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本文以唐山铁尾矿区基于水保工程的植被恢复模式、基于排土场废料客土的植被恢复模式、灌木纯林直接植被恢复模式、乔木纯林直接植被恢复模式、灌草混交林直接植被恢复模式等5种植被恢复模式为研究对象,以裸尾矿为对照,通过野外调查和室内分析测定,研究不同植被恢复模式对植物群落特征及铁尾矿基质理化性质的影响。采用灰色关联度与相关性系数相结合的方法对评价指标进行筛选,构建评价指标体,并运用一般综合评价法和模糊综合评价法对唐山铁尾矿植被恢复的生态效益进行评价。旨在为铁尾矿植被恢复提供依据。主要研究结果如下:(1)各植被恢复模式下人工林群落结构简单。在垂直结构上,六孔砖分为乔木层、灌木层和草本层,杨树林分为乔木层和灌木层,其余植被恢复模式均分为灌木层和草本层。紫穗槐林、剥岩造地紫穗槐林、六孔砖灌木层生长旺盛,盖度较大,分别为80%、70%、65%;剥岩造地紫穗槐林和灌草混交林植物群落的草本层生长较茂盛,盖度较高,分别为58.29%、56.38%。(2)从物种多样性指数来看,各植被恢复模式从大到小依次为:杨树林>剥岩造地紫穗槐林>灌草混交林>紫穗槐林>六孔砖>沙地柏林。剥岩造地紫穗槐林林下草本物种丰富度指数最大,杨树林均匀度指数最大,优势度指数最小。(3)不同植被恢复模式下总生物量差别较大。其中杨树林总生物量最大,达到31.71t/hm2;紫穗槐林次之,为20.78t/hm2;六孔砖、沙地柏林、剥岩造地紫穗槐林分别为9.54t/hm2、7.31t/hm2、5.26t/hm2;灌草混交林总生物量最低,为1.57t/hm2。(4)不同植被恢复模式能够有效改善铁尾矿土壤结构和水源涵养能力,但其作用不尽相同。就改善铁尾矿土壤结构而言,紫穗槐林、杨树林、灌草混交林对表层土壤结构的改善作用较明显,而沙地柏林、剥岩造地紫穗槐林、六孔砖则对深层土壤结构的改善作用较明显。紫穗槐林对铁尾矿土壤容重、总孔隙度和饱和含水量的改善作用最好,其中容重降低了12.10%,总孔隙度和饱和含水量分别增加了31.13%、56.61%;沙地柏林对毛管孔隙度、田间持水量、毛管持水量的提升作用最显著,增幅分别为21.02%、47.46%、39.73%;剥岩造地紫穗槐林对非毛管孔隙度的增加作用很强,增幅为160.42%,导致非毛管孔隙与毛管孔隙之比超出合适的范围。就枯落物持水能力而言,紫穗槐林要明显优于剥岩造地紫穗槐林。(5)从裸尾矿养分含量指标来看,尾矿砂pH值较高,为7.69。有机质、全氮、碱解氮、全钾、速效钾含量都较低,分别为0.58g/kg、0.03g/kg、0.81mg/kg、0.18g/kg、16.79mg/kg。全磷含量较高,为1.44g/kg,但速效磷含量很低,仅为0.11mg/kg,须经多年风化和生物活化过程才能保证磷素的供应。进行植被恢复后,尾矿砂养分含量有不同程度改善。土壤pH值与裸尾矿相比明显降低,并且都随土壤深度的增加而增大。除全磷含量外,不同植被恢复模式下各养分含量均随土壤深度增加而降低。剥岩造地紫穗槐林、紫穗槐林、六孔砖、灌草混交林、沙地柏林林下有机质、全氮、碱解氮、全钾和速效钾含量与裸尾矿相比均有所增加。其中剥岩造地紫穗槐林对有机质含量的增加作用最明显,是裸尾矿的6.24倍;紫穗槐林和剥岩造地紫穗槐林都能有效提高铁尾矿土壤全氮和碱解氮含量,其中全氮含量分别是裸尾矿的3.75倍、3.85倍,碱解氮含量分别是裸尾矿的7.35倍、7.87倍;剥岩造地紫穗槐林对钾元素的积累效果最明显,全钾含量是裸尾矿的6.66倍,速效钾含量是裸尾矿的1.75倍;就磷元素而言,六孔砖、紫穗槐林、灌草混交林对速效磷含量有一定的积累作用,但各植被恢复模式对全磷含量的积累作用不明显。(6)采用灰色关联与相关性分析相结合的方法,对反映铁尾矿区植物群落特征、土壤理化性质的23个指标进行筛选,最终确定容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾共9个因子作为铁尾矿植被恢复生态效益评价指标。一般综合评价法和模糊综合评价法的评价结果一致,说明两种评价方法都是有效的。a.一般综合评价法对唐山铁尾矿区7块样地的评价结果为:紫穗槐林>六孔砖>剥岩造地紫穗槐林>沙地柏林>灌草混交林>杨树林>裸尾矿。b.模糊综合评价法对铁尾矿区7块样地的评价结果为:紫穗槐林为“良好”,六孔砖、剥岩造地紫穗槐林、沙地柏林为“一般”,灌草混交林和杨林为“较差”,裸尾矿为“差”。