青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站
新闻公告
海北站揭示木里矿区恢复过程植被-土壤水分解耦机制
作者: 海北站 更新时间: 2026-04-01

  青藏高原高寒草地生态系统脆弱,采矿活动后土壤水分与植被恢复常出现明显脱节。中国科学院西北高原生物研究所海北站以矿区人工恢复草地为研究对象,在矿区原生草地、客土恢复草地和整平直播恢复草地设置3套土壤水热盐自动观测系统,结合野外调查系统解析了不同恢复措施下植被、土壤结构与水分保持功能的互动关系。结果显示,人工恢复草地生物量较天然草地下降36.2%–89%,0–50 cm土壤储水量下降16.3%–45.4%,季节性冻土蓄水功能显著退化,植被与土壤水分之间的耦合关系明显弱化。阳坡与阴坡在土壤水分动态和植被响应上均存在显著差异,阳坡水分条件相对较差,植被恢复难度更高。

  客土回填法植被覆盖度和生物量恢复效果突出,分别为后者的3.7–10.3倍和7.2–9.4倍,整平直播法通过尾矿粒径调控水分保持能力更强,植被恢复相对缓慢。结构方程模型显示,植被恢复对土壤水分同时存在正向促进(通过地下生物量和土壤孔隙改善)和负向消耗(蒸腾耗水)双重效应,净效应由恢复措施对土壤物理结构的调控决定。随机森林分析进一步表明,地上生物量对土壤水分变异的解释贡献最高,达30.34%。

 因此高寒矿区生态修复不能单纯追求植被覆盖率,而需平衡植被重建与水源涵养功能。研究建议采用基质调控与植被恢复相结合的集成策略,并根据地形差异和恢复阶段实施差异化管理:前期重点改善土壤结构,中期合理控制植被密度,后期优先恢复关键功能群。该发现为青藏高原矿区生态修复工程设计、长期监测体系建设和政策制定提供了科学依据,有助于实现矿区植被恢复与水源涵养功能的协同优化。

  研究结果以Hydrological mechanisms and vegetation–soil moisture decoupling in restored alpine grasslands of the Tibetan Plateau mining areas为题发表在 Journal of Environmental Management(中国科学院二区Top,影响因子8.4),西北高原所高级工程师郭小伟为第一作者,张振华研究员为通讯作者。该研究分别得到国家重点研发项目(2022YFF1302602),西部之光项目(xbzglzb2022031)等项目的共同资助。

  论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2026.129469

图1. 木里矿区研究区位置及草地处理分布。天然草地(NG),客土恢复草地(AIS)和整平直播恢复草地(ALL)

图2. 矿区原生草地和恢复草地土壤含水量与环境因子的Mantel检验


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