CN107241931A - 对离子型稀土矿场进行生态修复的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，包括以下步骤：(1)施肥：在平整后的待修复的稀土矿场填埋干草，再撒施有机肥；(2)植物种植：在经过步骤(1)处理后的稀土矿场种植草本植物的扦插苗，20～30天后再种植乔本植物的树苗；所述草本植物为两耳草和马塘草中的至少一种，所述乔本植物为马尾松、油桐和苦楝中的至少一种；(3)种植后管理：种植后让植物自然生长，形成植被；种植当年对死苗及时进行补种，补种时浇注定根水。经过修复后，使稀土矿区土壤中的细菌多样性和含菌量都得到了较大的提升，土壤的肥力状况得到了显著改善，土壤生态环境得到了明显的改善和恢复，促进了土壤改良‑植物生长‑微生物增殖的良性互动。
Description
技术领域
本发明涉及生态修复领域，特别是涉及一种对离子型稀土矿场进行生态修复的方法。
背景技术
我国稀土矿场资源丰富，稀土资源储量、产量、销售量和使用量均占世界第一，是世界第一大稀土资源国。离子型稀土矿属粘土矿物，稀土元素以离子状吸附于粘土颗粒上。其开采工艺简易，成本较低，常用池浸法和灌注法开采。开采过程中大量使用氯化铵和硫酸铵作用萃取剂，同时用草酸作为沉淀剂，造成严重的生态环境破坏，常引起山地荒芜、水土流失、水源污染和下游耕地受毁损等严重后患。
离子型稀土矿场包括开采区和堆填区，是典型的受人工毁损的生态脆弱区。其原有地表植被由于采矿过程而被完全破坏；同时采矿过程严重破坏了土壤质地及其理化结构，土壤含菌量极低，缺肥少水、使植物难以生长；开采区和堆填区的表土和肥力长期被风刮和雨刷，有机质含量极低，土壤质地主要为粗砂土，或仅剩下砂子，自然含水量及持水能力非常低，使人工植被难以持续稳定。
发明内容
基于此，本发明提供了一种对离子型稀土矿场进行生态修复的方法。
具体技术方案如下：
一种对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，包括以下步骤：
(1)施肥：在平整后的待修复的稀土矿场填埋干草，再撒施有机肥；
(2)植物种植：在经过步骤(1)处理后的稀土矿场种植草本植物的扦插苗，20～30天后再种植乔本植物的树苗；所述草本植物为两耳草(Paspalum conjugatum)和马塘草(Digitaria sanguinalis)中的至少一种，所述乔本植物为马尾松(Pinusmassoniana)、油桐(Verniciafordii)和苦楝(Melia azedarach) 中的至少一种；
(3)种植后管理：种植后让植物自然生长，种植当年对死苗及时进行补种，补种时浇定根水。
在其中一些实施例中，所述干草为干稻草，所述干稻草的填埋量为450-550 g/m2。
在其中一些实施例中，所述干稻草的填埋深度为0.15-0.25m。
在其中一些实施例中，所述有机肥为动物粪便，所述动物粪便的撒施量为 400-1100g/m2。
在其中一些实施例中，所述动物粪便为干鸡粪或干猪粪，所述动物粪便的撒施量为450-550g/m2。
在其中一些实施例中，所述动物粪便为干牛粪，所述动物粪便的撒施量为 950-1050g/m2。
在其中一些实施例中，所述草本植物的扦插苗按照株距为0.45-0.55m、行距为0.55-0.65m进行种植。按此规格种植，每亩约种植1800-2200草本植物的扦插苗。
在其中一些实施例中，所述乔本植物的树苗按照株距为0.9-1.1m、行距为 1.4-1.6m进行种植。按此规格种植，每亩约种植400-500乔本植物的树苗。
在其中一些实施例中，所述草本植物的种植时期为春夏季雨后，所述乔本植物的种植时间为雨后。
在其中一些实施例中，所述定根水的浇注量为10-20L/株。
本发明的对离子型稀土矿场进行生态修复的方法具有以下优点和有益效果：
本发明的生态修复方法经过矿区土地的简单整理，再针对离子型稀土矿场土壤的理化特性添加有机质，种植草本植物(两耳草或马塘草)后再间种乔木类植物(马尾松、油桐或苦楝)，形成人工初始植被，然后让植物群落自然演替，形成稳定植被，即可实现可持续的植物生长和稳定的植被覆盖，逐步完成土壤的生态修复，恢复林地生态景观。种植一年后，草本植物的覆盖度达到70％以上，乔本植物的成活率达到80％以上；以后植被的覆盖度逐年增加，且本土草本植物会逐渐取代人工种植的两耳草或马塘草，木本植物生长加速，逐渐在植被中占优势；种植三年后，经植物修复的稀土矿区已成为稳定生长的林地并可实现长期的植被覆盖，既能实现水土保持，并且恢复后林地中的林木也有一定的经济效益。
用本发明的生态修复方法对离子型稀土矿场进行生态修复后，使开采后的稀土矿区土壤中的细菌多样性和含菌量都得到了较大的提升，土壤的肥力状况得到了显著改善，土壤生态环境得到了明显的改善和恢复，促进了土壤改良-植物生长-微生物增殖的良性互动。
附图说明
图1为实施例1中的离子型稀土矿场植物修复效果图，其中a为开采后的废弃稀土矿场，b为种植一年后的稀土矿场修复区，c为种植三年后的稀土矿场修复区；
图2为实施例2中的离子型稀土矿场植物修复效果图，其中a为种植一年后的马塘草和油桐，b为种植两年后的草地和油桐，c为种植三年后的草地和油桐。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的对离子型稀土矿场进行生态修复的方法做进一步详细的描述。
实施例1
本实施例提供一种对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，待修复的稀土矿区为广东省平远县仁居镇黄畲村稀土矿区。具体如下：
1.方法与步骤
a.土地整理与施肥：根据立地条件将待修复的稀土矿场平整为平缓地面或者斜坡，在平缓地面或者斜坡挖穴或开沟填埋干稻草500g/m2，填埋深度为0.2 m；然后在平缓地面或者斜坡地上撒施干猪粪500g/m2。
b.植被种植：春季雨后，向经过a步骤处理的土地上种植两耳草(Paspalumconjugatum)的扦插苗，规格为0.5×0.6m(即株距为0.5m、行距为0.6m，约 2000扦插苗/亩)，20天后于雨后再种植马尾松(Pinusmas soniana)树苗，规格为1.0×1.5m(即株距为1.0m，行距为1.5m，约450株/亩)。
c.种植后管理：种植后不浇水、不施肥、不清除杂草，让植物自然生长3 年，形成植被。种植当年，对死苗及时进行补种并浇定根水10L/株；第二年及以后不需要再补种任何植物，使人工植物群落发生自然演替，本土草本植物逐渐取代两耳草。
2.实施效果
(1)矿场采用的是硫酸铵浸提法萃取稀土元素，矿区在人工开采后，土壤结构和成分受到严重破坏，矿区几乎没有植物物种存留，土壤经长时期的风吹雨淋造成严重的水土流失。经过本实施例的植物修复后，使开采后的稀土矿区植物覆盖度逐年增加，种植一年后，草本植物的盖度达到70％以上，木本植物的成活率达到80％以上；以后，植被的覆盖度逐年增加，并且本土草本植物逐渐取代人工种植的两耳草，木本植物生长加速，逐渐在植被中占优势；种植三年后，经植物修复的稀土矿区地面覆盖了浓密的植被(植物覆盖度达到90％以上)，所种植的乔木类植物成活率超过80％以上，已成为稳定生长的林地，明显改善了生态条件(图1)。
(2)稀土矿开采使稀土矿场土壤含菌量急剧下降，经本实施例的方法进行植物修复后，稀土矿场土壤含菌量逐年上升，并于种植的两年后超过开采前的水平；随着植物修复的进程，土壤含菌量逐年上升(表1)。与此同时，土壤细菌的多样性也明显增加，表现为其菌属的数目超过了开采前的水平(表2)。
表1植物修复不同时期的土壤中可培养细菌含菌量的对比
表2植物修复不同时期的土壤15个测序随机样品的菌属类别
| 菌属 | 未开采 | 开采后 | 种植1年后 | 种植2年后 | 种植3年后 |
| Arthrobacter | 9 | ||||
| Bacillus | 6 | 12 | 6 | ||
| Brevibacillus | 15 | 14 | |||
| Bacterium | 1 | 1 | 1 | ||
| Lysinibacillus | 1 | ||||
| Sinorhizobium | 1 | 2 | |||
| aenibacillus | 5 | ||||
| Solibacillus | 1 | ||||
| 菌属总数 | 2 | 1 | 2 | 4 | 5 |
(3)稀土矿开采后，由于长时期的风吹雨淋，使稀土矿场土壤肥力急剧下降，有机质含量处于极为低下的水平，并不同程度偏酸性。经本实施例的方法进行植物修复后，稀土矿场土壤肥力逐年上升，并于种植的两年后明显超过开采前的水平；随着植物修复的进程，土壤有机质含量的肥力逐年上升(表3)。土壤的改良也有利于地表植被和土壤微生物的生长，促进了土壤改良-植物生长- 微生物增殖的良性互动。
表3稀土矿区修复前后的土壤肥力状况
实施例2
本实施例提供一种对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，待修复的稀土矿区为广东省和平县下车镇815稀土矿区。具体如下：
1.方法与步骤
a.土地整理与施肥：根据立地条件将待修复的稀土矿场平整为平缓地面或者斜坡，在平缓地面或者斜坡挖穴或开沟填埋干稻草500g/m2，填埋深度为0.2 m；然后在平缓地面或者斜坡地上撒施干鸡粪500g/m2。
b.植被种植：春季雨后，向经过a步骤处理的土地上扦插马塘草(Digitariasanguinalis)扦插苗，规格为0.5×0.6m(即株距为0.5m，行距为0.6m，约2000 扦插苗/亩),25天后于雨后再种植等量的油桐苗(Verniciafordii)和苦楝苗(Melia azedarach)，种植规格为1.0×1.5m(即株距为1.0m、行距为1.5m，约450 株/亩，其中油桐苗和苦楝苗均为225株/亩左右)。
c、种植后管理：种植后不浇水、不施肥、不清除杂草，让植物自然生长3 年，形成植被。种植当年，对死苗及时进行补种并浇定根水10L/株；第二年及以后不需要再补种任何植物，使人工植物群落发生自然演替，本土草本植物逐渐取代马塘草。
2.实施效果
(1)矿点采用的是氯化铵浸提法萃取稀土元素，矿区在人工开采后已荒废 20多年，土壤结构和成分受到严重破坏，矿区几乎没有植物存留和生长，土壤经长期的裸露曝晒和风吹雨淋，已造成严重的水土流失。经过实施例的植物修复后，使开采后的稀土矿区植物覆盖度逐年增加，种植一年后，草本植物的盖度达到75％以上，木本植物的成活率达到85％以上；以后，植被的覆盖度逐年增加，并且本土草本植物逐渐取代人工种植的马塘草，木本植物生长加速，逐渐在植被中占优势；种植三年后，经植物修复的稀土矿区地面覆盖了浓密的植被(植物覆盖度达到95％以上)，所种植的乔木类植物成活率超过85％以上，明显改善了生态条件(图2)。
(2)稀土矿开采使稀土矿场土壤含菌量急剧下降，经本实施例的方法进行植物修复后，稀土矿场土壤含菌量逐年上升，并于种植的两年后超过开采前的水平；随着植物修复的进程，土壤含菌量逐年上升(表3)。
表3植物修复不同时期的土壤中可培养细菌含菌量的对比
| 土壤样品 | 土壤含菌量(cfu/g) |
| 未开采 | 4500±105 |
| 开采后 | 500±15 |
| 种植1年后 | 1800±45 |
| 种植2年后 | 5500±250 |
| 种植3年后 | 6500±286 |
(3)稀土矿开采后，由于长时期的风吹雨淋，使稀土矿场土壤肥力急剧下降，有机质含量处于极为低下的水平，并不同程度偏酸性。经本实施例的方法进行植物修复后，稀土矿场土壤肥力逐年上升，并于种植的两年后明显超过开采前的水平；随着植物修复的进程，土壤有机质含量的肥力逐年上升(表4)。土壤的改良也有利于地表植被和土壤微生物的生长，促进了土壤改良-植物生长- 微生物增殖的良性互动。
表4稀土矿区修复前后的土壤肥力状况
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)施肥：在平整后的待修复的稀土矿场填埋干草，再撒施有机肥；
(2)植物种植：在经过步骤(1)处理后的稀土矿场种植草本植物的扦插苗，20～30天后再种植乔本植物的树苗；所述草本植物为两耳草和马塘草中的至少一种，所述乔本植物为马尾松、油桐和苦楝中的至少一种；
(3)种植后管理：种植后让植物自然生长，形成植被；种植当年对死苗及时进行补种，补种时浇定根水。
2.根据权利要求1所述的对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，其特征在于，所述干草为干稻草，所述干稻草的填埋量为450-550g/m2。
3.根据权利要求1所述的对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，其特征在于，所述干稻草的填埋深度为0.15-0.25m。
4.根据权利要求1-3任一项所述的对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，其特征在于，所述有机肥为动物粪便，所述动物粪便的撒施量为400-1100g/m2。
5.根据权利要求4所述的对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，其特征在于，所述动物粪便为干鸡粪或干猪粪，所述动物粪便的撒施量为450-550g/m2。
6.根据权利要求4所述的对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，其特征在于，所述动物粪便为干牛粪，所述动物粪便的撒施量为950-1050g/m2。
7.根据权利要求1-3任一项所述的对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，其特征在于，所述草本植物的扦插苗按照株距为0.45-0.55m、行距为0.55-0.65m进行种植。
8.根据权利要求1-3任一项所述的对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，其特征在于，所述乔本植物的树苗按照株距为0.9-1.1m、行距为1.4-1.6m进行种植。
9.根据权利要求1-3任一项所述的对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，其特征在于，所述草本植物的种植时期为春夏季雨后，所述乔本植物的种植时间为雨后。
10.根据权利要求1-3任一项所述的对离子型稀土矿场进行生态修复的方法，其特征在于，所述定根水的用量为10-20L/株。
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| CN (1) | CN107241931A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108093725A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-01 | 中国地质调查局西安地质调查中心 | 利用牦牛粪改良高寒区采矿废渣场土壤的方法 |
| CN109197302A (zh) * | 2018-01-29 | 2019-01-15 | 国家地质实验测试中心 | 一种利用蓝莓修复废弃离子型稀土矿区的方法蓝莓的种植方法 |
| CN112337965A (zh) * | 2020-09-08 | 2021-02-09 | 江西省华赣环境技术研发有限公司 | 一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104170612A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-12-03 | 南昌大学 | 南方离子型稀土废弃尾矿的植被修复方法 |
| CN104396552A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-03-11 | 仲恺农业工程学院 | 两耳草作为先锋植物修复稀土矿区土壤的工艺 |
| CN106282554A (zh) * | 2016-08-16 | 2017-01-04 | 南京格洛特环境工程股份有限公司 | 一种稀有稀土矿山修复方法 |
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2017
- 2017-07-04 CN CN201710538325.9A patent/CN107241931A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN104170612A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-12-03 | 南昌大学 | 南方离子型稀土废弃尾矿的植被修复方法 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李兆龙等: "《稀土矿区生态修复过程中的土壤改良及细菌群落变化》", 《仲恺农业工程学院学报》 * |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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