CN106688762A - 一种利用杂交构树进行废弃矿山生态修复和矿区生态绿化的方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用杂交构树进行废弃矿山地进行生态修复和生态绿化的方法及其应用。该方法采用原土种植，从种植用地的选择，种苗准备，水肥管理，病虫害防治等方面做到规范化，配以简便的管理措施，保证了杂交构树的成活与长势，建立了杂交构树在废弃矿山的生态绿化体系。本发明的实验证明，本发明提供的废弃矿山的生态修复和生态绿化方法，能够在不对废弃矿山采取过多的工程措施的情况下，实现杂交构树的原土种植并成活，并表现出较好的适应性，大幅度降低生态修复、绿化工程的成本，丰富了可应用于废弃矿山绿化的树种资源。本发明在废弃矿山生态绿化方面具有广泛的应用前景。

Description

一种利用杂交构树进行废弃矿山生态修复和矿区生态绿化的方法及其应用

技术领域

本发明属于生态环境治理和修复领域，具体涉及一种利用杂交构树进行废弃矿山生态修复和矿区生态绿化的方法及其应用。

背景技术

矿产资源是我国社会经济发展的重要支柱，然而矿产资源开发同时也是迄今人类最大规模改变地球表面景观和破坏地表生态系统的有组织的人类活动。由于长期的无序开采、重利润轻保护的掠夺式开发方式，引发了诸多的环境问题，如破坏地表植被，在矿产资源开采过程中，特别是露天开采，地表无植被固定，在干燥与大风作用下产生尘暴，在降水时可能引发水土流失，甚至山体滑坡；开采、洗选和冶炼过程中的重金属污染土壤、附近河流和地下水，严重影响周围农田作物产量、品质，对人体健康构成潜在的威胁。因此矿山废弃地的生态恢复是迫切需要解决的问题。要恢复生态系统的功能，必须恢复生态系统的非生物成分的功能，即进行植被的恢复及动物群落和微生物群落的构建。

目前，废弃矿山的修复主要包括：

1、矿山废弃地土壤整治

土壤整治是矿山废弃地生态恢复与重建最重要的环节之一，其主要方法有客土法和化学改良法。有些矿山废弃地上根本没有土壤层(如废石堆)，必须先在废弃地上覆土，再改良；如果废弃地的毒性很大，必须在废弃地上面先铺一层隔离层，以阻挡有毒物质通过毛细管向上迁移，然后再覆土。客土法的关键是寻找土源和确定覆盖的厚度与方式。对于有土壤层的废弃地，可以考虑用化学方法进行土壤改良。矿山尾矿及废弃矿中均缺少植物生长所必需的有机质，因此对矿山废弃地土壤进行化学改良是必要的，对富含碳酸钙及pH值较高的废弃地，可利用适当的煤炭腐殖质酸物质进行改良。可以用化肥、有机废弃物、绿肥和固氮植物来改良土壤的营养状况，有机肥对多种污染物在土壤中的固定有明显的效果。

2、植被恢复

植被恢复是矿山废弃地生态恢复的关键，因为几乎所有的自然生态系统的恢复总是以植被的恢复为前提，故具体的环境条件与适宜的树种是生态恢复的关键技术之一。植物种类的选择应遵循以下几个原则。(1)选择生长快、适应性强、抗逆性好、成活率高的植物。(2)选择具有改良土壤能力的固氮植物。(3)尽量选择当地优良的乡土树种和先锋树种。(4)选择树种时要考虑其经济价值和树种的多功能效益，最主要的是要抗早、耐湿、抗污染、抗风沙、耐贫瘠、抗病虫害等。尤其是在矿山废弃地上自然定居的植物，具有很强的忍耐性和可塑性，应该作为优先考虑的植物。

杂交构树(Broussonetia kazinoki×B.papyrifera)是中国科学院植物研究所利用小构树(B.kazinoki)与构树(B.papyrifera)杂交后经多代选育出的新品种，是一种具有造纸、饲用、药用等多用途的生态经济林用树种。

发明内容

本发明的一个目的是提供杂交构树的新用途。

本发明提供了杂交构树在废弃矿山和/或矿区的生态修复和/或绿化中的应用。

本发明的另一个目的是提供一种利用杂交构树进行废弃矿山和/或矿区的生态修复和/或绿化的方法。

本发明提供的利用杂交构树进行废弃矿山和/或矿区的生态修复和/或绿化的方法包括如下步骤：将杂交构树苗在废弃矿山和/或矿区上进行原土定植，培育，实现废弃矿山和/或矿区的生态修复和/或绿化。

上述方法中，所述杂交构树苗为杂交构树容器苗；所述杂交构树容器苗为用营养钵培育的杂交构树幼苗。

上述方法中，所述原土定植和所述培育间还包括浇水的步骤；所述培育期间不浇水。

上述方法中，所述浇水为将杂交构树容器苗浇水至浇透。

上述方法中，所述原土定植的月份为月平均温度高于10℃时的月份，本发明的具体定植月份是4月份；所述原土定植的时间为每日白天去除正午的其余时间，本发明的具体定植时间是傍晚。

上述方法中，所述原土定值前还包括如下步骤：对废弃矿山和/或矿区依次进行修整和挖定植穴的步骤。

上述方法中，在环境温度低于-20℃时，所述培育还包括越冬管护的步骤。

上述方法中，所述越冬管护包括如下步骤：(1)对苗木进行适度修剪；(2)给树根基部培土，浇透防冻水；(3)用稻秸、草绳等捆绑树干，起到保温御寒作用。

上述方法中，所述废弃矿山和/或矿区为铁矿选矿场或改造选矿场或尾矿粉堆，具体为河北省唐山市迁西县的抬头村和东荒峪的铁矿选矿场内或河北省唐山市迁安市的马兰庄永盛公司内、瑞阳生态农业大观园园区内的改造选矿场和尾矿粉堆。

针对目前废弃矿山生态绿化的现状，本发明提供了一种利用杂交构树进行废弃矿山生态修复和矿区生态绿化的方法。该方法采用原土种植，从种植用地的选择，种苗准备，水肥管理，病虫害防治等方面做到规范化，配以简便的管理措施，保证了杂交构树的成活与长势，建立了杂交构树在废弃矿山的生态绿化体系。本发明的实验证明，本发明提供的废弃矿山的生态修复和生态绿化方法，能够在不对废弃矿山采取过多的工程措施的情况下，实现杂交构树的原土种植并成活，并表现出较好的适应性，大幅度降低生态修复、绿化工程的成本，丰富了可应用于废弃矿山绿化的树种资源。本发明在废弃矿山生态绿化方面具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为废弃矿山照片。

图2为杂交构树栽种后3天现场照片。

图3为杂交构树栽种后现场照片。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中的杂交构树(Broussonetia kazinoki×B.papyrifera)是中国科学院植物研究所利用小构树(B.kazinoki)与构树(B.papyrifera)杂交后经多代选育出的新品种，为中科院植物所培育的品种，公众可以从北京乔纳森科技发展有限公司购买获得。

下述实施例中的杂交构树容器苗是北京鼎国昌盛生物科技有限责任公司的产品。公众可以从北京鼎国昌盛生物科技有限责任公司购买获得。

下述实施例中的原土种植是指在土壤组成恶劣的环境条件下，比如盐碱地、重金属严重污染的土壤等，将植物直接种植在选定区域的土地上，不需要对土壤进行任何的人工改造和置换。

实施例、一种利用杂交构树进行废弃矿山生态修复和矿区生态绿化的方法

一、试验地的气候和环境简介

试验地分别位于河北省唐山市的迁西县和迁安市。

1、迁西县和迁安市的气候简介

迁西县位于燕山沉降带东段南缘，境内层峦拔地，河川纵横，其地貌特征呈典型的低山丘陵景观；属暖温带大陆性半湿润的季风气候，四季分明，干湿季节明显；春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷干燥；年平均气温10.1℃，七月份平均气温25℃，1月份平均气温－7.8℃。

迁安市临近迁西县属暖温带、半湿润、大陆性气候；冬季受西伯利亚和蒙古冷空气影响，盛行偏北风，夏季受太平洋高压影响，盛行偏南风，年平均气温10.9℃。

2、迁西县和迁安市的环境简介

迁西县和迁安市两县(市)地处铁矿资源丰富的燕山山脉南麓，近年来随着当地的经济发展，辖区内大小铁矿和钢铁企业得到了蓬勃发展，为当地的经济建设做出了巨大的贡献，但伴随着钢铁经济发展而来的生态、环境问题也日趋突出。大规模铁矿石的开采，使得当地原本就脆弱的山地生态系统遭受严重的破坏：水土流失、山体滑坡等灾害的发生几率大大增加；难以有效处理的尾矿粉堆积如山；水体、大气的污染日趋严重。废弃矿山如图1所示。这些问题存在使得当地的发展成就大打折扣。伴随着国家宏观经济政策的调整，经济的发展越来越强调其生态有效性，因此对于生态环境的保护和治理，在当地具有十分重要的战略意义。

迁西县的试验地分别选择抬头村和东荒峪的铁矿选矿场内；迁安市的试验地为马兰庄永盛公司内、瑞阳生态农业大观园园区内的改造选矿场和尾矿粉堆。两处试验地的土层薄，以裸岩、碎石及砂砾为主，缺乏有机质养分，保水性差。

二、利用杂交构树进行废弃矿山生态修复和矿区生态绿化的方法

将杂交构树在迁西、迁安试验地进行原土定植，同时，以常见绿化树种白蜡作为对照树种。具体步骤如下：

1、试验地的修整

于2010年4月10日对选定的试验地进行修整。试验地的修整工作要因地制宜，做到种植区域平整即可。

2、定植和灌溉

(1)定植的时间和温度

杂交构树的定植期较长，华北地区一般在最低气温高于10℃时的月份均可定植。时间选择应避免在阳光强烈的正午是进行种植，最好选在每天的傍晚进行。本发明于2010年4月10日傍晚进行定植。

(2)定植的方法

为体现杂交构树的相关特性，本发明的定植方法采用原土定植，具体步骤如下：按1mX1m的株行距挖定植穴(定植穴的大小能将营养钵放进去即可，营养钵的直径9cm，高度9cm)；将杂交构树容器苗(容器苗为用营养钵培育的杂交构树幼苗)埋入定植穴(埋入高度为土壤没过营养钵即可)，埋入后浇透水，每棵容器苗浇水在300-600ml范围内，刚好浇满营养钵而不溢出即可，以后不再浇水。

迁西县试验地定植3组杂交构树，迁安市的试验地定植18组杂交构树，每组定植100颗杂交构树的容器苗。每月记录每组容器苗的生长数据(株高、叶片数、冠幅、直径和枝条数)。图2为杂交构树栽种后3天现场照片。

3、越冬管护

杂交构树在最低气温高于-20℃的北方大部分地区可以安全越冬，如果种植地最低温低于-20℃或可能发生低于-20℃的极端天气需要对苗木进行适当的防寒措施。防护措施具体如下：(1)对苗木进行适度修剪；(2)给树根基部培土，浇透防冻水；(3)用稻秸、草绳等捆绑树干，起到保温御寒作用。

三、废弃矿山生态修复和矿区生态绿化结果

于2010年8月10日，从株高、叶片数、冠幅、直径和枝条数等方面对定植后的杂交构树的生长情况、存活率及病虫害情况加以统计。

1、存活率及生长情况

存活率统计结果表明：杂交构树在迁西、迁安试验地内进行原土定植后的成活率可达到80％-90％，而对照树种白蜡则没有一株成活。生长情况的统计结果如表1所示(表1中的序号1-21代表组数，表中数值代表各组的平均值)：由表1可以看出，杂交构树在定植一个月后，各个生长指标均显示出优良的特性，杂交构树能够在土壤贫瘠甚至几乎没有土层的废弃矿山粉堆上保持较高的成活率，与作为传统的绿化树种的白蜡相比，表现出了非常巨大的差异，而且生长速度较快，是速生的矿区生态修复和生态绿化树种。

表1、杂交构树的生长情况

2、病虫害

定植后，对试验地的病虫害情况进行多年连续跟踪调查，观察杂交构树叶片是否有病菌斑或者虫子啃食的痕迹。

调查结果表明：杂交构树在迁西、迁安试验地内进行原土定植后，基本没有虫害，也未发现明显的病害，且由于杂交构树的特殊气味大多数害虫也不易滋生，降低了树木后期管理成本。

3、对其他植物的影响

从图3的照片中可以看到，没有种植杂交构树之前，废弃矿山一直没有植物生长，种植杂交构树之后，其他植物也开始扩散生长，由于栽种了杂交构树，废弃矿区的地表植被已经开始恢复，很好的改变了立地条件。说明杂交构树具有的种植改善了土壤的结构和成分，使其他生物也可以在废弃的矿山或矿区生长。

综上所述，杂交构树在废弃矿山表现出了较好的适应性，杂交构树能够在废弃矿区地上实现原土种植并成活，丰富了可应用于废弃矿山生态修复和生态绿化的树种资源。因为不需要对土壤进行土壤改良的工程措施，可以极大的降低生态修复工程的成本。通过在河北唐山试验地连续的多项种植试验，积累了大量矿山地种植杂交构树的经验，为废弃矿区生态的修复和生态绿化体系的建立提供了重要的理论和实践基础。

Claims (7)

1.杂交构树在废弃矿山和/或矿区的生态修复和/或绿化中的应用。

2.一种利用杂交构树进行废弃矿山和/或矿区的生态修复和/或绿化的方法，包括如下步骤：将杂交构树苗在废弃矿山和/或矿区上进行原土定植，培育，实现废弃矿山和/或矿区的生态修复和/或绿化。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述原土定植和所述培育间还包括浇水的步骤；所述培育期间不浇水。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述原土定植的月份为月平均温度高于10℃时的月份。

5.根据权利要求2-4中任一所述的方法，其特征在于：所述原土定植的时间为每日白天去除正午的其余时间。

6.根据权利要求2-5中任一所述的方法，其特征在于：所述原土定值前还包括如下步骤：对废弃矿山和/或矿区依次进行修整和挖定植穴的步骤。

7.根据权利要求2-6中任一所述的方法，其特征在于：在环境温度低于-20℃时，所述培育还包括越冬管护的步骤。