1.本发明涉及生态修复领域，具体地，涉及一种基于恢复采矿后裸地土壤生物多样性的土壤改良方法。
背景技术：
2.采矿后裸地长期无法实现自然植被恢复往往是因为土壤发育不良、土质极度贫瘠以及保水能力差。现有的采矿废弃裸地生态修复技术多追求迅速复绿效果，存在投入成本高，人工管护强度大等问题，其通过施加化肥促进植物迅速生长，虽然短期复绿效果显著，但忽略或轻视了复绿后生态系统的自我维持和更新能力，在化肥的影响下会出现土壤酸化、土壤微生物活性降低等情况，土壤动物群落亦不能有效恢复，在脱离人工管护后修复植被往往迅速退化，无法真正实现修复目的(郑瑞伦等，2021；ali et al.,2013)。此外，现有采矿后裸地生态修复技术，未考虑科学、合理地利用修复植物秸秆还田利用，也间接增加了修复成本。采矿后裸地生态修复的最终目的是要重建健康植被，改善土壤质量，恢复生态系统正常功能(sun et al.,2018；ngugi et al.,2015)。研究表明，在裸地生态修复中，植被重建与土壤微生物及土壤动物群落构建具有协同作用(liu et al.,2016；zhang et al.,2020)。土壤微生物和动物群落是生态系统的重要组成部分，在维持生态系统功能中起着核心作用。土壤微生物参与土壤养分循环，如碳氮磷的矿化和固定、腐殖质的形成，促进凋落物分解，同时还协调着土壤养分与植物之间的关系(morrien et al.,2017；philippot et al.,2013)。在矿区修复中，微生物通过快速分解植物群落产生的凋落物增加土壤有机质含量(delgado-baquerizo et al.,2016)，分泌有机胶结物质促进土壤团聚体的形成和稳定，使得土壤质量得以改善(koziol et al.,2018)。在这一过程中，土壤微生物活性和多样性增加，且被微生物释放出来的土壤养分又重新为地上植物群落所用，驱动植物群落的构建(koziol et al.,2018；delgado-baquerizo et al.,2016)。因此，在进行采矿后裸地生态修复规划时，将恢复土壤微生物和动物多样性作为目标之一，将有效促进地上植被重建，加速植被恢复周期，提升生态修复质量和效果(zhang et al.,2020)。
技术实现要素：
3.为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种基于恢复采矿后裸地土壤生物多样性的土壤改良方法。
4.一种基于恢复采矿后裸地土壤生物多样性的土壤改良方法，包括如下步骤：
5.s1.在原裸地上挖出多道沟，在沟内铺放混合秸秆并压实，随后用原土回填；
6.s2.在沟与沟之间作出垄，然后将垄顶摊平成厢面；
7.s3.在厢面表面施加有机肥，并与表土搅拌均匀，为后续在厢面上种植修复植物做好准备。
8.本发明通过在沟下深埋混合秸秆，利用沟中少量积存的雨水下渗使秸秆快速分解，从而为土壤动物和微生物提供食物,以利于其数量和多样性的稳定恢复；并构建垄、沟
相间地表结构，以迅速将多余的降水排走，避免种植早期的修复植物被水淹而影响存活率；最后将修复植物种植于垄顶厢面，避免了种植区下方填埋有混合秸秆，使土壤毛管水被阻断，影响作物水分吸收等问题，而后期修复植物或自然迁入的草本植物刈割后的秸秆可直接置于沟里，经过分解腐熟过程进一步增加土壤有机质和营养元素，并为土壤动物和微生物的大量繁殖奠定基础。
9.优选地，步骤s1中所述混合秸秆的碳氮比为(20～25)：1。本发明人经研究发现，混合秸秆的碳氮比对采矿后裸地土壤的微生物多样性的恢复具有较大的影响，当所述混合秸秆的碳氮比维持在(20～25)：1时，对恢复土壤微生物多样性的效果最佳。
10.优选地，步骤s1中，所述沟的间距为1.4～1.6m，所述沟的间距为1.4～1.6m，所述沟的宽度为0.4～0.6m，所述沟的深度为0.4～0.6m。
11.优选地，步骤s1中，所述混合秸秆铺放的厚度为0.2～0.4m；所述回填的厚度为0.2～0.4m。
12.优选地，步骤s2中，所述厢面的宽度为0.9～1.1m，所述厢面的间距为0.9～1.1m。
13.优选地，所述沟内铺放混合秸秆并压实后的底部与所述厢面之间的高度差为0.3～0.5m。
14.优选地，所述混合秸秆由大豆秸秆与水稻秸秆、玉米秸秆、野草秸秆的一种或多种组成；所述大豆秸秆包含大豆的茎、叶与果荚。
15.进一步优选地，所述混合秸秆由大豆与水稻秸秆组成，所述水稻秸秆与大豆秸秆的重量比为1：(3～7)。
16.优选地，在步骤s3中的有机肥为沤熟鸡粪或沤熟猪粪。
17.优选地，在步骤s3中施加的有机肥的厚度为0.9～1.1cm。
18.本发明应用于我国南方水热条件较好的区域其作用效果更为显著。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
20.1、本发明方法中的垄、沟相间地表结构可以迅速将多余的降水排走；修复植物种植于垄顶厢面，可以避免种植早期的修复植物被水淹而影响存活率。
21.2、本发明方法通过在沟下深埋混合秸秆，而避免置于种植区下方，可以防止土壤毛管水被阻断，影响作物水分吸收。沟中少量积存的雨水下渗有助于秸秆的分解，从而为土壤动物和微生物提供食物,利于其数量和多样性的稳定恢复；有益土壤微生物的增加可促进修复植物生长，增强植物抗逆性，减少化肥使用。同时混合秸秆逐渐分解腐熟后，提高土壤有机质并缓慢释放出磷、钾及其他矿质元素，这些元素通过渗透作用进入植物根系周围，为植物提供营养。
22.3、本发明方法通过在厢面表施有机肥可迅速恢复表土层土壤微生物，并与修复植物形成关系网，促进荒芜裸地上早期修复植物更好地吸收营养，从而提高存活率和生长速度。
23.4、本发明方法中，后期修复植物或自然迁入的草本植物刈割后的秸秆可直接置于沟里，进一步经过分解腐熟过程增加土壤有机质和营养元素，并为土壤动物和微生物的大量繁殖奠定基础，从而形成地上植被与地下生物良性互作的健康生态系统，减少人力和化肥投入，实现采矿后裸地生态修复的最终目标。
附图说明
24.图1是本发明实施例1中的工程整土示意图；
25.图2是本发明实施例1中填埋混合秸秆的示意图；
26.图3是本发明实施例1中垄-沟结构的示意图。
具体实施方式
27.为了使本技术领域人员更好理解本发明方案，下面对本发明进行更全面的描述。
28.下面结合实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明的实施方式不限于此。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
29.实施例1
30.一种基于恢复采矿后裸地土壤生物多样性的土壤改良方法，包括如下步骤：
31.s1.在原裸地上使用机械挖出多道沟，沟距为1.5m，沟宽为0.5m，沟深为0.5m，在沟内铺放0.3m厚的混合秸秆并压实，随后用原土回填；
32.s2.在沟与沟之间作出垄，然后将垄顶摊平成厢面；厢面宽为1m，厢面的间距为1m，厢面与铺放混合秸秆并压实后的沟底之间的高度差为0.4m；
33.s3.在厢面表面施加1cm厚的沤熟鸡粪，并与表土搅拌均匀，为后续种植修复植物做好准备，后续按照种植计划种上修复植物。。
34.本实施例中，混合秸秆由水稻秸秆与大豆秸秆以重量比为1:7组成。
35.本实施例中，混合秸秆的碳氮比约为20：1。
36.实施例2
37.一种基于恢复采矿后裸地土壤生物多样性的土壤改良方法，包括如下步骤：
38.s1.在原裸地上使用机械挖出多道沟，沟距为1.5m，沟宽为0.5m，沟深为0.5m，在沟内铺放0.3m厚的混合秸秆并压实，随后用原土回填；
39.s2.在沟与沟之间作出垄，然后将垄顶摊平成厢面；厢面宽为1m，厢面的间距为1m，厢面与铺放混合秸秆并压实后的沟底之间的高度差为0.4m；
40.s3.在厢面表面施加1cm厚的沤熟猪粪，并与表土搅拌均匀，为后续种植修复植物做好准备，后续按照种植计划种上修复植物。
41.后续施少量化肥或不施化肥，即能维持自然生态系统演替。
42.本实施例中，混合秸秆由水稻秸秆与大豆秸秆以重量比为1:3组成。
43.本实施例中，混合秸秆的碳氮比约为25：1。
44.对比例1
45.与实施例1的不同在于：
46.秸秆全部为大豆秸秆。
47.秸秆的碳氮比约为15：1。
48.对比例2
49.与实施例1的不同在于：
50.混合秸秆由水稻秸秆与大豆秸秆以重量比为1：2组成。
51.混合秸秆的碳氮比约为30:1。
52.实施例5
53.按照实施例1和实施例2以及对比例1和对比例2的土壤改良方法对采矿后裸地进行修复，并对该采矿后裸地在植被恢复一年后的微生物多样性进行观察，观察结果如表1所示。
54.表1
[0055][0056][0057]
由表1可知，混合秸秆的碳氮比维持在(20～25)：1时，其微生物多样性最高，而当混合秸秆的碳氮比低于20：1及高于25：1时，其微生物多样性降低。
[0058]
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。