植被修復對廢棄礦山土壤理化性質的影響

李藝鋒

(國有朝陽縣朝陽林場，遼寧 朝陽 122000)

隨著經濟大發展，礦業經濟在飛速提升，但是常常伴隨著重開發輕管理的現象發生。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，還影響生態環境，影響經濟與生態的協調可持續發展。本文以葫蘆島周邊礦區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，探討植被修復對廢棄礦山土壤的改造效果，以期為本地區廢棄礦山修復提供理論與技術支持。

1 研究地點與方法

1.1 試驗地點

試驗地點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，傾斜度最大達到了75°。所移栽的樹種有油松、刺槐、側柏、金葉榆、紫丁香、紫穗槐等。

1.2 試驗設計

本研究治理區前期工程采用爆破削坡，將區域分為陡坡、斜坡和緩坡3個坡度條件。該工程在2015年11月完成，植被栽植時間為2016年5月。從植被栽植一年后開始連續兩年項目指標測定，以2016年為對照，2017年和2018年測定土壤pH值、養分含量、容重、孔隙度。

1.3 項目測定

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

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含量多少來決定，一般來說取平均值。

1.3.2 土壤化學性質 采集0～20 cm表層土壤，取500 g土壤帶回，陰涼處風干后進行測定，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；有機質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 數據分析

本文研究采用 SPSS17.0和Excel 軟件對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 植被修復后土壤質量效果分析

土壤容重可作為判斷土壤肥力狀況的指標之一。土壤容重過大，表明土壤緊實，不利于透水、通氣、扎根，出現各種有毒物質危害植物根系。土壤容重過小，又會使有機質分解過速，并使植物根系扎不牢而易傾倒。土壤容重還是一個非常重要的基本數據，可用于計算土壤的孔隙度，進行土壤重量與土壤容積的換算，計算一定土層內的養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。

土壤孔隙度作為評價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分循環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相比差異性都達到了顯著水平(P<0.05)，栽植樹木后，對土壤質量具有提升作用。

2.2 植被修復后土壤養分含量分析

由表1可知，植被修復后，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)；土壤有機質變化隨著修復年限的增加呈上升趨勢，并且與對照2016年相比達到了顯著水平(P<0.05)，原因是樹木枯落物在地面的分解，增加了土壤有機質的含量。土壤堿解氮在斜坡和緩坡條件下，較對照的2016年數值有顯著提高(P<0.05)，可能是這兩種立地條件下，地上灌木的種類和數量較多所造成的。

表1 植被修復后土壤養分變化

3 結論

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