白云鄂博矿区复绿植物筛选

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白云鄂博矿区是世界上最大的轻稀土矿区,随着矿产资源的大量开采导致地表植被不断遭到破坏。因此,开展矿区植被恢复工作显得尤为重要。然而,矿区植被自然恢复进程缓慢,需要我们在充分考虑植被恢复的即时效果和长期效果的基础上,采取人工措施将乔、灌、草、藤相结合加快矿区植被恢复进程。本研究通过布设样方法统计矿区现有植物种,分析采矿活动对植物丰富度和多样性的影响。从中选取长势良好且具有多度和频度优势的植物种,采集植物样品及其相应的根际和非根际土壤,测定重金属和稀土元素含量,分析植物对重金属和稀土元素的富集特征。为了筛选出更多适宜于白云鄂博矿区植被恢复的植物种类,在考虑植被适应性、对土壤的改良性、生态防护性、植物生长周期以及经济性的基础上,利用层次分析法建立计算模型筛选出更多较优的植被恢复物种。同时,对层次分析法筛选出的植物种进一步进行干旱、养分以及稀土元素单因素及多因素复合室内模拟胁迫实验,研究不同植物对环境胁迫的响应机制。通过抗逆性综合评价筛选出适合于白云鄂博矿区植被恢复的先锋物种。本研究主要结论如下:(1)矿区样方区域内共采集到植物52种,分属21科、46属,并筛选出11种优势植物。矿区优势植物根际土壤和非根际土壤中重金属和总稀土的平均含量均高于内蒙古土壤背景值,矿区土壤受到不同程度的重金属-稀土复合污染。植物不同部位对重金属和稀土元素的吸收能力不同,除Cu以外,其余重金属和稀土元素在植物地下部分的平均含量高于地上部分。植物体内多种重金属的最高值均高于植物体内正常含量范围,但未达到超富集植物标准。猪毛菜对Cu和Hg、艾蒿对Cu、凤毛菊对Cu和大多数稀土元素以及蓼子朴对La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu和Gd的生物富集系数及转运系数均大于1,属于富集型植物,具有修复污染土壤的潜力。蒲公英、骆驼蓬、茵陈蒿、灯芯草和胡枝子吸收的重金属和稀土元素主要囤积于根部,地上部含量较少,根部富集系数大于1,转运系数小于1,属于根部囤积型植物,可用于污染土壤的植物固定。乳苣对全部的重金属和11种稀土元素以及碱蓬对全部重金属的地上部分和地下部分的生物富集系数均小于1,属于规避型植物,可作为矿区植被恢复的先锋植物。(2)利用层次分析法对复绿植物进行筛选,共筛选出8种植物作为白云鄂博矿区废弃地生态恢复植被待选物种,乔木类:紫穗槐和榆树;灌木类:胡枝子和小叶锦鸡儿;草本类:紫花苜蓿和艾蒿;藤本类:五叶地锦和凌霄。(3)通过环境胁迫实验设置不同的胁迫条件,对不同植物进行抗性分析,综合对8种植物进行各种胁迫实验所测得的抗逆性质,最终进行主成分分析,筛选出的乔木类植物为:榆树;灌木类:小叶锦鸡儿;草本类:紫花苜蓿;藤本类:凌霄。
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