干热河谷水电站工程弃渣场废弃地植被恢复生态学过程研究

近20年来，人为干扰造成的退化生态系统植被恢复成为国内外生态、环境学界的关注焦点之一。干热河谷是我国西南地区由于特殊地形、气候环境形成的生态脆弱地区，近10年由于大量水电站等工程建设，造成水土流失加剧、土地资源减少、生态系统进一步退化，其中弃渣场废弃地是植被恢复最困难和最关键的扰动区域。选择干热河谷区金沙江干流在建金安桥大型水电站工程明挖、洞挖和混合型三种不同类型典型弃渣场为研究对象，在弃渣场废弃地岩土基质理化性能分析基础上，确定植被恢复的限制因素；根据施工7年来弃渣场废弃地的弃渣过程、土壤种子库动态、地上植被恢复动态以及与原生地带性植被特征的对比，分析不同类型弃渣场废弃地土壤种子库与植被群落动态特征的关系，揭示渣场基质、土壤种子库对干热河谷水电站工程弃渣场废弃地植被恢复的驱动机制，为干热河谷生态脆弱地区水电站、矿山等工程建设造成的废弃地生态建设提供理论基础。

已按课题计划任务书完成所有研究内容，实现研究目标。核心期刊发表论文12篇，4名硕士研究生在该课题支持下完成学时学位论文。. 本研究选择干热河谷区金沙江干流不同类型典型弃渣场废弃地为研究对象，初步确定了弃渣场废弃地岩土基质影响植被恢复的限制因素，分析了弃渣场废弃地土壤种子库与地上植被群落以及周边植被群落的关系。研究结果表明：（1）未受人为建设扰动的原地貌不同整地方式林地比自然荒草坡面和坡耕地在径流小区尺度和集水区尺度都具有很好的蓄渗径流和拦截泥沙作用；（2）粗颗粒含量多，有机质含量低，N素缺乏，是弃渣场废弃地岩土基质限制植被恢复的主要限制因素；（3）弃渣场废弃地岩土基质和周边土壤种子库以及地上植被中，都是草本植物占优势地位，但种子库中木本植物数量只占10%，而地上植被中木本植物占39%，在渣场种子库中木本植物只是零星出现在洞挖渣场平台、明挖渣场早期弃渣基质中；弃渣场平台种子库储量是边坡的1.9-3.7倍，明挖弃渣边坡的土壤种子库储量大于洞挖弃渣边坡，且逐年呈下降趋势；（4）弃渣场平台岩土基质的土壤种子库与周边植被群落的土壤种子库相似性系数在0.46-0.27之间，边坡比平台低，且都小于0.27，相似性系数的高低主要取决于弃渣场与周边植被群落的距离远近有关，距离越近相似性系数越高，说明弃渣场岩土基质植物种子来源主要决定于外来种子的传播而不是自身含有的种子多少，坡面径流冲刷可能造成边坡土壤种子库富集于平台；（5）土壤种子库的丰富度和多样性是周边群落最高，其次明挖渣场早期弃渣坡面、洞挖渣场最低平台和明挖渣场平台，其余部位较低并且接近；（6）不同类型弃渣场和弃渣场不同部位种子库数量之间不存在显著差异，而弃渣场和周边群落之间的土壤种子库数量差异性显著；不同类群弃渣场土壤种子库与地上植被、周边群落土壤种子库与地上植被生物多样性之间的关联度小；（7）弃渣场废弃地植被恢复过程中灌木层和草本层的物种丰富度指数、Shannon-Weiner指数、Simpson指数及ielou均匀度指数连续三年的变化趋势无明显规律；在连续三年的植被恢复过程中，灌木层中物种种类逐渐减少，而草本层物种种类数量则基本保持稳定；随着植被恢复年限的增加，弃渣场植被群落与原生植被群落的相似性指数呈现下降趋势。