矿产资源开发和利用而形成的矿业废弃地所带来的一系列生态、社会及经济等问题己成为环境与发展的焦点。本研究从土壤生态学和恢复生态学的角度评价了矿渣废弃地退化生态系统土壤的特征;并再比较恢复植被根系旁的土壤与未经人工改良的矿渣废弃地的土壤理化性质的差异、恢复植被与无重金属污染的植被吸收重金属含量差异的基础上,探讨植被恢复对土壤改良效果及其对重金属富集情况,得出以下结论。 通过对湘潭锰矿矿渣废弃地土壤样品进行分析,该矿渣废弃地土壤的基本理化性质如下:(1) 矿渣废弃地土壤以少石质粗砂土为主。(2) 矿渣废弃地土壤自然含水量、土壤密度和孔隙度分别为:17.79%、1.44g/cm~3、45.24%。(3) pH值为7.49,土壤呈中性,矿渣废弃地土壤有机质、N、P、K、Ca和Mg的平均含量分别为(g/kg):、18.68、1.37、1.01、4.41、14.97和3.79。(4) 矿渣废弃地土壤的Mn、Cu、Pb、Cd、Zn、Ni的平均含量分别为(mg/kg):77990.21、66.38、401.15、640.32、13.15和91.33,大小排序为:Mn>Zn>Pb>Ni>Cu>Cd。矿渣废弃地土壤Mn、Cu、Cd、Ni、Zn、Pb的平均含量比对照地高出18.59、1.32、4.10、4.66、4.44和3.16倍。 通过土壤资源评价,植被恢复之前矿渣废弃地的土壤肥力综合指数为8,对照有林地的为12。限制矿渣废弃地土壤肥力的主要因子是土壤的机械组成和土壤养分。用三种不同的背景值对废弃地土壤重金属污染程度的评价结果是一致的,6种重金属元素的单项污染指数均大于2,表示被污染,其中以Mn、Pb、Cd污染最为严重;6种重金属元素的综合污染指数均大于3,达5级,为重污染。因此在进行植被恢复时,进行土壤基质改良,改善土壤结构,同时添加营养物质和选择对重金属具有耐性和富集能力的植物进行生态恢复。 恢复植被根系旁(恢复植被栾树和杜英根系旁的土壤)的土壤密度和土壤孔隙度与矿渣废弃地(植被恢复过程中未经人工改良的矿渣废弃地土壤)和对照地(邻近非矿区废弃地杉木林林地土壤)存在显著差异,说明人工松土措施降低了土壤密度,增加了土壤孔隙度,改善了土壤结构;矿渣废弃地和恢复植被根系旁的土壤pH值、N、P和Ca的平均含量与对照地差异显著,而恢复植被根系旁土壤的各指标的含量与矿渣废弃地差异均不显著,说明植被恢复时间短,对土壤的化学性质改善不明显;土壤中各重金属元素的平均含量大小排序规律一致,都是矿渣废弃地>恢复植被根系旁>对照地,除Cu和Ni外,恢复植被根系旁和对照地土壤中的Mn、Pb、zn、Cd的平均含量与矿渣废弃地均存在显著差异。说明进行植被恢复和土壤基质改良后,恢复植