CN102668835A - 用于北方地区冶金尾矿坝的植被恢复方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于北方地区冶金尾矿坝的植被恢复方法，包括步骤：A、清理、平整坡面，以消除潜在地质隐患；B、在尾矿坝表层覆种植土10-15厘米；C、在覆土层表面喷播泥浆状植物生长土壤培养基，形成具有稳定优良团粒结构的植物生长基质；D、选用抗逆性强的植物种子组合人工土壤，喷播在植物生长基质表面，形成厚度约2厘米的种子层；E、采用喷灌系统和搭建防护网的管护措施对出土幼苗进行后期养护。本发明的优点是可以提高植物对于尾矿库复杂逆境的适应能力，包括更强的抗旱、耐盐碱、耐瘠薄能力和养分获取能力，利用该方法可对尾矿坝边坡进行生态修复，建立稳固的植被层，同时具有稳定边坡，保持水土，抑制径流、尾矿砂扬尘的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型冶金尾矿坝综合治理的方法，具体是一种应用团粒喷播技术恢复北方地区冶金尾矿坝植被的方法，属于工业尾矿边坡植被恢复技术领域。
背景技术
我国矿产资源含量丰富、品种齐全，然而大规模工业开采导致了严重的生态环境问题，其中尾矿废弃地所带来的问题最为严重。金属矿山进行矿石选别后排出大量尾矿，然后筑坝建库囤积尾矿形成尾矿库，尾矿堆存区植被缺乏，基质稳定性差，降雨时金属污染物随雨水渗到地下水层，导致水体恶化；干旱时随风扩散，导致周边地区空气污染、土壤贫瘠，对生态环境造成严重危害。目前，冶金尾矿废弃地的治理有物理、化学工程措施和生态恢复几种方式。物理方法和化学方法通常成本很高，而且没有从根本上消除环境污染风险。从长远考虑，生态恢复被认为是解决冶金尾矿废弃地土地利用和环境问题的最佳途径。在尾矿坝周边污染地区进行植物修复，可以美化环境，稳定基质和减阻地表侵蚀，并且能够减弱风速、减少扬尘。植物根系可以吸收固定重金属，根系分泌物或凋落物的分解物可以与重金属螯合形成难溶化合物，植物还可以通过蒸腾作用减少雨水向地下的渗透，从而阻控重金属等污染物的迁移扩散，从根本上改善矿区生态环境。
当我们运用生态修复技术治理尾矿污染过程中，需要解决多种技术难题，其中包括：由于长年受尾矿砂的侵袭和污染，堆积尾矿的坝体即尾矿坝土壤持水力弱，有机质含量较低，土壤肥力状况较差，并且有较严重的金属污染情况，影响植物生长和幼苗存活。然而，目前以植被恢复为目的进行的尾矿污染治理工作，绝大部分没能有效解决上述问题，以至影响了最终的植被恢复效果。CN201010285841.3公开了一种尾矿库无覆盖土壤后期坝的边坡植被稳定生态修复技术，通过种植香根草，并在香根草种苗行之间播种边坡绿化草种，构成固砂的根系网络实现。该发明虽然建立了植被层，但主要是草本植物，植被群落稳定性差。CN200910042730.7发布了一种修复改良铀尾矿渣污染土壤的方法，所用材料是田皂角、五节芒和白茅、草木灰和牛粪，该发明所选植物树种也多是草本植物。为提高植物修复效率，提升植被持水护坡能力，需要寻找一种价兼实用和环保性好的植被恢复方法。
发明内容
本发明的目的是提供了一种成本低廉、实用可行、效果优良的植被生态恢复方法，针对北方地区大型工业尾矿库进行生态治理，提高植物对尾矿重金属污染的抗性和获取必要矿质养分的能力，并改善土壤结构，高效恢复和稳定冶金尾矿植物群落，并有助于迅速建立植物物种多样性和生态系统的稳定性，达到尾矿地区景观和谐、生态平衡与可持续发展的长远目标。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种应用团粒喷播技术恢复北方地区冶金尾矿植被的方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、清理、平整坡面，以消除潜在地质隐患；
B、在尾矿坝表层覆种植土10～15厘米；
C、在覆土层表面喷播泥浆状植物生长土壤培养基，形成具有稳定优良团粒结构的植物生长基质；
D、选用抗逆性强的植物种子组合人工土壤，喷播在植物生长基质表面，形成厚度约2厘米的种子层；
E、采用喷灌系统和搭建防护网的管护措施对出土幼苗进行后期养护。
所述植物生长土壤培养基由以下体积比的各材料组成：
粘土20～38%；植物纤维8～25%；有机质36～40%；缓释肥料3%；稳定剂1～3%；团粒剂0.035～0.085%。
所述的植物生长土壤培养的基理化指标为：有效持水量40%以上；有机质含量50g/kg～60g/kg；pH值5.6～7.2；电导率1.8～3.0ms/cm。
所述粘土为非资源性的表层土壤，pH值在5.5～6.5之间。
所述的应用团粒喷播技术恢复北方地区冶金尾矿植被的方法，其特征在于，所述有机质经原料发酵而得，原料包括但不限于树叶杂草、豆饼、粉渣、木屑、谷壳中的一种或几种，采用常规发酵工艺。
所述缓释肥料为专用复合肥和过磷酸钙，所述专用复合肥和过磷酸钙体积比为1：1，所述专用复合肥的氮、磷、钾养分含量百分比为13：10：10。
所述抗逆性强的树种包括火炬树、刺槐、家榆、柠条、胡枝子、白刺、沙枣、紫穗槐、梭梭和紫花苜蓿。
所述的防护网采用遮阳网支撑遮挡在植被的上方，抵挡尾矿粉对植被的破坏。
所述的有机质成分具有增肥、保肥、保水、透气以及提高土壤养分有效性的作用，土壤添加剂可以抵抗雨水冲刷，增强团粒结构的稳定性，缓释肥料则是为植物生长提供营养元素。
本发明的优点是：可以提高植物对于尾矿库复杂逆境的适应能力，包括更强的抗旱、耐盐碱、耐瘠薄能力和养分获取能力。本方法对尾矿坝边坡进行生态修复，建立了稳固的植被层，同时具有稳定边坡，保持水土，抑制径流、尾矿砂扬尘的作用。本发明既可以用于服役期尾矿库污染防治，也可以适用于关闭矿山尾矿库的生态修复，或者在新建矿山尾矿库时运用本发明技术进行尾矿库的设计。运用团粒喷播技术对尾矿库及矿业废弃地进行快速生物治理有着积极意义。
本发明选用的植物种子火炬树（Rhus typhina）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、家榆（Ulmus pumila）、柠条（Caragana Korshinskii Kom.）、胡枝子（Leapedeza bicolor）、白刺（Amorpha fruticosa）、沙枣（Elacagnus）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）、梭梭（Chenopodiaceae）、紫花苜蓿（Medicago sativa L.），具有抗旱、耐盐碱、耐瘠薄、抗病虫害、本土化的特点。
具体实施方式
下面结合具体的实例对本发明作进一步的说明，但其并不影响本发明的保护范围。
实施例1：
地点：内蒙古包头市包钢（集团）公司选矿厂尾矿坝，按照下列步骤：
A、清理、平整坡面，以消除潜在地质隐患；
B、在尾矿坝表层覆种植土10～15厘米；
C、在覆土层表面喷播泥浆状植物生长土壤培养基，形成具有稳定优良团粒结构的植物生长基质。植物生长土壤培养基的材料配比如下：
粘土，0.35m3；植物纤维，0.19 m3；有机质，0.75m3；稳定剂，0.045m3；
缓释肥料，0.048m3；团粒剂，0.0004m3；清水，1.0m3； 植物种子，0.037m3；
该实施例的植物生长土壤培养基理化指标如下表：
| 有效持水量 | 70%（体积） |
| 有机质含量 | 60g/kg |
| pH值 | 5.76 |
| 电导率 | 1.8ms/cm |
D、选用抗逆性强的植物种子组合人工土壤，喷播在植物生长基质表面，形成厚度约2厘米的种子层。选用植物种子的配比如下：
刺槐，7g；火炬树，5g；柠条，4g；紫穗槐，6g；胡枝子，5g；家榆，5g；白刺，4g；沙枣，12g；紫花苜蓿，8g。
E、采用喷灌系统和搭建防护网的管护措施对出土幼苗进行后期养护。
喷播施工完成后，我们运用了有效的养护方案确保植物健康生长。
第一，采用喷灌系统保证苗木幼苗正常生长。团粒喷播技术要求在种子发芽至幼苗期（此时植物根系小，抗逆力弱）在没有自然降雨情况下需要养护浇水，庞大根系形成后可以不必浇水养护。
第二，由于尾矿坝地区经常遭遇大风天气，为避免刮风时风沙损坏或埋没幼苗现象的发生，我们用遮阳网人工制作了风沙防护带抵挡尾矿粉对植被的破坏。针对坝体有风沙侵袭情况，我们在选择树种时优先选择耐埋树种，苗木长到半米以上时，不必担心沙埋对植物的影响，且成林后可以有效的减少风沙危害。
通过喷播施工到后期养护，施工半年后，基本达到了预期的绿化效果，目前存活下来的苗木的木质化程度大约在95%以上，部分乔木如刺槐、家榆等的高度超过20厘米，柠条、白刺的高度也超过10厘米，经过适当养护，可以达到理想的植物群落，起到良好的生态防护功能。
Claims (8)
1.一种用于北方地区冶金尾矿坝的植被恢复方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、清理、平整坡面，以消除潜在地质隐患；
B、在尾矿坝表层覆种植土10～15厘米；
C、在覆土层表面喷播泥浆状植物生长土壤培养基，形成具有稳定优良团粒结构的植物生长基质；
D、选用抗逆性强的植物种子组合人工土壤，喷播在植物生长基质表面，形成厚度约2厘米的种子层；
E、采用喷灌系统和搭建防护网的管护措施对出土幼苗进行后期养护。
2.如权利要求1所述的应用团粒喷播技术恢复冶金尾矿植被的方法，其特征在于，所述植物生长土壤培养基由以下体积比的各材料组成,粘土20～38%；植物纤维8～25%；有机质36～40%；缓释肥料3%；稳定剂1～3%；团粒剂0.035～0.085%。
3.如权利要求2所述的应用团粒喷播技术恢复冶金尾矿植被的方法，其特征在于，所述的植物生长土壤培养基的理化指标为：有效持水量40%以上；有机质含量50g/kg～60g/kg；pH值5.6～7.2；电导率1.8～3.0ms/cm。
4.如权利要求2所述的应用团粒喷播技术恢复冶金尾矿植被的方法，其特征在于，所述粘土为非资源性的表层土壤，pH值在5.5～6.5之间。
5.如权利要求2所述的应用团粒喷播技术恢复冶金尾矿植被的方法，其特征在于，所述有机质经原料发酵而得，原料包括但不限于树叶杂草、豆饼、粉渣、木屑、谷壳中的一种或几种，采用常规发酵工艺。
6.如权利要求2所述的应用团粒喷播技术恢复冶金尾矿植被的方法，其特征在于，所述缓释肥料为专用复合肥和过磷酸钙，所述专用复合肥和过磷酸钙体积比为1：1，所述专用复合肥的氮、磷、钾养分含量体积比为13：10：10。
7.如权利要求1所述的应用团粒喷播技术恢复冶金尾矿植被的方法，其特征在于，所述抗逆性强的树种包括但不限于火炬树、刺槐、家榆、柠条、胡枝子、白刺、沙枣、紫穗槐、梭梭和紫花苜蓿。
8.如权利要求1所述的应用团粒喷播技术恢复冶金尾矿植被的方法，其特征在于，所述的防护网采用遮阳网支撑遮挡在植被的上方，抵挡尾矿粉对植被的破坏。
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