人工草地建植对典型矿区新构土体影响研究

发布时间：2020-07-06 10:19

【摘要】：露天煤矿开采活动引发陆地生态系统环境的剧烈改变,造成严重的土地退化现象。开采活动形成大面积的排土场,占用土地,影响动植物生境,还会带来严重的水土流失问题,对生态环境构成严重威胁,因此,排土场生态系统的恢复和重建成为采矿区生态系统重建的焦点,其中土地复垦和植被恢复是排土场生态系统恢复和重建的基础工作。为探究不同人工草地类型对排土场土壤理化性质和土壤入渗性能的改善,以及人工草地建植后对降雨-土壤水转化过程的影响。本研究以内蒙古自治区鄂尔多斯市永利煤矿露天排土场建植的紫花苜蓿、胡枝子、沙打旺、蒙古冰草、花棒、无芒雀麦、杨柴、冰草+沙蒿、沙打旺+沙蒿和紫花苜蓿+无芒雀麦10种类型的人工草地为研究对象,并以裸地作为对照,通过野外调查不同人工草地的生物量、土壤水分和土壤入渗性能,并结合室内分析测定土壤的理化性质,研究结果发现:(1)人工草地能够降低土壤容重,改善土壤孔隙度。人工草地的土壤容重小于裸地,紫花苜蓿+无芒雀麦,冰草+沙蒿和沙打旺+沙蒿混播草地0-10 cm层土壤容重小于单播草地,禾本科物种的草地10-30 cm层土壤容重高于豆科物种的草地;人工草地能够有效增加土壤总孔隙度和毛管孔隙度,混播草地0-10 cm层土壤孔隙度高于单播草地,豆科物种草地10-30 cm层土壤孔隙度高于禾本科物种的草地。(2)人工草地能够增加土壤有机碳含量,提高土壤pH值。与裸地相比,人工草地能显著提高土壤有机碳含量,随深度增加,有机碳含量降低。不同人工草地土壤有机碳含量差异显著,灌木对以禾本科物种为主的草地有机碳含量影响要小于以豆科物种为主的草地,禾本科-豆科混播能够显著提高禾本科单播草地土壤有机碳含量;人工草地各层土壤pH值均高于裸地,豆科-灌木和禾本科-灌木混播的草地土壤pH值高于豆科和禾本科单播草地,而禾本科-豆科混播草地土壤pH值则低于单播草地。(3)人工草地能够改善土壤的入渗性能,增加土壤水分含量。6月份,人工草地不同深度土壤水分含量均显著低于裸地,土壤水分含量随深度增加先增加后减少,禾本科物种草地土壤水分含量高于其他草地类型;8月份,人工草地土壤水分含量高于裸地,豆科-灌木混播草地土壤水分含量高于豆科单播草地,豆科-禾本科和禾本科-灌木混播草地土壤水分含量低于禾本科单播草地;10月份,人工草地0-30 cm层土壤水分含量高于裸地,30-50 cm层土壤水分含量低于裸地;不同草地类型对土壤的入渗性能影响不同,生长旺盛季(8月份)禾本科物种草地土壤入渗性能降低,而豆科物种草地土壤入渗性能增强,不同的混播模式对土壤入渗性能影响不同,灌木或者豆科与禾本科混播能够增加禾本科物种草地的入渗性能,而灌木-豆科混播会降低豆科物种草地的土壤入渗性能。(4)人工草地的蒸散量高于裸地,蒸散量受降雨量的影响。豆科-灌木和禾本科-灌木混播的草地蒸散量小于豆科和禾本科单播草地,禾本科草地的蒸散量小于豆科草地;人工草地均存在土壤储水亏缺,8月份储水亏缺最严重。与豆科-灌木混播草地相比,禾本科-灌木混播的草地土壤储水亏缺更严重,与豆科混播会增加禾本科物种草地的储水亏缺;人工草地土壤储水亏缺补偿度均1,在天然降雨条件下土壤水分亏缺均得不到完全补充,与灌木混播会降低禾本科草地的储水亏缺补偿,而灌木-豆科和禾本科-豆科混播的草地土壤储水亏缺补偿度高于豆科和禾本科单播草地;不同人工草地土壤水分利用效率不同,禾本科草地土壤水分利用效率高于豆科草地,与豆科单播草地相比,禾本科-豆科和灌木-豆科混播能够增加草地的土壤水分利用效率。人工草地的配置不同,对土壤理化性质,水分及入渗的影响不同。冰草+沙蒿、沙打旺+沙蒿和紫花苜蓿+无芒雀麦混播草地的土壤容重、土壤总孔隙度和有机碳含量均高于单播草地,生长旺盛季(8月)沙打旺+沙蒿混播草地土壤水分含量高于沙打旺单播草地,并且沙打旺+沙蒿草地土壤水分入渗性能最好,蒸散量和土壤储水亏缺度均低于其他混播草地,而土壤储水亏缺补偿度和水分利用效率则高于其他单播草地,所以从土壤改良效果和草地的可持续利用出发,沙打旺+沙蒿混播草地是矿区新土体改良的最优草地配置模式。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S812

【参考文献】