丘陵山地滑石矿表土养分和物理状况特征分析：以辽宁大石桥市官屯镇大岭村滑石矿为例

周宏清

（辽宁省冶金地质勘查局地质勘查研究院，辽宁 鞍山 114038）

1 项目区基本概况

项目区位于大石桥市东9km，行政区划隶属辽宁省大石桥市官屯镇大岭村。项目区总面积为46.789 9hm2，其中，矿区面积为46.100 0hm2，复垦区范围面积为24.351 1hm2。矿区地处北温带，四季分明，温差变化较大，年平均气温为8.3℃，1月份最低气温为－27℃，7—8月气温最高可到35℃，积温为3 353℃。年平均日照2 600h，年平均降雨量671mm，主要集中在7—8月，占全年降雨量的50%～60%，蒸发量大于降水量。每年12月至次年4月上旬为冰冻期，冻土层深度0.8～1.2 m。矿区土壤类型为棕壤和草甸土。

2 试验方法

2.1 调查和取样方法

在矿区范围内，选定有代表性的未损毁的坡面，采用对角线取样法，沿矿区一角向坡顶取样，挖取土壤断面，深达岩石或母质层，每隔20m设一取样点，量取土层厚度，小于10cm土层用蜡封法，大于10cm用环刀法测定土壤密度，根据断面用剖面刀和肉眼判断石粒的多少。在土壤断面内由下至上采集1kg的土样，风干后研磨过2mm筛用于测定土壤pH值和速效性养分。2mm筛的土样经研磨过0.25mm筛用于测定全量养分和土壤有机质。

2.2 化验方法

土壤物理性质和化学养分测定采用森林土壤分析方法［1］，数据用 Windows 2003进行统计处理。

3 结果与分析

3.1 项目区土地损毁前的土壤物化状况分析

表1 项目区土地损毁前的土壤物理状况

由表1可看出项目区损毁前的土壤物理状况，土层厚度平均为16.81cm，土壤密度平均为1.28g·cm－3，土层内的粗谷质石粒含量均较多，具体表现为土层薄的地点粗谷质石粒含量少，土层厚的地点相对较多，从中可以看出滑石矿在土层较厚的地段存在较多的石粒。土壤总孔隙度平均为47.95%，孔隙度较小说明土壤较为紧实。土壤含水量平均为17.4%，与植被相对较好的辽东山区相比，平均含水率较低。由标准偏差可以看出，土层厚度标准偏差为9.122，存在较大的土层厚度的差异，这是由于滑石矿土层较薄，不同地点的厚度不均匀和相差较大而引起的变化［2］。相对而言，滑石矿在未损毁前的土壤密度由于没有受到人为的毁损和干扰，其变化的幅度不大，标准偏差0.177。

由表2化验数据可以看出项目区损毁前的土壤养分状况。从项目区不同采样地点的未损毁表土层养分状况上看，土壤有机质相对较低，其平均含量为1.68%，属于中偏下水平，说明滑石矿表土的植被状况不是很好，枯落物较少，归还给土壤的有机物质的数量较少。土壤全氮0.101%，全磷0.070%和速效氮42.6mg·kg－1、速效磷8.24mg·kg－1含量也相对较低。这也是石质性山地土壤较为贫瘠的一种表症［3，4］。

表2 项目区未损毁前土壤养分状况

3.2 土地损毁后的土壤理化性质分析

表3 表土堆放场不同取样部位土壤物理状况

由表3可以看出土地损毁后的土壤物理性质情况，与损毁前化验结果相比，土壤经过人为干扰损毁后土壤密度变大，说明土壤容重较高，这可能是土壤经过人工剥离后集中堆放，随堆积高度增加，土壤密度相应增加，土壤的紧实度变大，孔隙度变小，活性生物丧失，因而影响着土壤养分和有机质的积累水平，土质变差。

由表4项目区损毁后表土堆放场土壤化学养分状况分析结果看出，与表2的损毁前的土壤化学养分状况相比，也发生较为明显的变化，主要是损毁后表土集中进行堆放，由于没有枯枝落叶有机物质的补充，土壤有机质含量明显降低［5，6］，土壤平均有机质含量小于1%，这与未经熟化的淋溶层土壤有机质含量几乎相同。由于受有机质下降的影响，其全氮、全磷和速效性养分均有下降的趋势。土壤肥力受到3个因素的影响：一是受堆放前剥离时的养分水平的影响；二是受堆放后不能补充有机质的水平的影响；三是受表土堆放后土壤活性生物水平的影响。由此看出采矿表土损毁后，其表土堆放场集中堆放的表土会产生明显的肥力退化现象［7，8］。

表4 项目区损毁后表土堆放场土壤化学养分状况

4 结论与讨论

从试验中看出本例滑石矿受损毁前后土层厚度、土壤养分和物理状况的变化，土壤肥力主要因子发生了较大变化，表土损毁后的集中堆放，较之损毁前土壤养分和物理状况明显变差，即养分减少、密度变大、孔隙度变小。基于这个研究结果，在采矿结束后的土地复垦工作中，建议首先要注重土壤理化性质的改良，根据土壤物理和化学养分实际状况，因地制宜地选择抗逆性好、耐瘠薄的树种，覆土厚度要结合矿山的自然土层厚度和规划设计的用途而定，可结合选择抗逆性好的灌木和草本植物，适当考虑保证造林成活率和保存率的最佳覆土量，防止大量购土和客土引起扩大损毁面积，产生次性的人为损毁和破坏生态植被情况。

滑石采矿场由于土壤化学养分状况较差，复垦时首先应考虑如何提高土壤肥力，可适当结合增施有机肥并配合多元复合肥，提高复垦区的土壤肥力水平，以增加复垦植物的生物量，促进枯落物生成数量和归还数量，改善土壤有机质的贮量水平。

复垦工作中要注重土壤物理性质的改善，可通过增加作物秸秆，施用菌肥、树盘松土等人工促效技术，逐渐改变土壤物理性质较差现状。

总之，滑石矿的土地复垦不能急于速成，要遵循土壤积累、熟化规律和植被正向演替规律，逐渐地提高植被适应能力，利用几年乃至几十年的时间，恢复成具有稳定生态功能并兼顾生态效益和经济效益的生态林或经济林，为本地区的环境建设和生态建设服务。

［1］中国林科院林业研究所森林土壤研究室.GB7833－7847.森林土壤分析方法（第二分册）森林土壤物理分析［S］.国家标准局，1987

［2］方华，林建平，莫江明.采石场生态重建的有关问题［J］.生态环境，2006，15（3）：654－658

［3］陈法扬.城市化过程中的废弃采石场治理技术探讨［J］.中国水土保持，2002（5）：39－40

［4］古锦汉，冯光钦，梁亦肖，等.矿山迹地植被恢复树种选择技术研究［J］.湖南林业科技，2006，33（5）：18－20

［5］夏建波，叶加冕.采石场高陡边坡开采工艺改造［J］.矿业研究与开发，2012，32（4）：5－7

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［7］袁剑刚，周先叶，陈彦，等.采石场悬崖生态系统自然演替初期土壤和植被特征［J］.生态学报，2005，25（6）：1517－1522

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