【修復(fù)技術(shù)】露天煤礦排土場(chǎng)土壤系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)

日期：2023-05-10　人氣：3253

對(duì)露天礦排土場(chǎng)進(jìn)行植被重建的首要任務(wù)是明確限制生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的主要因子，并清除這些不利因素，否則，植被恢復(fù)工作難以開(kāi)展。露天礦排土場(chǎng)土地的共同特點(diǎn)是土壤中缺少自然土中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，尤其是缺少氮、磷和有機(jī)質(zhì)。由于植物生長(zhǎng)所需主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的匿乏，使得土壤肥力低下，不適宜于植物生長(zhǎng);因此，植被重建的前提是改良土壤，為植物提供必須的生長(zhǎng)條件。

為尋找適合礦區(qū)土壤系統(tǒng)修復(fù)的最佳技術(shù)，進(jìn)行多項(xiàng)土壤改良方法的試驗(yàn)研究，并對(duì)排土場(chǎng)(北排、東排、馬連溝等)現(xiàn)狀復(fù)墾植被的土壤水分改良效果、土壤養(yǎng)分改良效果、土壤微生態(tài)環(huán)境改良效果等進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析，根據(jù)礦區(qū)的條件選擇出露天礦排土場(chǎng)土壤改良的有效方法。

一、土壤培肥

排土場(chǎng)土壤改良施氮、磷化肥后，土壤有機(jī)質(zhì)、速效養(yǎng)分含量增加幅度較高，但由于無(wú)機(jī)化肥的價(jià)格較高，且在干旱缺水條件下肥效難以充分發(fā)揮;因此，排土場(chǎng)在復(fù)墾種植時(shí)主要利用化肥作為種肥或部分植物的追肥使用，作為大規(guī)模復(fù)墾土壤培肥地力的肥料主要還是有機(jī)肥。有機(jī)肥在分解過(guò)程中，產(chǎn)生多種有機(jī)酸，有利于土壤中難溶性養(yǎng)分溶解釋放，提高養(yǎng)分的有效性，充分發(fā)揮土壤的潛在肥力。有機(jī)肥料在分解過(guò)程中可產(chǎn)生二氧化碳，促進(jìn)植物的光合作用。總之，有機(jī)肥的作用是多方面的，它具有化肥所沒(méi)有的優(yōu)越性。

二、粉煤灰改良土壤

在黑岱溝露天礦排土場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)的研究表明，施粉煤灰1 t/hm²耐處理，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比對(duì)照增加90.7%,65.8% ,23.5% ,65. 1%和18.8%，施粉煤灰2 t/hm²處理，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比對(duì)照增加138.8%、156.6%、63.9%、75. 5%和55.8%。從各養(yǎng)分的增加幅度來(lái)看，增施粉煤灰后土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加較多。粉煤灰可以用作土壤改良劑，在與農(nóng)家肥和化肥混合施用時(shí)效果較好，其主要作用表現(xiàn)在:可以明顯改良土壤質(zhì)地，降低土壤密度，增加土壤孔隙度，提高地溫，促進(jìn)土壤微生物活性，有利于養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，有利于保溫保墑，使水、肥、氣、熱趨向協(xié)調(diào)，為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境，促進(jìn)作物增產(chǎn)。

三、植被重建技術(shù)

露天礦區(qū)排土場(chǎng)環(huán)境條件極端惡劣，其受損生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)將難以實(shí)現(xiàn)，或?qū)崿F(xiàn)過(guò)程漫長(zhǎng)。如果采用生態(tài)恢復(fù)措施，排土場(chǎng)中受破壞的生態(tài)系統(tǒng)可在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)得以恢復(fù)。植被重建是露天礦排土場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)的首要工作。植被重建除了本身起著構(gòu)建退化生態(tài)系統(tǒng)初始植物群落的作用外，還能促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)與肥力以及土壤微生物與動(dòng)物的恢復(fù)，從而促進(jìn)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的恢復(fù)與重建；因此，研究排土場(chǎng)植被重建問(wèn)題具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1、植被重建作物、草樹(shù)種選擇依據(jù)

露天礦排土場(chǎng)土地復(fù)墾，建立人工植被，首先必須選擇適宜的植物品種。為此要做到覆蓋土、氣候等自然環(huán)境條件與植物生態(tài)學(xué)特性的統(tǒng)一，即“適地適植”的原則。

2、主要草(樹(shù))種選擇依據(jù)

(1)耐土壤貧瘩。排土場(chǎng)土壤主要是礦區(qū)開(kāi)采中最初的剝離物，無(wú)結(jié)構(gòu)。因排棄過(guò)程中反復(fù)碾壓使土壤堅(jiān)硬緊實(shí)而干燥，養(yǎng)分極為貧乏，要求所選植物種具有耐貧瘩的生物學(xué)特性。

(2)抗旱性強(qiáng)。該地區(qū)氣候?qū)僦袦貛О敫珊禋夂颍偟臍夂蛱攸c(diǎn)是舊照充足，有效積溫高，水熱同期，有利于植物生長(zhǎng)；但是夏季降水多以暴雨形式出現(xiàn)，使水土流失加重，春季干旱少雨，多大風(fēng)，這些又不利于種子植物的成活和生長(zhǎng)。為此，在這大風(fēng)干旱的地區(qū)植被恢復(fù)應(yīng)選擇抗旱能力強(qiáng)的植物。

(3)植物根系的固土和護(hù)坡能力。植被固土、護(hù)坡是防治水土流失的有效辦法，根系土壤增強(qiáng)作用是植被穩(wěn)定土壤的最有效機(jī)械途徑。根系能加強(qiáng)土壤的聚合力，在土壤本身強(qiáng)度不變的情況下，通過(guò)根系的機(jī)械束縛增強(qiáng)根際土層的總體強(qiáng)度，提高滑移抵抗力。植物相互纏繞的側(cè)面根系形成具有一定抗張強(qiáng)度的根網(wǎng)，將根際土壤固結(jié)為一個(gè)整體，同時(shí)垂直根系把淺層根際土層錨固到深處較穩(wěn)定的土層上，更增加了土體的穩(wěn)定性。因此，在黑岱溝露天礦區(qū)植被恢復(fù)中必須本著植被根系固土、護(hù)坡能力強(qiáng)的原則進(jìn)行樹(shù)草種的選擇。

(4)考慮經(jīng)濟(jì)價(jià)值及礦區(qū)綠化、美化效果。

3、主要植物種類(lèi)選擇技術(shù)

黑岱溝露天礦自1992年開(kāi)始開(kāi)展水土保持與生態(tài)重建工作，先后選用了90多種植物進(jìn)行了人工栽培試驗(yàn)，從栽植植物的水土保持和改良土壤的作用、植物的演替退化規(guī)律、植被根系的固土護(hù)坡能力、植被抗旱機(jī)制及其在礦區(qū)排土場(chǎng)復(fù)墾土地上的植物生長(zhǎng)狀況等方面的分析，最終選出適宜礦區(qū)內(nèi)生長(zhǎng)的植被類(lèi)型，見(jiàn)下圖。

4、礦區(qū)篩選出的先鋒植物和適生植物礦區(qū)

自1992年生態(tài)重建以來(lái)，就在排土場(chǎng)自然恢復(fù)植被種類(lèi)和生長(zhǎng)狀況調(diào)查的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了適宜植被類(lèi)型的篩選和種植。通過(guò)多年植被重建與生態(tài)恢復(fù)試驗(yàn)工程中取得的一些成果，且在土地復(fù)墾和生態(tài)恢復(fù)技術(shù)上積累的一定經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)水土保持與生態(tài)重建實(shí)踐、對(duì)比試驗(yàn)，篩選出了適合于礦區(qū)內(nèi)部生長(zhǎng)的部分植物。喬木有油松(Pious tabulaeformis)、樟子松(Pious sylvestras)、刺槐(Robauaa pseudoacacaa L)、新疆楊(Populus bolleaua Lauche)、柳樹(shù)(Salix matsu-daua Koidz)、梨樹(shù)(Pyrus bretschueideri Rehd)、側(cè)柏(Platycladus orieutalis)、杜松(Juuiperus rigida Sieh.et Zucc )、山植( Crataegus piuupat滬da Bunge)、櫻桃(Cerasua pseudocerasus G. Don)、云杉(Picea asperataMast)、山丁子(Malus baccata Borkh)等，灌木有沙棘扭appophae rhamuoides L. )、檸條(Caragaua micro-phylla (Pall. ) Lam)、丁香(Syrauga oblate Lindl)、女貞(Lagustrum)、紫花洋槐(Robauaa pseudoacacaa)、歐李(Cerasus humilis Sok)、錦雞兒(Caragaua siuicaRehd)、沙地柏(Sabiua vulgaris Antoine )、小葉鼠李(Rhamuus parv如Lia Bunge)等，豆科草種有紫花首蓓( Medicago sativa L )、沙打旺(Astragalus adsurgeusPall)、黃茂( Legumiuosae)、羊柴(hedy".sarummaxim )、草木揮(Melilotus suaveoleus Ledeb.)等;禾本科草種有披堿草(E行mus dahuricus Turcz )、羊草(Leymuschiueuse Tzvel)、冰草(Agropyrou cristatum Gaertner)、堿茅(Pucciuellia distaus Parl)、狗尾草(Setaria viridi-au Beauv)等。