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矿区废弃地生态恢复与重建的生态效益研究

作　者: 陈思思
导　师: 周跃；杨永宏；方向京
学　校: 昆明理工大学
专　业: 环境科学
关键词: 生态恢复与重建生态效益矿山昆阳磷矿
分类号: X171.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

1986年～2008年问,昆阳磷矿已先后在其采空区实施了三期生态恢复与重建工程,但是到目前为止还没有系统地研究和分析矿山废弃地生态恢复与重建的生态效益评估与表征问题。依托云南省“十一五”科技攻关项目《矿区废弃地生态修复综合控制技术研究与示范》(项目编号2006SG24),以昆阳磷矿为具体研究对象,采用现场观测法、时空代换法、采样监测法和遥感分析法,从水土保持作用、土壤改良效果和景观格局变化等3个方面综合研究和分析了矿山废弃地生态恢复与重建工程生态效益评估和表征的方法及结果。通过现场设置侵蚀钉进行观测,获得了2005年、2006年和2007年有植被边坡和无植被边坡的土壤侵蚀模数,结果为复垦3年、2年、1年后,有植被区单位面积土壤侵蚀模数分别是无植被区的63%、61%和66%。利用时空代换法,预测得到矿区实施生态恢复与重建工程前,单位面积土壤侵蚀模数为13864t/(km2.a),每年土壤侵蚀量达到30716t；实施生态恢复与重建工程后,土壤侵蚀总量下降到1607t/a。说明实施生态恢复与重建工程对矿区废弃地具有明显的水土保持作用。通过分析不同营造年人工林林下土壤肥力差异、1986年营造的人工林不同剖面的林下土壤有机质和总氮与覆土土壤肥力差异、1986年营造的3种不同植被配置类型人工林林下土壤肥力差异,以及2005年营造的3种配置类型的人工林林下土壤肥力差异,证明实施生态恢复与重建工程可以有效地提高土壤肥力,但是不同物种组成的人工林的土壤肥力改良效果不同。土壤有机质及总氮的改良效果主要集中在0～20cm表土层。通过对研究区1988年、2002年和2006年的三期遥感影像资料的解译,以及对有林地、灌木林地以及采矿用地之间的相互转化关系分析可知,对于研究区而言,矿区生态恢复与重建工程对转入的有林地和灌木林地贡献很大。与此同时,还分析了遥感影像资料中的斑块类型水平指数和景观水平指数,从中可以看出,景观格局变化趋势与矿山开采和生态恢复与重建工程联系密切。生态恢复与重建工程优化和改善了研究区的景观格局。上述研究结果表明：(1)实施矿区废弃地生态恢复与重建工程是实现矿区可持续发展的重要手段,在控制水土流失、改良土壤性质、优化景观格局等方面具有重要作用和显著的生态效益；(2)提高水土保持功效、改善土壤肥力、优化景观格局,可作为评估和表征矿区废弃地生态恢复与重建工程生态效益的三大综合指标；(3)景观格局指数变化分析是跟踪研究区空间格局变化的有效方法，也可以成为环境管理的重要手段之一。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
图表清单  7-10
目录  10-13
第一章绪论  13-19
  1.1 课题背景及来源  13-14
  1.2 研究目的和意义  14-15
  1.3 研究内容及方法  15-18
    1.3.1 研究内容及研究区域  15-16
    1.3.2 研究方法及技术路线  16-18
  1.4 研究工作执行情况  18
  1.5 预期研究成果和创新点  18-19
第二章研究的理论依据及方法概述  19-34
  2.1 矿山废弃地生态恢复与重建的内涵及必要性  19-22
    2.1.1 矿山废弃地生态恢复与重建的内涵  19-20
    2.1.2 矿山生态恢复与重建的必要性  20-22
  2.2 矿山废弃地生态恢复与重建研究进展  22-24
    2.2.1 国外矿山废弃地生态恢复与重建研究  22-23
    2.2.2 国内矿山废弃地生态恢复与重建研究  23-24
  2.3 矿山废弃地生态恢复重建的生态效益  24-25
    2.3.1 矿山废弃地生态恢复与重建的效益  24
    2.3.2 矿山废弃地生态恢复与重建的生态效益  24-25
  2.4 矿山废弃地生态恢复与重建生态效益研究的理论基础和研究概况  25-31
    2.4.1 恢复生态学理论的应用  25-26
    2.4.2 景观生态学理论的应用  26-28
    2.4.3 矿山废弃地生态恢复与重建的生态效益研究概况  28-31
  2.5 本研究在该领域的地位  31-32
  2.6 本章小结  32-34
第三章研究区域概况及主要方法  34-47
  3.1 研究区自然社会状况  34-35
    3.1.1 地理位置  34
    3.1.2 气候条件  34
    3.1.3 地形地貌  34
    3.1.4 水文地质  34
    3.1.5 植被  34-35
    3.1.6 社会经济状况  35
  3.2 研究区生态破坏与生态重建  35-38
    3.2.1 昆阳磷矿存在矿山地质环境问题及其危害  36-37
    3.2.2 昆阳磷矿生态恢复重建工程概况  37-38
  3.3 研究方法  38-46
    3.3.1 土壤侵蚀监测  38-41
    3.3.2 土壤性质测定  41-42
    3.3.4 景观格局分析  42-46
  3.4 本章小结  46-47
第四章研究结果与分析  47-78
  4.1 土壤侵蚀监测  47-50
    4.1.1 边坡土壤侵蚀量  47
    4.1.2 植被水土保持作用  47-49
    4.1.3 水土保持作用分析  49-50
  4.2 土壤养分测定  50-63
    4.2.1 土壤养分随人工林林龄及土壤剖面的变化  51-56
    4.2.2 相同林龄不同植被配置人工林土壤养分分析  56-63
  4.3 景观格局变化  63-75
    4.3.1 矿区土地利用类型变化  63-69
    4.3.2 斑块类型水平指数  69-73
    4.3.3 景观水平指数  73-75
  4.4 本章小结  75-78
    4.4.1 水土保持作用小结  75
    4.4.2 土壤改良效果小结  75-76
    4.4.3 景观格局变化分析小结  76-78
第五章综合讨论  78-87
  5.1 关于土壤侵蚀  78-79
  5.2 关于土壤改良  79-81
    5.2.1 土地利用变化对土壤肥力的影响讨论  79-80
    5.2.2 不同剖面上土壤改良效果差异讨论  80
    5.2.3 物种配置对土壤肥力的影响讨论  80-81
  5.3 关于景观格局变化  81-83
  5.4 本研究在理论和方法上的探索特点  83-84
  5.5 本研究执行效果  84-85
  5.6 不足与改进  85-87
    5.6.1 不足之处  85-86
    5.6.2 改进思路  86-87
第六章研究结论与建议  87-89
  6.1 研究结论  87-88
  6.2 建议  88-89
致谢  89-90
参考文献  90-95
附录  95-102

矿区废弃地生态恢复与重建的生态效益研究

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