矿业废弃地是指因采矿活动所破坏和占用的,不经治理而无法再次使用的土地。矿业废弃地能带来诸如土地占用和破坏、环境景观的破坏、水体污染、重金属污染、大气污染以及地质灾害等一系列严重的环境问题。生态恢复是一种治理矿业废弃地生态环境问题的有效途径。 本论文的研究地点设置在永平铜矿的南部排土场。根据石灰、鸡粪的添加量以及不同的植物搭配组合共分为2个对照(CK1、CK2)和4种处理(T1-T4),在实验地建立起植被。新的植被系统建立后,通过对土壤理化性质和植被生长变化情况进行跟踪调查,确定实验地生态恢复效果和有效的恢复方式;同时,通过Illumina Miseq高通量测序详细研究了恢复后实验地的微生物群落结构,并结合理化因子进行CCA分析,确定了影响群落结构的主要因素。主要研究结果如下: (1)从土壤理化性质改善、重金属污染控制、植被生长情况来看,在生态恢复半年后,永平铜矿排土场实验地生态恢复效果良好,达到预期的阶段性目标。 (2)通过不同处理效果的比较,本研究得出一种有效的铜矿排土场生态恢复方式:1)表面平整;2)覆盖30cm矿山酸性土;3)基于前期调查,施加过量的鸡粪和石灰进行基质改良,另加薄层磷肥;4)种植五节芒(Miscanthus floridulus)、马尾松(Pinus massoniana)、刺槐(Robinia pseudoacacia)营养袋苗;播撒高羊茅(Festuca arundinacea)、狗牙根(Cynodon dactylon)、百喜草(Paspalum notatum)、台湾泡桐(Paulownia kawakamii)、田菁(Sesbania cannabina)、虎杖(Polygonum cuspidatum)、酸模叶蓼(Persicaria lapathifolia)、少花龙葵(Solanum americanum)、苎麻(Boehmeria nivea)等种子;另加土壤种子库;5)覆盖一层稻草;6)后期植被维护。 (3)添加鸡粪、石灰以及少量磷肥进行改良可能导致产酸菌的扰动性增加,同时也可能会使得具有硫还原功能的古菌相对丰度增加并在微生物群落中占据优势地位。 (4)通过对土壤理化因子和微生物群落结构进行分析,发现有效Pb、有效Zn、有效Cu是影响微生物群落结构的主要因子,其中有效Cu相关性最高(R2 = 0.74,P < 0.001)。 通过近两年时间的努力,我们成功地在永平铜矿南部排土场建立起一个生态恢复实验地,并且通过半年的跟踪调查,发现实验地酸化情况已经得到了初步控制,重金属有效态显著降低,营养条件逐渐改善,植被生长情况良好;并且通过对恢复后实验地的微生物群落结构进行详细研究,初步得出了恢复后实验地微生物群落结构的基本情况,并得出有效Cu等是影响微生物群落结构的主要因子。当然,各类微生物在实验地恢复过程中所发挥的独特功能以及它们之间是怎样相互影响、相互合作的,则需要进一步的研究。