《物種多樣性在重金屬尾礦生態恢復中的作用與機制》是依託中山大學，由李金天擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：物種多樣性在重金屬尾礦生態恢復中的作用與機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李金天
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
基於植被重建的生態恢復技術目前已經被諸多國家和地區較廣泛地用於治理重金屬尾礦等礦業廢棄物。但有相當多的證據表明，經過5-10年甚至更長時間的生態恢復，重金屬尾礦的植被覆蓋度（該指標通常與生產力、控制水土流失等生態系統功能呈正相關關係）也只有50%左右。因此，重金屬尾礦生態恢復的理論還有待發展完善，從而使得該技術的效率進一步提高。鑒於最近二十年大量研究已反覆證明物種多樣性有利於提高生態系統的功能（包括生產力、保肥持水能力等），本項目擬選取典型的礦業廢棄物- - 重金屬尾礦作為研究對象，通過開展野外田間試驗，在尾礦上建立具有物種多樣性梯度的植被，分析物種多樣性對於重建生態系統的功能（包括植被覆蓋度、生產力）的影響，並在此基礎上探究物種多樣性如何影響重金屬遷移、營養元素循環以及土壤微生物群落結構，以揭示物種多樣性影響重金屬尾礦生態恢復的內在機理，為物種多樣性在重金屬尾礦生態恢復中的套用提供科學依據。
結題摘要
重金屬尾礦的治理是世界性的難題，基於植被重建的重金屬尾礦生態恢復具有經濟、環保等優點，在世界範圍內獲得了廣泛的認可。該技術的核心思想通過輔助措施，在重金屬尾礦上重新建立植被，並促使它們逐步演替成為能自維持的、穩定的生態系統，從而實現將重金屬污染長期固定在原地。但是如何在尾礦廢棄地上建立能自維持的、穩定的生態系統仍然是一個亟待解決的重要科學問題。而大量實驗已經反覆證明：物種多樣性有利於提高生態系統功能（包括生產力、保肥持水能力等）和穩定性，其作用機制主要是互補效應，包括物種間的生態位互補和正相互作用。因此，本項目在典型重金屬尾礦廢棄地上建立了不同物種多樣性的植被群落（單種、4個物種、8個物種和16個物種），探究物種多樣性在重金屬尾礦生態恢復中的作用與機制。本項目獲得以下主要研究結果：（1）植物物種多樣性顯著(P＜0.05)提高了尾礦新建植物群落的蓋度和生產力，其主要作用機制可能是隨著植物物種多樣性的增加，隨機帶入高產物種的可能性隨之增加，最終使整個植物群落的生產力產值提高，說明在植物群落建立初期物種多樣性作用機制主要由選擇效應引起的；但隨著時間的推移多樣性的互補效應顯著增加。（2）植物物種多樣性顯著(P＜0.05)降低了尾礦重金屬有效態含量及重金屬在尾礦土壤−植物系統中的遷移和累積。其主要作用機制可能是植物群落生產力增加帶來的生物量稀釋作用。（3）植物物種多樣性促進了尾礦土壤營養元素（C、N、P）的循環和累積(P＜0.05)。其主要作用機制很可能是植物多樣性不僅提高了土壤微生物的多樣性而且提高一些與土壤C、N、P循環相關的細菌和真菌的相對豐度。這些研究結果揭示物種多樣性影響重金屬尾礦生態恢復效率的內在機理，為物種多樣性在重金屬尾礦生態恢復中的套用提供重要的科學依據。
