CN110800414B - 一种采金受损区西伯利亚落叶松自然恢复的地形整治方法 - Google Patents

一种采金受损区西伯利亚落叶松自然恢复的地形整治方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种采金受损区西伯利亚落叶松自然恢复的地形整治方法，该方法通过地形整理技术改良植物根际土壤环境条件，同时使自然降水在土壤中进行再分配，达到积雪集水效果，改变西伯利亚落叶松根际土壤水分含量，促进西伯利亚落叶松幼苗发生，并提高生物量，以达到受损金矿区西伯利亚落叶松林自然恢复的目的。本技术适宜于有西伯利亚落叶松自然分布区域，对植被受损矿区实施以西伯利亚落叶松为建群种自然植被恢复与重建。

Description

一种采金受损区西伯利亚落叶松自然恢复的地形整治方法
技术领域
本发明属于植被生态恢复的范畴，具体涉及一种采金受损区西伯利亚落叶松自然恢复的地形整理技术。
背景技术
矿产资源的开发和利用，在为国民经济发展作出重要贡献的同时，也不可避免的带来了一系列生态环境问题和自然地质灾害问题。采金活动使得矿区生态***的地形地貌、土壤、水文、植被等环境发生变化，造成整个矿区生态环境破坏，进而发展为不可逆转的生态问题。据统计，我国矿区破坏土地累计面积达288×104hm 2，并且每年以大约4.67×104hm 2的速度增长(刘延滨，采矿迹地生态恢复的探索与实践)，新疆黄金矿产分布较广，全区有50个县(市)有黄金矿产地。2001年有77个采金矿山，年产矿石量166×104t，各矿区基本为露天开采，对地表土壤、植被生态破坏较为严重(杨志勋，新疆矿产资源开发与生态环境建设协调发展)，因此，废弃矿区作为一种人为作用下的特殊人工再塑侵蚀地貌，已经成为制约矿区可持续发展乃至区域生态安全的重大隐患，进行因地制宜地恢复措施具有重要意义。
西伯利亚落叶松(Lerix sibirica)适应性很强,是一个具有耐寒抗冻、耐贫瘠及适生于石质化土壤的树种，它喜光、耐干早生命力极强，是发展性的森林植物群系。西伯利亚落叶松分布很广泛。在新疆境内,其水平分布为北纬43°10′-49°08′，东经85°30′一96°5′0″，垂直分布由西北向东南递升,在阿尔泰山西北部处于1300-2400米之间,至东南部的青河上升到1600m-2600m之间；而在天山东端的哈密及巴里坤山地则上升到2000-2800m之间。在阿尔泰山与蒙古杭爱山为大型沙金开采地，开矿受损较为严重。
针对矿区生态恢复的研究成为国内外生态学研究的热点，目前研究表明，采金矿区修复主要是采矿迹地基质改良技术和植被重建和景观再造以及生物多样性重现和生态功能持续。采矿迹地基质改良技术主要采用物理法、化学法和生物法，物理法主要包括表土回填和客土覆盖，但是由于采金过后地表所含土较少，异地转运土所需费用很高，存在一定的局限性，化学法主要是在废弃地添加一部分化学物质进行改良，由于大部分矿山废弃地土壤物质中缺乏有机质、氮、磷等植物所需的营养物质，这就需要在矿山废弃地修复中不断添加肥料，如在放牧矿区就地取材添加牛羊粪等，但是停止施肥后植被覆盖度、生物量都会下降，化学法需要长期的人力和财力投入，较难管理，效果持续较长。我们在研究过程中发现采矿过后淘金地区仍然存在部分土壤含量较高，有机质平均含量约在7.67g/kg，与其他类型受损开矿地有机质相比高出10.51％，在一定地形条件下西伯利亚落叶松可以自然恢复生长，且长势良好。
目前针对河道采金矿区的恢复方法主要采用覆土、施加肥料与种植植物相结合，这种方式需要的经济成本较高，耗时耗力，在河道采金地区，如何合理利用地形并且能够保证植被自然恢复成活率较高成为亟待解决的问题，我们发明了适合于采金受损区西伯利亚落叶松的自然恢复技术，通过对地形的整理，能够加快植被恢复，为矿山植被恢复提供新的方法。
发明内容
本发明的目的在于通过地形整理技术改良植物根际土壤条件，同时进行地形改造可使自然降水在土壤中进行再分配，达到积雪集水效果，改变西伯利亚落叶松根际土壤水分含量。加快西伯利亚落叶松幼苗形成，促进西伯利亚落叶松生长提高生物量，以达到受损金矿区西伯利亚落叶松林自然恢复的目的。本技术适宜于在有西伯利亚落叶松林带条件下，对受损金矿区植被衰退和受损植被实施以西伯利亚落叶松为建群种植被自然恢复与重建。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种采金受损区西伯利亚落叶松恢复地形整治方法，按以下步骤进行：
a、选择受损开矿区；
b、地形整理：将选择的矿区砾石土按品字形堆积，形成波浪状地形，能够有效的提供地表径流，为西伯利亚落叶松生长提供合适的水分条件，所整理的土坡高度(2)为80-100cm，底部半径(3)在3.5m-4m，底边坡度(1)约为25°的伞状土堆。
进一步的，在种源传播不到的地方，适宜的条件下补播西伯利亚落叶松种子，平均每亩1kg种子，提供土壤种子库。
进一步的，在后期管理阶段，防止恢复幼苗被放牧啃食，可在恢复区***设置围栏，防止牛羊对恢复区进行二次破坏。
进一步的，步骤a中选择的受损开矿区为西伯利亚落叶松自然分布区。
进一步的，所述西伯利亚落叶松自然分布区为阿勒泰地区。
本发明的有益效果是：地表含有较多的砾石，能够为刚萌发的种子减少土壤蒸腾，并提供良好的庇荫效果，将矿区整理成起伏的波浪地形能够有利于积雪和降雨的地表径流，使有效降水资源能够渗入更深的根系层，为针叶林生长恢复提供充足的水分，促进水资源的合理利用；土坡高度在低于80cm时，植被恢复较差，而在大于1m时，会导致工程量过大，成本过高，土坡底部宽度为3.5-4m，能够有效促进降水的利用，达到防风和积水的效果，土坡底部宽度为4米以上时会导致工程量过大，成本过高，土堆倾角为25°，能够保证达到最好的径流效果。
2019年8月自然恢复11年试验调查结果分析表明：地形整理后西伯利亚落叶松平均株高为135cm，平均冠幅面积为0.589m 2，而在土地整理时推平的地方西伯利亚落叶松没有分布。
经过十一年的实验研究发现，100平方米样方内平均有25株西伯利亚落叶松苗，长势良好，起到了良好的生态恢复效果，波浪地形在夏天降雨时形成有效的地表径流，在冬天有利于积雪，有较好的集水效果，使针叶林能够获得更多的水分，波浪地形低洼处能够为刚长出的幼苗遮阴同时还有防风的效果。与自然推平无起伏地形相比，生物量多样性与盖度明显提高，通过样方调查计算草本生物多样性为0.53，在较平地势地区，只有草本分布，无灌木和乔木分布。
附图说明
图1为本发明落叶松自然恢复的地形整理正视图；
图2为本发明落叶松自然恢复的地形整理俯视图；
附图说明：底边坡度-1、土坡高度-2、底部半径-3。
具体实施方式
下面结合附图对实施例进行说明
实施例1
2008年在阿勒泰地区红山嘴口岸(N48°05.890',E88°55.654')设置试验区，试验区海拔约为2000m，河道两侧为羊茅、杂类草高寒草甸，山坡上为西伯利亚落叶松群系。试验区为阿勒泰地区福海县2008年国土治理项目，试验地为大型机械采砂金后破坏土地，将土地进行推平处理，地势无起伏。
2019年8月自然恢复11年试验调查结果分析后，推平地形整理后，无西伯利亚落叶松分布，无灌木和其他乔木分布，有少量草本覆盖，植被盖度在1％-3％，通过样方调查计算草本Simpson生物多样性为0.14。
实施例2
2008年在阿勒泰地区红山嘴口岸(N48°05.831',E88°55.576)设置试验区，试验区海拔约为2000m，河道两侧为羊茅、杂类草高寒草甸，山坡上为西伯利亚落叶松群系。试验区为阿勒泰地区福海县2008年国土治理项目，试验地为大型机械采砂金后破坏土地。
(1)地形整理：将红山嘴矿区砾石土按品字形堆积，底长重叠区1为40cm，形成波浪状地形，能够有效的提供地表径流，为西伯利亚落叶松生长提供合适的水分条件。所整理的土坡高度2为30cm，底部半径3在2.5m，底边坡度1为15°的伞状土堆，地势稍有起伏。
(2)在种源传播不到的地方，在第二年的四月份补播西伯利亚落叶松种子，平均每亩1kg种子，提供土壤种子库。
(3)后期管理：防止恢复幼苗被放牧啃食，应该在恢复区***设置围栏，防止牛羊对恢复区进行二次破坏。
2019年8月自然恢复11年试验调查结果分析表明：地形整理后西伯利亚落叶松平均株高为45cm，平均冠幅面积为0.129m 2，且在波浪地形内有少量的灌木分布，草本数量也较多，植被覆盖度平均在10％左右，通过样方调查计算草本生物多样性为0.28，在较平地势地区，只有草本分布，无灌木和乔木分布。
实施例3
2008年在阿勒泰地区红山嘴口岸(N48°05.800',E88°55.501')设置试验区，试验区面积约为10亩，试验区海拔约为2000m，河道两侧为羊茅、杂类草高寒草甸，山坡上为西伯利亚落叶松群系。试验区为阿勒泰地区福海县2008年国土治理项目，试验地为大型机械采砂金后破坏土地，地表砾石含量约在60-70％，该地区年平均降水约在600-800mm左右。
如图1-2所示，地形整理：
(1)将红山嘴矿区砾石土按品字形堆积，底长重叠区1约为40cm，形成波浪状地形，能够有效的提供地表径流，为西伯利亚落叶松生长提供合适的水分条件，所整理的土坡高度2为80-100cm，底部半径3在3.5-4m，底边坡度1为25°的伞状土堆。
(2)在种源传播不到的地方，在第二年的四月份补播西伯利亚落叶松种子，平均每亩1kg种子，提供土壤种子库。
(3)后期管理：防止恢复幼苗被放牧啃食，应该在恢复区***设置围栏，防止牛羊对恢复区进行二次破坏。
2019年8月自然恢复11年试验调查结果分析表明：地形整理后西伯利亚落叶松平均株高为135cm，平均冠幅面积为6.89m 2，而在土地整理时推平的地方西伯利亚落叶松没有分布，且在波浪地形内有少量的灌木分布，草本数量也较多，植被覆盖度平均在30％左右，与自然推平无起伏地形相比，生物量多样性与盖度明显提高，通过样方调查计算草本生物多样性为0.53，在较平地势地区，只有草本分布，无灌木和乔木分布。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种采金受损区西伯利亚落叶松恢复地形整治方法，其特征在于，按下列步骤进行：
a、选择受损开矿区；
b、地形整理：将选择的矿区砾石土按品字形堆积，形成波浪状地形，能够有效的提供地表径流，为西伯利亚落叶松生长提供合适的水分条件，所整理的土坡高度(2)为80-100cm，底部半径(3)在3.5m-4m，底边坡度(1)约为25°的伞状土堆；
在种源传播不到的地方，在第二年的四月份补播西伯利亚落叶松种子，平均每亩1kg种子，提供土壤种子库；
在后期管理阶段，防止恢复幼苗被放牧啃食，在恢复区***设置围栏，防止牛羊对恢复区进行二次破坏。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中选择的受损开矿区为西伯利亚落叶松自然分布区。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述西伯利亚落叶松自然分布区为阿勒泰地区。
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