不同树种造林对破坏山体土壤质量的影响——以淄博市四宝山为例

摘要

矿产资源开采形成的破坏山体给区域生态环境和经济发展造成严重危害。然而，破坏山体水土资源极度匮乏，如何尽快恢复破坏山体的植被成为现今生产和科研部门亟待解决的问题。本研究以淄博市四宝山采石场边坡和坑底的不同造林树种为研究对象，对不同树种的绿化效果和改善土壤质量进行了分析，采用隶属函数法和萨维诺夫干筛法等对土壤质量指标进行了综合评价，目的是筛选出适宜的造林树种和最优的恢复模式。为今后破坏山体造林的植物种选择提供决策依据和技术支撑，主要研究结果如下：
　　 1.不同造林树种的绿化效果分析表明，边坡和坑底2种立地类型中，各个人工造林树种的绿化效果均优于自然恢复灌草丛。
　　 2.造林树种均显著改善了土壤结构。其中，人工造林树种的土壤密度和分形维数均显著低于灌草丛，其中边坡上黑松纯林最小，坑底以五角枫纯林的土壤密度和火炬树纯林的分形维数最小；土壤孔隙、土壤储水能力和土壤团聚体平均质量直径的改善作用均大于自然恢复灌草丛，其中两种立地类型分别以黑松纯林和五角枫纯林最大。垂直空间上，各林地土壤0～10cm土层土壤结构的改善作用均优于10～20cm土层。
　　 3.不同造林树种的土壤酶活性、土壤养分含量和微生物数量均表现为随土壤深度的增加而降低。各造林树种间存在显著差异，均好于自然恢复的灌草丛。总体来看边坡营造黑松和坑底营造五角枫是改良土壤最好的树种。
　　 4.实验区重金属土壤Zn轻度污染，土壤Cu和Cd重度污染，其他重金属均不构成污染。边坡各造林树种土壤重金属含量均低于灌草丛的，其中黑松林对土壤Cu、Cd的修复效果最好，侧柏林对土壤Zn的修复效果最好。土壤重金属全量在垂直分布上规律复杂，有效量均表现为下层含量高于上层，土壤有效Cu、有效Zn、有效Cd下层比上层依次高9.24％～18.94％、0.97％～20.09％、5.48％～35.51％。在坑底各造林树种土壤重金属含量低于自然恢复灌草丛，总体来看以五角枫纯林最少；垂直分布规律上与边坡规律一致。破坏山体土壤重金属有效含量与土壤化学性质的影响最为明显，建议用土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶、脲酶活性作为破坏山体土壤重金属Cu污染的评价指标。
　　 5.用隶属函数法对不同植被恢复模式的评价表明，不同造林树种的土壤改良效果从好到差的顺序依次为：边坡依次为黑松纯林、侧柏纯林、臭椿纯林、五角枫纯林和灌草丛；坑底依次为五角枫纯林、火炬树纯林、黑松纯林、紫叶李纯林和灌草丛。