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矿区废弃地生态恢复与重建综述0矿产资源开发与利用的全球生态意义矿产资源不仅是人类生存和社会发展的物质基础,也是社会财富的重要来源矿产资源的开发与利用,在推动经济的发展的同时,也对全球的生态环境产生了不容忽视的影响面对如此复杂的矿区环境问题,以及由此诱发的经济问题和社会问题,目前我们希望能从生态植被恢复中找到解决方案1煤矿区废物处理场地的条件和评价
1.1采矿过程中的地表地貌重塑矿山开采过程中的开挖、剥离、废弃物的堆放造成地表形态的改变在采矿基建过程都需要挖、填大量的土石方,发生地貌重塑,采矿活动产生的废弃物改变了地表原貌,使其高低起伏,支离破碎,从而使矿山周围地形地貌发生较大改变
1.2地质条件矿区废弃地是指由采矿活动所破坏的且未经治理而无法使用的土地
1.3水土流失系统矿山开采对天然植被的砍伐、矿山废弃地的有害物质对周围环境所造成的毒害和污染都严重摧毁了动植物和微生物的生存环境,水土流失导致野生动植物生存环境的改变,地面沉降、土壤退化、水体污染,导致水生物资源系统的破坏同时,矿山开采导致的大气、噪音污染对动植物和微生物的生存环境产生恶劣影响,严重影响生态系统的稳定和生物多样性
1.4地下水系统出现疏干漏干时,地下均衡系统已破由于矿山疏干排水及废水废渣的排放,导致区域性地下水位大幅度下降,造成地下水疏干漏斗,破坏了整个地下水均衡系统同时煤矿区废弃地具有众多不良的理化性质,矿山雨水淋滤采矿堆积的尾砂矿,下渗进入地下含水层,将造成地下水的污染2国内外对采矿区生态植被恢复理论和技术的探讨
2.1国内外对煤矿区生态植被恢复理论的研究
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1.1废弃地恢复的现状我国的矿区废弃地的生态植被恢复工作始于20世纪50年代末,但是直到80年代这项工作还是处于零星、分散、小规模和低水平的状况在1988年,我国颁布了《土地复垦规定》,这也标志着我国矿区废弃地的植被恢复工作开始步入了法制化的轨道,并且恢复速度和质量均有较大的提高当前,我国矿区废弃地植被恢复中,主要采用植草和植树的两种途径据统计
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1.2典型的生态恢复工程国外的矿区废弃地植被恢复技术研究以及实施工程起步比较早,特别是欧、美等发达国家,其基础可以追溯到19世纪末期,而大规模的生态恢复工程在20世纪中期普遍展开,并在施工技术、土壤改造、政策法规、现场管理等领域取得了大量成果和成功的经验,且各有特色如美国
2.2国内外对矿区垃圾填埋场生态植被恢复的研究
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2.1对人工林土壤进行改良和新造林
①物理处理和化学处理即在废弃地恢复中常用挖松紧实的土壤、整理土壤表面的措施克服物理因子的不足,通过向土壤中添加碱性物质以调整土壤的p H值改善化学环境;
②覆盖土壤这能快速全面地解决矿区土壤问题,但覆盖土壤的费用很高,只在经济条件好、生态环保意识较强的矿山适合使用此法;
③表土转换即在开发之前,先把30cm(表层)及30~60cm(亚层)的土壤剥离并保存封藏,以便于工程结束后再把它们放回原处;
④添加营养物质即通过对露天采矿地的理化性质、矿质元素、生物特性分析,制定施肥类型及其最佳比例;
⑤去除有害物质矿区废弃地的重金属污染严重,人们通过利用现代生物技术克隆重金属污染的基因,筛选耐重金属污染物种的基因资源,培育适宜物种;
⑥添加物种即通过人工选择物种,使土壤的物理性质和化学性质得到改良,从而缩短植被演替的进程,加快矿山废弃地的生态重建在添加的物种时,往往是按照草本-灌木-木本植物的顺序进行的;
⑦客土改良即在岩土中掺入具有一定机械组成的黏土或土壤来中和其机械成分;
⑧生物土壤改良即在人工林间种植豆科绿肥,引入具有固氮能力的树种是促进人工林生长和防止岩土风蚀的有效生物学措施第十,粉煤灰复田改良即在地面撒均匀混在土里,提高粉煤灰的利用率粉煤灰可改变土壤结构,增加土层的保水能力和孔隙度通过以上研究综述,笔者归纳出按时间顺序可选择的技术方法,如图1所示
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2.2种植技术土壤处理整个土地是植被恢复的重要步骤造林和播种方式在废物和采矿场的井边地带,采用山地和海鸥造林技术在收集场地的顶部平坦平坦、宽层平坦的地方,首先平整,然后应用机械化造林技术在收集场地的斜坡和相邻区域建设防砂林造林密度和树种配置根据土壤条件、植物生态特征、自然生态和经济条件,树木和灌木的布局和造林密度也可以采用带状造林护理措施根据不同的地质条件采取各种护理措施3山西朝阳矿区废弃生态植被恢复技术的选择
4.1复合土石山地的气候条件阳泉地处山西黄土高原东部,地貌系由土石山、黄土丘陵和山间盆地组成的间有少量石质山的复合土石山地气候属温暖带半湿润气候,降水量一般为550-650mm土壤以褐土性土分布面积最大,植被为典型的温带树种
4.2泉州市矿区森林区位条件
4.3技术选择4生物多样性原则矿区废弃地植被恢复的核心问题在于解决植物生长的环境,其关键在于改良土壤环境基于土壤环境改良的前提下,充分考虑植物景观的营造手法,结合生态学要求构建近自然群落,增强物种的多样性本文在综合分析了国内外矿业废弃地生态恢复研究进展的基础上,结合山西阳泉矿业废弃地现状进行了调查并提出了恰当的生态恢复技术如何准确、科学及客观的评价特定的煤矿区废弃地植被恢复结果评价,以及生态恢复和重建给煤矿区废弃地社会、经济和生态带来的影响,这是我们今后需要重点研究的问题“煤铁之乡”阳泉是单位面积产煤最多的城市,全国无烟煤生产基地阳泉市煤矿区废弃地具有特点:物理结构不良,持水保肥能力差极端贫瘠或养分不平衡;重金属含量过高;极端ph值;干旱或生理干旱严重如表1所示
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3.1添加碱土、肥料以丰富土壤厚度
①阳泉煤矿区在未来的进程中,应注意采用表土转换法这样虽然植被已破坏,但土壤基本保持原样,土壤的营养条件及种子库基本保证了原有植物种群迅速定居建植,无需更多的投入
②由于阳泉煤矿区废弃地土壤呈现酸性,因此可以向土壤添加碱性物质以调整土壤的pH值土壤覆盖适合于任何类型的矿山废弃地,因此结合阳泉实际经济条件和生态环保意识而加以采用
③可施用矿质肥料能提高人工林的生产力,有效调节土壤中氮磷钾比例含量此外,可将污水处理厂和林地复垦相结合,节约生态植被恢复成本
④阳泉市煤矿区废弃地土壤中含有重金属元素,因此需要在乡土树种中选择耐重金属污染的物种作为先锋物种,来有效去除土壤中的有害物种与此同时,我们可以在岩石中掺入具有一定机械组成的粘土或土壤来中和其机械成分,比如沙质岩土则是一个不错的选择最后,可以施用粉煤灰作改良剂改良土壤,在面撒均匀混在土里°
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3.2整地及截水压树种选择上,根据阳泉矿区的地质地貌及植被现状,建议采用乡土树种和固氮树种混交造林方式由于阳泉矿区的土地破坏状况并非十分严重,因此在种植前先进行整地工作,同时作出截水沟,以避免水土流失问题的发生同时可采用山地、沟壑造林技术,营造防蚀林,以60%的主要树种,20%伴随树种,20%灌木的比例进行种植,并定期进行抚育除草防病害等工作。