【修复技术】露天煤矿排土场土壤系统修复技术

日期：2023-05-10　人气：3062

对露天矿排土场进行植被重建的首要任务是明确限制生态环境恢复的主要因子，并清除这些不利因素，否则，植被恢复工作难以开展。露天矿排土场土地的共同特点是土壤中缺少自然土中的营养物质，尤其是缺少氮、磷和有机质。由于植物生长所需主要营养物质的匿乏，使得土壤肥力低下，不适宜于植物生长;因此，植被重建的前提是改良土壤，为植物提供必须的生长条件。

为寻找适合矿区土壤系统修复的最佳技术，进行多项土壤改良方法的试验研究，并对排土场(北排、东排、马连沟等)现状复垦植被的土壤水分改良效果、土壤养分改良效果、土壤微生态环境改良效果等进行监测、分析，根据矿区的条件选择出露天矿排土场土壤改良的有效方法。

一、土壤培肥

排土场土壤改良施氮、磷化肥后，土壤有机质、速效养分含量增加幅度较高，但由于无机化肥的价格较高，且在干旱缺水条件下肥效难以充分发挥;因此，排土场在复垦种植时主要利用化肥作为种肥或部分植物的追肥使用，作为大规模复垦土壤培肥地力的肥料主要还是有机肥。有机肥在分解过程中，产生多种有机酸，有利于土壤中难溶性养分溶解释放，提高养分的有效性，充分发挥土壤的潜在肥力。有机肥料在分解过程中可产生二氧化碳，促进植物的光合作用。总之，有机肥的作用是多方面的，它具有化肥所没有的优越性。

二、粉煤灰改良土壤

在黑岱沟露天矿排土场试验区的研究表明，施粉煤灰1 t/hm²耐处理，土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷质量分数分别比对照增加90.7%,65.8% ,23.5% ,65. 1%和18.8%，施粉煤灰2 t/hm²处理，土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷质量分数分别比对照增加138.8%、156.6%、63.9%、75. 5%和55.8%。从各养分的增加幅度来看，增施粉煤灰后土壤有机质、全氮、全磷质量分数增加较多。粉煤灰可以用作土壤改良剂，在与农家肥和化肥混合施用时效果较好，其主要作用表现在:可以明显改良土壤质地，降低土壤密度，增加土壤孔隙度，提高地温，促进土壤微生物活性，有利于养分转化，有利于保温保墒，使水、肥、气、热趋向协调，为作物生长创造良好的土壤环境，促进作物增产。

三、植被重建技术

露天矿区排土场环境条件极端恶劣，其受损生态系统自我恢复将难以实现，或实现过程漫长。如果采用生态恢复措施，排土场中受破坏的生态系统可在相对较短的时间内得以恢复。植被重建是露天矿排土场生态恢复的首要工作。植被重建除了本身起着构建退化生态系统初始植物群落的作用外，还能促进土壤结构与肥力以及土壤微生物与动物的恢复，从而促进整个生态系统结构与功能的恢复与重建；因此，研究排土场植被重建问题具有十分重要的现实意义。

1、植被重建作物、草树种选择依据

露天矿排土场土地复垦，建立人工植被，首先必须选择适宜的植物品种。为此要做到覆盖土、气候等自然环境条件与植物生态学特性的统一，即“适地适植”的原则。

2、主要草(树)种选择依据

(1)耐土壤贫瘩。排土场土壤主要是矿区开采中最初的剥离物，无结构。因排弃过程中反复碾压使土壤坚硬紧实而干燥，养分极为贫乏，要求所选植物种具有耐贫瘩的生物学特性。

(2)抗旱性强。该地区气候属中温带半干旱气候，总的气候特点是旧照充足，有效积温高，水热同期，有利于植物生长；但是夏季降水多以暴雨形式出现，使水土流失加重，春季干旱少雨，多大风，这些又不利于种子植物的成活和生长。为此，在这大风干旱的地区植被恢复应选择抗旱能力强的植物。

(3)植物根系的固土和护坡能力。植被固土、护坡是防治水土流失的有效办法，根系土壤增强作用是植被稳定土壤的最有效机械途径。根系能加强土壤的聚合力，在土壤本身强度不变的情况下，通过根系的机械束缚增强根际土层的总体强度，提高滑移抵抗力。植物相互缠绕的侧面根系形成具有一定抗张强度的根网，将根际土壤固结为一个整体，同时垂直根系把浅层根际土层锚固到深处较稳定的土层上，更增加了土体的稳定性。因此，在黑岱沟露天矿区植被恢复中必须本着植被根系固土、护坡能力强的原则进行树草种的选择。

(4)考虑经济价值及矿区绿化、美化效果。

3、主要植物种类选择技术

黑岱沟露天矿自1992年开始开展水土保持与生态重建工作，先后选用了90多种植物进行了人工栽培试验，从栽植植物的水土保持和改良土壤的作用、植物的演替退化规律、植被根系的固土护坡能力、植被抗旱机制及其在矿区排土场复垦土地上的植物生长状况等方面的分析，最终选出适宜矿区内生长的植被类型，见下图。

4、矿区筛选出的先锋植物和适生植物矿区

自1992年生态重建以来，就在排土场自然恢复植被种类和生长状况调查的基础上，开展了适宜植被类型的筛选和种植。通过多年植被重建与生态恢复试验工程中取得的一些成果，且在土地复垦和生态恢复技术上积累的一定经验，通过水土保持与生态重建实践、对比试验，筛选出了适合于矿区内部生长的部分植物。乔木有油松(Pious tabulaeformis)、樟子松(Pious sylvestras)、刺槐(Robauaa pseudoacacaa L)、新疆杨(Populus bolleaua Lauche)、柳树(Salix matsu-daua Koidz)、梨树(Pyrus bretschueideri Rehd)、侧柏(Platycladus orieutalis)、杜松(Juuiperus rigida Sieh.et Zucc )、山植( Crataegus piuupat沪da Bunge)、樱桃(Cerasua pseudocerasus G. Don)、云杉(Picea asperataMast)、山丁子(Malus baccata Borkh)等，灌木有沙棘扭appophae rhamuoides L. )、柠条(Caragaua micro-phylla (Pall. ) Lam)、丁香(Syrauga oblate Lindl)、女贞(Lagustrum)、紫花洋槐(Robauaa pseudoacacaa)、欧李(Cerasus humilis Sok)、锦鸡儿(Caragaua siuicaRehd)、沙地柏(Sabiua vulgaris Antoine )、小叶鼠李(Rhamuus parv如Lia Bunge)等，豆科草种有紫花首蓓( Medicago sativa L )、沙打旺(Astragalus adsurgeusPall)、黄茂( Legumiuosae)、羊柴(hedy".sarummaxim )、草木挥(Melilotus suaveoleus Ledeb.)等;禾本科草种有披碱草(E行mus dahuricus Turcz )、羊草(Leymuschiueuse Tzvel)、冰草(Agropyrou cristatum Gaertner)、碱茅(Pucciuellia distaus Parl)、狗尾草(Setaria viridi-au Beauv)等。