容重。取样过程是将刀口垂直向下压土，然后将环刀取出，用刀把漏出多余的土切下、擦净并称质量。

土壤孔隙度(%)=(1-容重/比重)×100%

比重的大小由土粒的矿物和腐殖质含量多少来决定，一般来说取平均值。

1.3.2 土壤化学性质 采集0～20 cm表层土壤，取500 g土壤带回，阴凉处风干后进行测定，测定方法参照鲍士旦《土壤理化分析》。其中土壤pH 值用pH测定仪测定；有机质采用重铬酸钾容量法；全氮用半微量凯氏法；速效氮用碱解扩散法；速效磷用 0.5 mol·L-1碳酸氢钠浸提-钼锑比色法；速效钾用醋酸铵浸提-火焰光度法。

1.4 数据分析

本文研究采用 SPSS17.0和Excel 软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 植被修复后土壤质量效果分析

土壤容重可作为判断土壤肥力状况的指标之一。土壤容重过大，表明土壤紧实，不利于透水、通气、扎根，出现各种有毒物质危害植物根系。土壤容重过小，又会使有机质分解过速，并使植物根系扎不牢而易倾倒。土壤容重还是一个非常重要的基本数据，可用于计算土壤的孔隙度，进行土壤重量与土壤容积的换算，计算一定土层内的养分含量和盐分含量等。

如图1可知，3种坡度条件的土壤容重随着年份的变化呈逐渐上升趋势。除了陡坡的2017年容重变化与对照2016年差异不显著，其余年份均与对照2016年土壤容重差异达到了显著水平(P<0.05)。尤其2018年缓坡的容重最高，这可能与人为活动密切相关。

土壤孔隙度作为评价土壤贮水性能和肥力特征的重要因素量之一，决定着土壤的保蓄性(保水保肥能力)，为植物生长提供必需的水肥条件，并为土壤生物活动和土壤养分循环提供必要的水分条件。

如图2可知，3种立地条件的土壤孔隙度随着年份的变化呈逐渐下降趋势。所有的土壤与对照的2016相比差异性都达到了显著水平(P<0.05)，栽植树木后，对土壤质量具有提升作用。

2.2 植被修复后土壤养分含量分析

由表1可知，植被修复后，陡坡、斜坡和缓坡栽植后3种立地类型两年的土壤pH值变化不大(P>0.05)；土壤全氮、有效磷和速效钾的变化与土壤pH值一致，变化不显著(P>0.05)；土壤有机质变化随着修复年限的增加呈上升趋势，并且与对照2016年相比达到了显著水平(P<0.05)，原因是树木枯落物在地面的分解，增加了土壤有机质的含量。土壤碱解氮在斜坡和缓坡条件下，较对照的2016年数值有显著提高(P<0.05)，可能是这两种立地条件下，地上灌木的种类和数量较多所造成的。

表1 植被修复后土壤养分变化

3 结论

植被修复结果表明，废弃矿山3个不同坡度条件林下土壤性质均有所变化。在土壤物理性质方面，土壤的容重(2017年陡坡除外)逐渐上升，土壤孔隙度逐渐下降。土壤化学性质方面，随着凋落物分解，有机质含量逐渐增加；碱解氮低坡的两个立地条件的碱解氮含量有所提高。