辽西铁矿废弃地水土流失特征与生态修复模式研究
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摘要
本文内以辽西铁矿废弃地为研究对象，进行相关研究。因铁矿石的采选形成的采坑、尾矿库、排岩场，这些土地丧失了原有的使用功能，生态系统组成、结构发生了聚变，尤其以表层植被的减少、消失最为明显，这样的土地统称铁矿废弃地。铁矿废弃地的水土流失类型为水蚀、风蚀兼有化学侵蚀。这类土地由于原地表的植被遭到了严重的破坏，导致水土流失量激增。
辽西四市中，朝阳市矿区总面积1946.37hm2，整个矿区生产前总水土流失量80555.43t，生产后总水土流失量603760.56t，总水土流失增量523205.11t。阜新市矿区总面积4719.78hm2，整个矿区生产前总水土流失量100983.40t，生产后总水土流失量880393.71t，总水土流失增量779410.33t。葫芦岛市矿区总面积2403.44hm2，整个矿区生产前总水土流失量100327.61t，生产后总水土流失量286734.53t，总水土流失增量186406.92t。锦州市矿区总面积2117.72hm2，整个矿区生产前总水土流失量50381.21t，生产后总水土流失量252950.74t，总水土流失增量202569.52t。
本文采用室外调查与室内分析相结合的方法，将铁矿废弃地划分为以下三种类型：采损废弃地、排土废弃地、尾矿废弃地3种类型。通过野外调查、人工模拟降雨试验、结合spss数据分析。研究降雨强度、降雨历时、坡度对辽西地区铁矿废弃地的水土流失特征的影响。研究发现降雨强度，降雨历时对水土流失量的影响似乎很微弱，而坡度似乎是影响水土流失的主导因子。所以在治理铁矿废弃地水土流失、恢复其植物群落过程中，应该先采取必要的治坡手段。经过长时间的野外调查结合各植物种的优势度测定，Shannon—Weiner和Simpson多样性指数测定， Pielou和Alatalo物种分布均匀度指数，Margalef和Patrick物种丰富度指数测定。总结辽西铁矿废弃植物群落演替特征，发现植被的自然恢复过程先后顺序是：一年生草本植物进入，多年生草本植物的定居，灌木种类的定居，森林群落的演替系列。而且植物群落演替速率极为缓慢，需要花费数十年乃至数百年的时间才能形成较为稳定的植被。废弃地植被恢复过程中，被动地等待自然恢复效果缓慢，实行人工干预加速废弃地复垦与生态重建过程，是尽快改善矿业环境的重要途径。
通过试验分析，发现辽西地区的铁矿废弃地基质中重金属含量接近土壤环境质量二级标准。因为各种类型铁矿废弃地基质组分有明显的不同，所以对基质组分的分析，有助于选择适合的植物种类进行植被修复。所以在辽西地区，对铁矿废弃地的植被恢复、基质改良应因类型而异，还应根据基质状况而异。了解基质概况后，选定刺槐、小叶杨、沙棘、小叶锦鸡儿、沙打旺作为辽西铁矿废弃地的先锋树种、草种。最终总结出辽西铁矿废弃地治理模式。
In this paper iron mine wasteland in western Liaoning as the research subject。 Due to the miningof iron ore,Pit,Tailing dam and Waste rock field appeared. These lands had lost their original usefunctions, Ecological system and structure are changed. Surface vegetation reduced or disappeed areobvious. The land referred to as iron mine wasteland. Iron ore mine wasteland soil erosion types arewater erosion、wind erosion and chemical erosion.
In western Liaoning，the total mining area is1946.37ha in Chaoyang, and the total amount of soiland water loss is80555.43t before production. After destroyed, the total amount of soil and water lossis603760.56t. The increment of soil and water loss is523205.11t.The total mining area is4719.78ha inFuxin，the total amount of soil and water loss is100983.40t before production. After destroyed, thetotal amount of soil and water loss is880393.71t. The increment of soil and water loss is779410.33t.The total mining area is2403.44ha in Huludao，the total amount of soil and water loss is100327.61tbefore production. After destroyed, the total amount of soil and water loss is286734.53t. The incrementof soil and water loss is186406.92t.The total mining area is2117.72ha in Jinzhou，the total amount ofsoil and water loss is50381.21t before production. After destroyed, the total amount of soil and waterloss is252950.74t. The increment of soil and water loss is202569.52t.
In this paper, we combined the outdoor investigation with indoor analysis. The iron ore wastelandsis divided into the following three types. Excavation of wasteland, Dumping wasteland, Tailingswasteland. We use simulation experiment and field monitoring,at the same time artificial rainfallsimulation tests, combined with the analysis of SPSS data. In which way rainfall intensity, duration ofrainfall, slope influence the amount of soil erosion in iron ore wastelands. We research found thatintensity, duration of rainfallinfluenced the amount of soil erosion was not obvious.It is appeared thatSlope was the dominant factor of soil and water loss.So when recovery the plant community of iron orewasteland, we must take the necessary means to treat slope. After measured dominance of the plantspecies, measured diversity index of Shannon—Weiner,Simpson,Pielou and Alatalo of distributionevenness index, Margalef and Patrick of richness index. Summed up the plant communitycharacteristics of iron ore wasteland in Western Liaoning.We found that the first is the annualherbaceous plants in the natural restoration of vegetation, the sccond is a perennial herb settlement,thethird is shrub species settled, finally, Succession of forest community. Plant community succession rateis very slow, take decades or even hundreds of years. So manual intervention must be executed toaccelerate the process of ecological restoration of abandoned land.
We found that heavy metals in soil environment quality is close to two grade standard. Because ofvarious types of iron ore wasteland are obviously different. The matrix components analysis is helpful toselect suitable plant species for vegetation restoration. In Western Liaoning, the vegetation restoration isalso in accordance with the matrix situation to another. We selected Robinia Pseudoacacia,Populussimonii Carr, Hippophae Rhamnoides, Caragana microphylia, Leguminosae as Pioneer species.Finally, the restoration models of iron mine wasteland was Summed up.
辽西四市中，朝阳市矿区总面积1946.37hm2，整个矿区生产前总水土流失量80555.43t，生产后总水土流失量603760.56t，总水土流失增量523205.11t。阜新市矿区总面积4719.78hm2，整个矿区生产前总水土流失量100983.40t，生产后总水土流失量880393.71t，总水土流失增量779410.33t。葫芦岛市矿区总面积2403.44hm2，整个矿区生产前总水土流失量100327.61t，生产后总水土流失量286734.53t，总水土流失增量186406.92t。锦州市矿区总面积2117.72hm2，整个矿区生产前总水土流失量50381.21t，生产后总水土流失量252950.74t，总水土流失增量202569.52t。
本文采用室外调查与室内分析相结合的方法，将铁矿废弃地划分为以下三种类型：采损废弃地、排土废弃地、尾矿废弃地3种类型。通过野外调查、人工模拟降雨试验、结合spss数据分析。研究降雨强度、降雨历时、坡度对辽西地区铁矿废弃地的水土流失特征的影响。研究发现降雨强度，降雨历时对水土流失量的影响似乎很微弱，而坡度似乎是影响水土流失的主导因子。所以在治理铁矿废弃地水土流失、恢复其植物群落过程中，应该先采取必要的治坡手段。经过长时间的野外调查结合各植物种的优势度测定，Shannon—Weiner和Simpson多样性指数测定， Pielou和Alatalo物种分布均匀度指数，Margalef和Patrick物种丰富度指数测定。总结辽西铁矿废弃植物群落演替特征，发现植被的自然恢复过程先后顺序是：一年生草本植物进入，多年生草本植物的定居，灌木种类的定居，森林群落的演替系列。而且植物群落演替速率极为缓慢，需要花费数十年乃至数百年的时间才能形成较为稳定的植被。废弃地植被恢复过程中，被动地等待自然恢复效果缓慢，实行人工干预加速废弃地复垦与生态重建过程，是尽快改善矿业环境的重要途径。
通过试验分析，发现辽西地区的铁矿废弃地基质中重金属含量接近土壤环境质量二级标准。因为各种类型铁矿废弃地基质组分有明显的不同，所以对基质组分的分析，有助于选择适合的植物种类进行植被修复。所以在辽西地区，对铁矿废弃地的植被恢复、基质改良应因类型而异，还应根据基质状况而异。了解基质概况后，选定刺槐、小叶杨、沙棘、小叶锦鸡儿、沙打旺作为辽西铁矿废弃地的先锋树种、草种。最终总结出辽西铁矿废弃地治理模式。
In this paper iron mine wasteland in western Liaoning as the research subject。 Due to the miningof iron ore,Pit,Tailing dam and Waste rock field appeared. These lands had lost their original usefunctions, Ecological system and structure are changed. Surface vegetation reduced or disappeed areobvious. The land referred to as iron mine wasteland. Iron ore mine wasteland soil erosion types arewater erosion、wind erosion and chemical erosion.
In western Liaoning，the total mining area is1946.37ha in Chaoyang, and the total amount of soiland water loss is80555.43t before production. After destroyed, the total amount of soil and water lossis603760.56t. The increment of soil and water loss is523205.11t.The total mining area is4719.78ha inFuxin，the total amount of soil and water loss is100983.40t before production. After destroyed, thetotal amount of soil and water loss is880393.71t. The increment of soil and water loss is779410.33t.The total mining area is2403.44ha in Huludao，the total amount of soil and water loss is100327.61tbefore production. After destroyed, the total amount of soil and water loss is286734.53t. The incrementof soil and water loss is186406.92t.The total mining area is2117.72ha in Jinzhou，the total amount ofsoil and water loss is50381.21t before production. After destroyed, the total amount of soil and waterloss is252950.74t. The increment of soil and water loss is202569.52t.
In this paper, we combined the outdoor investigation with indoor analysis. The iron ore wastelandsis divided into the following three types. Excavation of wasteland, Dumping wasteland, Tailingswasteland. We use simulation experiment and field monitoring,at the same time artificial rainfallsimulation tests, combined with the analysis of SPSS data. In which way rainfall intensity, duration ofrainfall, slope influence the amount of soil erosion in iron ore wastelands. We research found thatintensity, duration of rainfallinfluenced the amount of soil erosion was not obvious.It is appeared thatSlope was the dominant factor of soil and water loss.So when recovery the plant community of iron orewasteland, we must take the necessary means to treat slope. After measured dominance of the plantspecies, measured diversity index of Shannon—Weiner,Simpson,Pielou and Alatalo of distributionevenness index, Margalef and Patrick of richness index. Summed up the plant communitycharacteristics of iron ore wasteland in Western Liaoning.We found that the first is the annualherbaceous plants in the natural restoration of vegetation, the sccond is a perennial herb settlement,thethird is shrub species settled, finally, Succession of forest community. Plant community succession rateis very slow, take decades or even hundreds of years. So manual intervention must be executed toaccelerate the process of ecological restoration of abandoned land.
We found that heavy metals in soil environment quality is close to two grade standard. Because ofvarious types of iron ore wasteland are obviously different. The matrix components analysis is helpful toselect suitable plant species for vegetation restoration. In Western Liaoning, the vegetation restoration isalso in accordance with the matrix situation to another. We selected Robinia Pseudoacacia,Populussimonii Carr, Hippophae Rhamnoides, Caragana microphylia, Leguminosae as Pioneer species.Finally, the restoration models of iron mine wasteland was Summed up.
引文
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