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科研进展

​刘可慧教授团队在《Restoration Ecology》上发表锰矿废弃地自然恢复过程重金属污染评估及土壤性质演变的研究性论文

发布时间:2023-10-27 作者: 浏览次数:13

DOI:https://doi.org/10.1111/rec.14017

  广西锰储量和开采规模居全国第一,其中大新锰矿是中国迄今为止最大的锰矿,被称为“中国锰都”。大新锰矿的采矿活动始于1959年,金属矿物开采过程不可避免地破坏生态环境,引起重金属污染,故,对矿山废弃地进行生态修复十分必要和紧迫的。

  自然恢复作为恢复退化生态系统的一种理想的恢复策略已被广泛采用,尤其是对于资金和技术缺乏,水热条件丰富的广西地区。时空替代法是研究自然恢复模式常用和有效的方法。本研究以大新锰矿废弃了5年、10年、25年以及自然林,分别标记为R5,R10,R25和NF,为研究对象,评估了不同恢复时期土壤重金属污染程度以及土壤物理、化学、生物学性质的演变规律,揭示了土壤基质变化的主要驱动力和影响自然恢复的主要潜在限制因子。结果表明,土壤重金属锰浓度最高,其次是锌、铜、镉,且随着恢复年限的增加呈逐渐下降趋势,单因素潜在生态风险因子(Ri)分析结果表明,除了R25和自然林的镉,其他样地四种重金属均达到污染等级; Nemerow潜在生态风险(RI)评估结果表明,所有样地均达到污染等级,其中R5为极高生态风险水平,R10和R25为中等生态风险水平,NF(为低生态风险水平;除有效磷(AP)和钙(Ca)外,其他土壤理化指标均有所改善;除过氧化氢酶活性随着恢复时间显著下降外,其他土壤酶的活性呈现先升后降的趋势,并在R25达到最高;冗余分析表明,自然恢复应更加重视土壤pH和重金属的变化;土壤含水量、铵态氮、总氮、钾、镁含量可能是恢复早期植物定植的限制因素,而AP、总磷、Ca含量可能是恢复后期的限制因素。因此,我们建议在锰矿废弃地恢复初期考虑使用钝化剂,如有机肥,降低重金属的毒害作用;在恢复后期施用一些磷肥,如 Ca3(PO4)2或 Ca(H2PO4)2等。

  2023年9月29日,相关研究结果在国际学术期刊《Restoration Ecology》(中科院环境科学与生态学大类二区期刊)上以题为“Heavy metal pollution assessment and soil property evolution under a natural ecological restoration process in a manganese wasteland in China”发表。论文第一单位为广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室,刘可慧教授为第一作者和通讯作者。

  该研究得到得到了国家自然科学基金(41661077)以及广西自然科学基金项目(粤桂联合基金项目)(2022GXNSFDA080008)的支持。

  部分图表

表1 广西大新锰矿废弃地不同恢复期的潜在生态风险评价

表2 广西大新锰矿废弃地不同恢复期土壤理化性质的变化

图1 广西大新锰矿废弃地不同恢复期土壤酶活性的变化

图2 广西大新锰矿废弃地土壤重金属、理化因子及酶活性的冗余分析(RDA)

  原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/rec.14017


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