植被修復(fù)對廢棄礦山土壤理化性質(zhì)的影響

李藝鋒

(國有朝陽縣朝陽林場，遼寧 朝陽 122000)

隨著經(jīng)濟(jì)大發(fā)展，礦業(yè)經(jīng)濟(jì)在飛速提升，但是常常伴隨著重開發(fā)輕管理的現(xiàn)象發(fā)生。隨著資源的開采，遺留下很多石坑、滑坡、廢石場等荒廢山體。這些廢棄礦山的存在，不僅影響了自然景觀，還影響生態(tài)環(huán)境，影響經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。本文以葫蘆島周邊礦區(qū)的某廢棄礦山為研究對象，采用爆破客土后移栽樹木的方式，探討植被修復(fù)對廢棄礦山土壤的改造效果，以期為本地區(qū)廢棄礦山修復(fù)提供理論與技術(shù)支持。

1 研究地點(diǎn)與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)在遼寧省葫蘆島周邊的某一廢棄礦坑，該礦坑的立地條件為滑坡，傾斜度最大達(dá)到了75°。所移栽的樹種有油松、刺槐、側(cè)柏、金葉榆、紫丁香、紫穗槐等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究治理區(qū)前期工程采用爆破削坡，將區(qū)域分為陡坡、斜坡和緩坡3個(gè)坡度條件。該工程在2015年11月完成，植被栽植時(shí)間為2016年5月。從植被栽植一年后開始連續(xù)兩年項(xiàng)目指標(biāo)測定，以2016年為對照，2017年和2018年測定土壤pH值、養(yǎng)分含量、容重、孔隙度。

1.3 項(xiàng)目測定

1.3.1 土壤物理性質(zhì) 土壤容重采用環(huán)刀法測定。把土取出來，去除環(huán)刀的質(zhì)量就是土壤的質(zhì)量，利用環(huán)刀的體積進(jìn)行計(jì)算得出所測土壤的容重。取樣過程是將刀口垂直向下壓土，然后將環(huán)刀取出，用刀把漏出多余的土切下、擦凈并稱質(zhì)量。

土壤孔隙度(%)=(1-容重/比重)×100%

比重的大小由土粒的礦物和腐殖質(zhì)含量多少來決定，一般來說取平均值。

1.3.2 土壤化學(xué)性質(zhì) 采集0～20 cm表層土壤，取500 g土壤帶回，陰涼處風(fēng)干后進(jìn)行測定，測定方法參照鮑士旦《土壤理化分析》。其中土壤pH 值用pH測定儀測定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法；全氮用半微量凱氏法；速效氮用堿解擴(kuò)散法；速效磷用 0.5 mol·L-1碳酸氫鈉浸提-鉬銻比色法；速效鉀用醋酸銨浸提-火焰光度法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本文研究采用 SPSS17.0和Excel 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 植被修復(fù)后土壤質(zhì)量效果分析

土壤容重可作為判斷土壤肥力狀況的指標(biāo)之一。土壤容重過大，表明土壤緊實(shí)，不利于透水、通氣、扎根，出現(xiàn)各種有毒物質(zhì)危害植物根系。土壤容重過小，又會使有機(jī)質(zhì)分解過速，并使植物根系扎不牢而易傾倒。土壤容重還是一個(gè)非常重要的基本數(shù)據(jù)，可用于計(jì)算土壤的孔隙度，進(jìn)行土壤重量與土壤容積的換算，計(jì)算一定土層內(nèi)的養(yǎng)分含量和鹽分含量等。

如圖1可知，3種坡度條件的土壤容重隨著年份的變化呈逐漸上升趨勢。除了陡坡的2017年容重變化與對照2016年差異不顯著，其余年份均與對照2016年土壤容重差異達(dá)到了顯著水平(P<0.05)。尤其2018年緩坡的容重最高，這可能與人為活動密切相關(guān)。

土壤孔隙度作為評價(jià)土壤貯水性能和肥力特征的重要因素量之一，決定著土壤的保蓄性(保水保肥能力)，為植物生長提供必需的水肥條件，并為土壤生物活動和土壤養(yǎng)分循環(huán)提供必要的水分條件。

如圖2可知，3種立地條件的土壤孔隙度隨著年份的變化呈逐漸下降趨勢。所有的土壤與對照的2016相比差異性都達(dá)到了顯著水平(P<0.05)，栽植樹木后，對土壤質(zhì)量具有提升作用。

2.2 植被修復(fù)后土壤養(yǎng)分含量分析

由表1可知，植被修復(fù)后，陡坡、斜坡和緩坡栽植后3種立地類型兩年的土壤pH值變化不大(P>0.05)；土壤全氮、有效磷和速效鉀的變化與土壤pH值一致，變化不顯著(P>0.05)；土壤有機(jī)質(zhì)變化隨著修復(fù)年限的增加呈上升趨勢，并且與對照2016年相比達(dá)到了顯著水平(P<0.05)，原因是樹木枯落物在地面的分解，增加了土壤有機(jī)質(zhì)的含量。土壤堿解氮在斜坡和緩坡條件下，較對照的2016年數(shù)值有顯著提高(P<0.05)，可能是這兩種立地條件下，地上灌木的種類和數(shù)量較多所造成的。

表1 植被修復(fù)后土壤養(yǎng)分變化

3 結(jié)論

植被修復(fù)結(jié)果表明，廢棄礦山3個(gè)不同坡度條件林下土壤性質(zhì)均有所變化。在土壤物理性質(zhì)方面，土壤的容重(2017年陡坡除外)逐漸上升，土壤孔隙度逐漸下降。土壤化學(xué)性質(zhì)方面，隨著凋落物分解，有機(jī)質(zhì)含量逐漸增加；堿解氮低坡的兩個(gè)立地條件的堿解氮含量有所提高。