矿山废弃地植被恢复土壤水文效应研究及应用

矿山废弃地是一种极端裸地，排土场是矿山废弃地的一种主要类型，是在矿山露天开采过程中形成的平台-边坡相间的阶梯宝塔状巨型人工松散堆积体，其存在使得地表植被全部散失，破坏了自然状态下的水文、地质、地貌条件，是工矿建设区水土流失最为严重的区域，如何快速恢复植被是排土场复垦所要面临的首要问题。本项目以排土场的刺槐林地、榆树林地、混交林地、灌木林地、玉米地和荒草地共计6种植被恢复模式为研究对象，通过野外调查林下枯落物层储量、采集植物根系样品和土壤样品、室内土壤物理性质测定方法，深入分析各不同植被恢复模式的枯落物层水文特征和根系分布特征，获取了不同样地枯落物的持水能力和吸水过程，揭示了排土场坡面尺度下的土壤水分物理性质的空间变异性特征，结合土壤水分穿透曲线和 Poiseulle 方程界定了排土场植被恢复的大孔隙的范围和密度，确定了影响土壤大孔隙分布的主要因素 应用双环入渗法，分析排土场不同植被条件下的入渗过程及影响因素，确定不同植被条件下土壤水分入渗的最优入渗模型 采用染色示踪试验法获取了土壤优先流的迁移深度和和形态特征，揭示了揭示了土壤优先流的形成机理及影响因素 选取土壤因子、水分因子和植被因子等12个环境因子作为排土场植被恢复的土壤水文效应评价指标，采用AHP建立了排土场植被恢复土壤水文效应评价指标体系，并基于AHP法比较各个样地的排土场植被恢复的土壤水文效应综合指数大小依次为刺槐林地>混交林地>榆树林地>灌木林地>荒草地>玉米地，因此可将排土场恢复成林地，尤其以刺槐林地为主，可以较好地提高排土场的土壤水文效应。本研究及结论将为为加快矿区植被恢复提供理论依据和技术支持。