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《山东农业大学》 2011年
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露天煤矿排土场土壤养分时空变异性及环境解释

武兴  
【摘要】:海州露天矿排土场侵占了大量土地,污染严重,因而进行矿区生态重建极为重要。恢复退化生态系统和提高生产能力的重要措施是植被恢复和土壤改良。排土场中土壤改良是植被与各种环境因子如气候、地形等综合作用的结果,排土场中不同台地的排矸年限、植被覆盖类型、植被恢复年限、地形不同,对土壤的改良效果也不同。研究不同环境条件下土壤的改良情况,对了解土壤改良的驱动力,选择合适的改良植物品种组合具有重要意义。本文以地统计学、景观生态学理论为指导,对露天煤矿排土场未覆土区域土壤与影响土壤的环境因子进行了研究,主要包括如下几个方面: (1)排土场土壤养分时空变异性研究。依据地统计学理论基本知识,以ArcGIS 9.3为平台,研究了阜新海州露天煤矿排土场土壤养分时空变异性。结果表明:经过改良,土壤的养分含量都有略微有所改善。土壤养分的空间分布上看,土壤表层中有机质、铵态氮、磷、钾元素的分布呈现东北多,西南少的特点,与钙、硫、pH的分布相反。变异系数来看,有机质、pH、硫的变异系数变小,说明这几种养分含量分布差异性变小,其他的元素略有升高,但是变化不大,都属于弱变异。除pH、钙以外,其他养分含量的基底效应都大于70%,说明养分变量空间相关性很弱。 (2)土壤元素与环境因子之间关系研究。从地统计学与实地调研数据分析来看:排矸年限与土壤养分的恢复呈正相关。相同条件下,台地4、5中的刺槐+狗尾草+白榆组合植被覆盖度达到80%-90%,生长状况最好。相同条件下,高程与土壤养分含量呈负相关。运用数量生态学中的典范对应分析方法研究表明:环境排序轴中第1排序轴的贡献率最大,达64.6%。选取的5个环境因子对土壤性质及其空间分布都有一定程度的影响,其影响程度大小依次为:排矸年限植被恢复年限植被类型海拔植被覆盖度。土壤所有的元素都均匀的分布在排序轴中点周围,说明环境对各个元素的影响程度比较接近,但土壤有机质、氮在CCA二维排序图上与代表排矸年限、植被恢复年限的箭头连线之间的距离更小,彼此之间的关联性比较好。沿第一排序轴,所有调查样地可划分为四种不同的土壤类型区域,分别对应狗尾草+芦苇草+隐草、狗尾草+艾蒿+白榆、狗尾草+刺槐、芦苇草+狗尾草+紫穗槐四种植被组合,排序图与调查结果显示:在植被恢复初期,坡度、海拔适中的狗尾草+刺槐+白榆组合下土壤的恢复情况要好于其它组合。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S158

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