Προσδιορισμός της επίδρασης των παραμέτρων του εδάφους στην αποκατάσταση της βλάστησης σε μια ανοιχτή περιοχή εξόρυξης στην Κίνα

Η εξόρυξη είναι μια από τις πιο ξεχωριστές ανθρώπινες δραστηριότητες στην Ανθρωποκαινική Εποχή. Επί του παρόντος, υπάρχουν περισσότερα από 9.000 μεγάλα και μεσαίου μεγέθους ορυχεία στην Κίνα και η εκμετάλλευση ορυκτών έχει συμβάλει θετικά στην ταχεία ανάπτυξη της οικονομίας της Κίνας.

Ωστόσο, η εκμετάλλευση ορυκτών έχει επίσης επιφέρει μια σειρά ζημιών στο οικολογικό περιβάλλον της περιοχής (Hu et al., 2015). Οι μέθοδοι εξόρυξης χωρίζονται κυρίως σε εξόρυξη ανοιχτού λάκκου και υπόγεια εξόρυξη. Μεταξύ αυτών, η υπαίθρια εξόρυξη είναι πιο καταστροφική για τη γη, περίπου 2-11 φορές πιο καταστροφική από την υπόγεια εξόρυξη. Από τον ουρανό, η ανοιχτή επιφάνεια εξόρυξης μοιάζει ακριβώς με μια ουλή ενός χερσαίου οικοσυστήματος και το τοπίο θα μπορούσε να αλλοιωθεί σημαντικά.

Η εξόρυξη ανοιχτού λάκκου και άλλες συναφείς δραστηριότητες θα προκαλέσουν σοβαρή ζημιά στη βλάστηση, το έδαφος, τους μικροοργανισμούς, τα ζώα, την ποιότητα του νερού και την ποιότητα του αέρα της περιοχής και η αποκατάσταση της βλάστησης μπορεί να μετριάσει αυτές τις ζημιές (Peng et al., 2017). Ως εκ τούτου, η αποκατάσταση της βλάστησης είναι το πρωταρχικό καθήκον μετά την εξόρυξη ανοιχτού λάκκου.

Ο εντοπισμός των βασικών περιβαλλοντικών παραγόντων (κλίμα, τοπογραφία και έδαφος) που επηρεάζουν την αποκατάσταση της βλάστησης είναι κρίσιμος για την επιλογή των κατάλληλων ειδών για αποκατάσταση. Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι το έδαφος είναι η πιο σημαντική παράμετρος που επηρεάζει την αποκατάσταση της βλάστησης σε περιοχές εξόρυξης (Ahirwal et al., 2017). Τα εγκαταλειμμένα ορυχεία είναι συχνά ακραία περιβάλλοντα, που συχνά συνοδεύονται από έλλειψη ή πλεόνασμα θρεπτικών ουσιών στην περιοχή εξόρυξης, όπου η υψηλή περιεκτικότητα σε βράχους και η περιεκτικότητα σε επιβλαβή στοιχεία, η χαμηλή περιεκτικότητα σε θρεπτικά συστατικά και η περιεκτικότητα σε υγρασία θα εμποδίσουν την ανάπτυξη των φυτών. Επομένως, είναι απαραίτητο να αναλυθεί η επίδραση των χαρακτηριστικών του εδάφους στην αποκατάσταση της βλάστησης και να βρεθούν οι περιοριστικοί παράγοντες που παίζουν καθοριστικό ρόλο στη διαδικασία αποκατάστασης της βλάστησης.

Το ορυχείο φωσφορικών Kunyang (24°43′ Β, 102°34′ Α), που βρίσκεται στο Kunming, στην επαρχία Yunnan, στην Κίνα, είναι το μεγαλύτερο ανοιχτό ορυχείο φωσφορικών αλάτων στην Κίνα και έχει χρησιμοποιηθεί για περισσότερα από 50 χρόνια. Είναι η πρώτη περιοχή ανάκτησης φωσφορικών αλάτων για αποκατάσταση βλάστησης και η πρώτη παρτίδα εθνικών πιλοτικών μονάδων πράσινου ορυχείου στην Κίνα. Η έκταση αποκατάστασης της βλάστησης έχει ξεπεράσει τα 1000 στρέμματα. Πραγματοποιήσαμε έρευνες βλάστησης και δειγματοληψία εδάφους στην περιοχή αποκατάστασης του φωσφορικού ορυχείου Kunyang, προκειμένου να αναλύσουμε ποιοι περιβαλλοντικοί παράγοντες επηρεάζουν την ποιότητα αποκατάστασης της φυτικής κοινότητας κατά τη διαδικασία αποκατάστασης της βλάστησης. Σε αυτήν τη μελέτη, χρησιμοποιήσαμε ένα ολοκληρωμένο ευρετήριο, το Floristic Quality Index, για να αναπαραστήσουμε την ποιότητα αποκατάστασης των φυτικών κοινοτήτων.

Με βάση ορισμένες μεθόδους στατιστικής ανάλυσης, γνωρίζουμε ότι στη διαδικασία αποκατάστασης της βλάστησης, η απόσταση από την περιοχή εξόρυξης, η απόσταση από το δρόμο, το υψόμετρο, η περιεκτικότητα σε βαρέα μέταλλα του εδάφους και η περιεκτικότητα σε γονιμότητα του εδάφους θα έχουν όλα αντίκτυπο σε αυτή τη διαδικασία. Αλλά οι επιπτώσεις διαφορετικών παραγόντων ποικίλλουν πολύ. Για παράδειγμα, η απόσταση από το ορυχείο και η απόσταση από το δρόμο δεν θα έχουν άμεσο αντίκτυπο στην αποκατάσταση της βλάστησης αλλά θα έχουν έμμεσο αντίκτυπο επηρεάζοντας τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του εδάφους. Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του εδάφους εξακολουθούν να είναι οι πιο σημαντικοί παράγοντες επιρροής, κάτι που είναι παρόμοιο με προηγούμενες μελέτες (Ahirwal et al., 2017).

Ωστόσο, σε αντίθεση με προηγούμενες μελέτες, ορισμένα στοιχεία βαρέων μετάλλων του εδάφους όπως ο χαλκός, τα οποία συχνά πιστεύεται ότι αναστέλλουν την ανάπτυξη των φυτών σε άλλες περιοχές εξορυκτικού τύπου, συνέβαλαν στην ανάπτυξη των φυτών σε αυτή τη μελέτη. Ορισμένα στοιχεία γονιμότητας του εδάφους, όπως το κάλιο, τα οποία συχνά θεωρείται ότι προάγουν την ανάπτυξη των φυτών σε άλλες περιοχές εξορυκτικού τύπου, αναστέλλουν την ανάπτυξη των φυτών (Cross and Lambers, 2017). Αυτό το αποτέλεσμα επιβεβαιώνει τον νόμο των περιοριστικών παραγόντων στην οικολογία ότι πάρα πολλά ή πολύ λίγα από ορισμένα στοιχεία θα γίνουν οι περιοριστικοί παράγοντες που επηρεάζουν την ανάπτυξη των φυτών. Τα αποτελέσματα της έρευνάς μας μπορούν να παρέχουν μια θεωρητική βάση για την αποκατάσταση της βλάστησης σε περιοχές εξόρυξης.

Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται σε μια εργασία με τίτλο Μηχανισμός αλληλεπίδρασης μεταξύ χλωριδικής ποιότητας και παραμέτρων του εδάφους κατά την οικολογική αποκατάσταση σε μια περιοχή ορυχείων με βάση τη μοντελοποίηση δομικών εξισώσεων, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Ecological Engineering (Hou et al., 2018). Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Xiaoyun Hou και Shiliang Liu et al. από το Beijing Normal University στην Κίνα.

Αναφορές:

1. Ahirwal, J., Maiti, S.K., Reddy, M.S., 2017. Ανάπτυξη αποθεμάτων άνθρακα, αζώτου και φωσφορικών αλάτων του ανακτημένου εδάφους ανθρακωρυχείου εντός 8 ετών μετά τη δάσωση με Prosopis juliflora (Sw.) Dc. Catena 156, 42–50. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0341816217301145
2. Cross, A.T., Lambers, H., 2017. Χρονολογικές ακολουθίες νεαρών ασβεστολιθικών εδαφών ως μοντέλο οικολογικής αποκατάστασης σε απορρίμματα αλκαλικών ορυχείων. Sci. Σύνολο Περιβάλλοντος. 607–608, 168–175. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0048969717317084.
3. Hu, Y.L., Niu, Z.X., Zeng, D.H., Wang, C.Y., 2015. Η τροποποίηση του εδάφους βελτιώνει την ανάπτυξη των δέντρων και τις δεξαμενές άνθρακα και αζώτου του εδάφους σε φυτείες μογγολικής πεύκου σε γη μετά την εξόρυξη στη βορειοανατολική Κίνα. Land Degrad. Dev. 26, 807–812. https://onlinelibrary.wiley.com/action/cookieAbsent.
4. Peng, X.D., Dai, Q.H., Ding, G.J., Zhu, C., Li, C.L., 2017. Κατανομή και συσσώρευση ιχνοστοιχείων σε ριζόσφαιρα και μη ριζόσφαιρα εδάφη σε ένα καρστικό οροπέδιο μετά την αποκατάσταση της βλάστησης. Plant Soil 420, 49–60. https://doi.org/10.1007/s11104-017-3363-1
5. Hou, X.Y., Liu, S.L. Liu, Zhao, S. Zhang, Y.Q. Wu, X. Cheng, F.Y. Dong, S.K. 2018. Μηχανισμός αλληλεπίδρασης μεταξύ χλωριδικής ποιότητας και περιβαλλοντικών παραγόντων κατά την οικολογική αποκατάσταση σε περιοχή ορυχείου με βάση τη μοντελοποίηση δομικών εξισώσεων. Οικολογική Μηχανική, 124, 23-30. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0925857418303598.