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锑矿区造林树种选择及效果研究

陈家法  
【摘要】:随着全球人口的飞速增长与经济的迅猛发展,工业水平的迅速提高,使得人民的生活水平日益提高,但是换来的却是居住环境日益恶化,人地矛盾已经成为可持续发展中的一个核心问题。工矿废弃地对土地的侵占和环境污染已成为区域性社会经济发展的制约因素。锑元素有如其它的重金属一样,对人的身体健康不容忽视。 本文分为3个实验,分别为锑矿区重金属含量研究;锑矿区抗性植物材料选择研究;土壤改良剂、石灰对锑矿区土壤重金属形态和生物有效性影响研究。选择冷水江锑矿区有代表性的试验点,进行土壤理化特性、肥力状况、污染状况、pH值等土壤基本特征研究,引入多树种和植物进行试验,研究各树种、植物富集Sb、As、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn等重金属的特征和生物量,开展酸土改良剂、石灰等改良土壤与多树种造林成活率、生长量的关系研究,结合分析各种土壤改良方法的Sb、Cd、Hg的六种形态、As的五种形态研究,分析各种土壤改良方法的效果及提高造林成活率的原因,将各种技术集成为锑矿区植被恢复的优化模式并进行示范。本研究得出以下结论: 1冷水江锑矿区森林土壤呈弱酸性,联盟、长龙界、七里铺的土壤容重较高,有效土层土壤容重幅度为1.33-1.6,高于森林土壤的容重值。冷水江锑矿区联盟和长龙界点的土壤综合肥力为贫瘠,七里铺点的土壤综合肥力为一般。联盟、长龙界、七里铺取样点土壤有机质、速效K较丰富,七里铺碱解氮较丰富,而联盟、长龙界取样点碱解氮缺乏,三地点有效P极度匮乏。冷水江锑矿区存在着严重的Sb、As、Cd、Hg污染和轻度的Zn、Pb复合污染,这种土壤特性与污染特征已成为锑矿区很多树种生存的限制因子。 2选择出了在重金属严重污染的锑矿区林地上造林成活率较高的构树、臭椿、栾树、楸树、大叶女贞、翅荚木等树种,其保存率均在90%以上,且构树、栾树、翅荚木的年树高生长量在0.7m以上,臭椿、大叶女贞年树高年生长量在0.5m以上,4a生构树郁闭度为0.75,在较短时间内即可恢复矿区的植被。以桤木、枫香、马尾松、湿地松、杉木效果最差,其中桤木、马尾松连续2年造林效果均不好,造林保存率均在15%以下,其植被恢复效果差。 3植物器官测定表明:构树、栾树、臭椿、翅荚木、大叶女贞、刺槐、楸树、苎麻等8种植物为锑矿区重金属复合富集植物,富集重金属的总体特征为:叶)茎根。8种植物叶部复合富集重金属的能力为:大叶女贞构树、楸树苎麻臭椿、栾树翅荚木刺槐;茎段复合富集重金属的能力为:大叶女贞苎麻构树臭椿、刺槐栾树翅荚木楸树;根部复合富集重金属的能力为:苎麻大叶女贞刺槐、楸树翅荚木构树臭椿栾树。综合分析可以选择大叶女贞、构树、苎麻、臭椿作为锑矿区以Sb、Pb、Cd、Hg、As为重金属污染土壤的修复植物材料,能够取得较好的修复效果。 4土壤改良剂(主要成分为碳酸钙、磷矿石,其含量)60%,pH值为12)使用以楸树、栾树、杉木、刺槐、翅荚木造林成活率为高,成活率为84.5%-88%,当年林木树高生长量以翅荚木、刺槐、栾树、楸树为大,为62.44-155.33cm;改良剂以每穴施放200g效果为佳,此时8树种平均成活率达89.2%。 5土壤改良剂、石灰处理能提高锑矿区土壤的pH值,土壤呈弱酸性,有利用林木植物生长;合理施用土壤改良剂、石灰降低了土壤的毒性,降低了Sb、As、Cd、Hg的生物有效性,有利于林木的生长发育,这是施用土壤改良剂、石灰能提高树木造林成活率的机制。 6锑矿区选用构树、臭椿、栾树、楸树、大叶女贞、翅荚木阔叶树种和草本植物苎麻等,采用乔+草的立体配置模式,辅以200g左右的土壤改良剂或石灰,按照常规的造林和抚育模式,不需客土的情况下即可在4-6年的时间内使林地郁闭度达0.75以上,快速恢复锑矿区的植被和实现锑矿区的生态重建,且无次污染。


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