CN112740863A - 一种高寒地区石漠化生态修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环境处理技术领域，具体为一种高寒地区石漠化生态修复方法，具体包括如下步骤：制备修复客土、石漠化土地整理、喷播修复客土和定期养护。本发明植被播种后当年的覆盖率在75％左右，植被生长5年后的覆盖率高达65％左右，植被可以固定砂土，减少水土流失；植被秸秆在焚烧后含重金属32％，通过生物腐殖酸肥料、保水剂、微生物菌剂和聚天冬氨酸的加入使得最终制得的土壤改良剂具有优良的保水性、抗寒和抗旱性能，改善高寒干旱地带的土壤结构和环境，促进该地区植物的生长，促进荒漠化治理；不动杆菌可以在细胞内吸收重金属，有效地将重金属从堆肥中提取出来，避免二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及环境处理技术领域，具体为一种高寒地区石漠化生态修复方法。
背景技术
在我国青海和四川西部等高寒地区进行工程建设时，尤其更应该注重环境保护和植被恢复。高寒地区矿山生态系统非常脆弱，对外界干扰非常敏感，遇有自然灾害或人为干扰，生态环境很容易破坏并很难恢复，高海拔地区气候寒冷，紫外线辐射强，昼夜温差大，温度变化强烈，干旱胁迫严重，重金属含量高，以及土壤营养贫瘠，导致植物平均生长期较短，生长缓慢，仅仅依靠植被自然恢复，其过程非常缓慢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高寒地区石漠化生态修复方法，以解决上述背景技术中提出现如今高寒地区矿山生态系统植物平均生长期较短，生长缓慢，仅仅依靠植被自然恢复，其过程非常缓慢的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高寒地区石漠化生态修复方法，具体包括如下步骤：制备修复客土、石漠化土地整理、喷播修复客土和定期养护。
作为优选，所述修复客土包括生态修复土壤基质、促根保墒基质、抗寒抗旱基质和保温基质。
作为优选，所述生态修复土壤基质包括以下重量份的原料：煤矸石200-300份、煤矿剥离土150-250份、有机废弃物堆肥物600-900份和土壤改良剂50-75份，煤矸石取自于当地矿山上的碎石，所述土壤改良剂由以下重量份原料制得：微生物菌剂30-40份、无机肥30-40份、保水剂80-100份、膨润土60-80份、聚天冬氨酸10-20份和腐殖酸钾30-50份。
作为优选，所述生态修复土壤基质的制备方法为：按重量份称取各原料，先将煤矸石和煤矿剥离土进行碾压粉碎，将煤矸石和煤矿剥离土的粉末与抗逆性植物种子搅拌均匀，搅拌过程中不断加入土壤改良剂。
作为优选，所述有机废弃物堆肥物采用动物粪便、植物粉碎残渣和城市生活污泥进行混合搅拌，堆肥时间为15-20天，堆肥过程中每隔3-5天翻堆，水分保持在55-65％，温度控制在30-40℃，保水剂采用聚丙烯酰胺，生物菌剂包括AMF菌剂、PGPR菌剂、固氮菌、抗逆生防菌和不动杆菌，所述抗逆生防菌选用枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌或者解淀粉芽孢杆菌中的一种或者几种。
作为优选，所述促根保墒基质包括以下重量百分比的原料：施工土壤15-25％、硅藻土10-15％、高分子聚合物5-10％、有机废弃物堆肥20-30％、矿物肥10-15％、泥炭土5-10％、蛭石5-10％、化学合成复合肥2-5％。
作为优选，所述抗寒抗旱基质包括以下重量百分比的原料：施工土壤20-30％、泥炭土10-20％、椰糠10-20％、高分子聚合物10-15％、蛭石10-15％、植物种子0.5-1％、膨润土10-15％和化学合成复合肥1-2％。
作为优选，所述保温基质包括多孔无纺布和植物纤维网，在适当的坡度及高度土地上挂网，多孔无纺布位于最外层，由重量为200-250克/平方米无纺布制成，表面均匀分布直径为1-1.5cm的圆孔，圆孔间距是3-5cm；植物纤维网由椰丝纤维、小麦秸秆或水稻秸秆中的一种或几种组成。
作为优选，所述喷播修复客土的具体包括如下步骤：
S1：先将坡面改良基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在整理后的裸露石漠化土地表面，厚度为6-10cm；
S2：在坡面改良基质喷播完成15-20h后，再将促根保墒基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在坡面改良基质表面，厚度为10-13cm；
S3：在促根保墒基质喷播完成15-20h后，再将抗寒抗旱基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在促根保墒基质表面，厚度为8-12cm；
S4：抗寒抗旱基质喷播完成后，再将温度调控层的原材料制备好，铺设在抗寒抗旱基质的表面，并用锚杆固定，锚杆使用密度为每10平方米4-6根。
作为优选，所述定期养护的时间为6-8个月。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明高寒地区石漠化生态修复方法中，植被播种后当年的覆盖率在75％左右，植被生长5年后的覆盖率高达65％左右，植被可以固定砂土，减少水土流失；通过生物腐殖酸肥料、保水剂、微生物菌剂和聚天冬氨酸的加入使得最终制得的土壤改良剂具有优良的保水性、抗寒和抗旱性能，改善高寒干旱地带的土壤结构和环境，促进该地区植物的生长。
2、本发明高寒地区石漠化生态修复方法中，通过不同基质的功能设计，有效的提高了高寒地区工程高寒地区石漠土地生态修复效果，并且有利于各种固体废弃物的资源化利用，具有一定的社会、生态和经济效益。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高寒地区石漠化生态修复方法，具体包括如下步骤：制备修复客土、石漠化土地整理、喷播修复客土和定期养护。
具体的，修复客土包括生态修复土壤基质、促根保墒基质、抗寒抗旱基质和保温基质。
本实施例的生态修复土壤基质包括以下重量份的原料：煤矸石250份、煤矿剥离土200份、有机废弃物堆肥物800份和土壤改良剂60份，煤矸石取自于当地矿山上的碎石，土壤改良剂由以下重量份原料制得：微生物菌剂35份、无机肥40份、保水剂80份、膨润土65份、聚天冬氨酸15份和腐殖酸钾40份。
进一步的，生态修复土壤基质的制备方法为：按重量份称取各原料，先将煤矸石和煤矿剥离土进行碾压粉碎，将煤矸石和煤矿剥离土的粉末与抗逆性植物种子搅拌均匀，搅拌过程中不断加入土壤改良剂。
本实施例的促根保墒基质包括以下重量百分比的原料：施工土壤25％、硅藻土10％、高分子聚合物5％、有机废弃物堆肥20％、矿物肥15％、泥炭土10％、蛭石10％、化学合成复合肥5％。
本实施例的抗寒抗旱基质包括以下重量百分比的原料：施工土壤25％、泥炭土20％、椰糠15％、高分子聚合物13％、蛭石15％、植物种子1％、膨润土10％、化学合成复合肥1％。
本实施例的保温基质包括多孔无纺布和植物纤维网，在适当的坡度及高度土地上挂网，多孔无纺布位于最外层，由重量为200克/平方米无纺布制成，表面均匀分布直径为1.5cm的圆孔，圆孔间距是4cm；植物纤维网由椰丝纤维、小麦秸秆或水稻秸秆中的一种或几种组成。
具体的，喷播修复客土的具体包括如下步骤：
S1：先将坡面改良基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在整理后的裸露石漠化土地表面，厚度为8cm；
S2：在坡面改良基质喷播完成18h后，再将促根保墒基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在坡面改良基质表面，厚度为10cm；
S3：在促根保墒基质喷播完成18h后，再将抗寒抗旱基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在促根保墒基质表面，厚度为10cm；
S4：抗寒抗旱基质喷播完成后，再将温度调控层的原材料制备好，铺设在抗寒抗旱基质的表面，并用锚杆固定，锚杆使用密度为每10平方米5根。
具体的，定期养护的时间为7个月。
实施例2
一种高寒地区石漠化生态修复方法，具体包括如下步骤：制备修复客土、石漠化土地整理、喷播修复客土和定期养护。
进一步的，修复客土包括生态修复土壤基质、促根保墒基质、抗寒抗旱基质和保温基质。
本实施例中，生态修复土壤基质包括以下重量份的原料：煤矸石200份、煤矿剥离土250份、有机废弃物堆肥物700份和土壤改良剂70份，煤矸石取自于当地矿山上的碎石，土壤改良剂由以下重量份原料制得：微生物菌剂40份、无机肥30份、保水剂90份、膨润土70份、聚天冬氨酸20份和腐殖酸钾45份。
具体的，生态修复土壤基质的制备方法为：按重量份称取各原料，先将煤矸石和煤矿剥离土进行碾压粉碎，将煤矸石和煤矿剥离土的粉末与抗逆性植物种子搅拌均匀，搅拌过程中不断加入土壤改良剂。
本实施例的促根保墒基质包括以下重量百分比的原料：施工土壤25％、硅藻土10％、高分子聚合物5％、有机废弃物堆肥30％、矿物肥10％、泥炭土5％、蛭石10％、化学合成复合肥5％。
本实施例的抗寒抗旱基质包括以下重量百分比的原料：施工土壤30％、泥炭土15％、椰糠20％、高分子聚合物13％、蛭石10％、植物种子0.5％、膨润土10％、化学合成复合肥1.5％。
具体的，保温基质包括多孔无纺布和植物纤维网，在适当的坡度及高度土地上挂网，多孔无纺布位于最外层，由重量为200-250克/平方米无纺布制成，表面均匀分布直径为1cm的圆孔，圆孔间距是3cm；植物纤维网由椰丝纤维、小麦秸秆或水稻秸秆中的一种或几种组成。
进一步的，喷播修复客土的具体包括如下步骤：
S1：先将坡面改良基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在整理后的裸露石漠化土地表面，厚度为10cm；
S2：在坡面改良基质喷播完成18h后，再将促根保墒基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在坡面改良基质表面，厚度为12cm；
S3：在促根保墒基质喷播完成18h后，再将抗寒抗旱基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在促根保墒基质表面，厚度为10cm；
S4：抗寒抗旱基质喷播完成后，再将温度调控层的原材料制备好，铺设在抗寒抗旱基质的表面，并用锚杆固定，锚杆使用密度为每10平方米5根。
值得说明的是，定期养护的时间为6个月。
实施例3
一种高寒地区石漠化生态修复方法，具体包括如下步骤：制备修复客土、石漠化土地整理、喷播修复客土和定期养护。
修复客土包括生态修复土壤基质、促根保墒基质、抗寒抗旱基质和保温基质。
生态修复土壤基质包括以下重量份的原料：煤矸石300份、煤矿剥离土150份、有机废弃物堆肥物900份和土壤改良剂75份，煤矸石取自于当地矿山上的碎石，土壤改良剂由以下重量份原料制得：微生物菌剂30份、无机肥40份、保水剂95份、膨润土80份、聚天冬氨酸10份和腐殖酸钾30份。
生态修复土壤基质的制备方法为：按重量份称取各原料，先将煤矸石和煤矿剥离土进行碾压粉碎，将煤矸石和煤矿剥离土的粉末与抗逆性植物种子搅拌均匀，搅拌过程中不断加入土壤改良剂。
本实施例的促根保墒基质包括以下重量百分比的原料：施工土壤20％、硅藻土15％、高分子聚合物8％、有机废弃物堆肥27％、矿物肥15％、泥炭土5％、蛭石5％、化学合成复合肥5％。
本实施例的抗寒抗旱基质包括以下重量百分比的原料：施工土壤25％、泥炭土25％、椰糠20％、高分子聚合物12％、蛭石10％、植物种子1％、膨润土10％、化学合成复合肥2％。
具体的，保温基质包括多孔无纺布和植物纤维网，在适当的坡度及高度土地上挂网，多孔无纺布位于最外层，由重量为250克/平方米无纺布制成，表面均匀分布直径为3cm的圆孔，圆孔间距是5cm；植物纤维网由椰丝纤维、小麦秸秆或水稻秸秆中的一种或几种组成。
进一步的，喷播修复客土的具体包括如下步骤：
S1：先将坡面改良基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在整理后的裸露石漠化土地表面，厚度为8cm；
S2：在坡面改良基质喷播完成18h后，再将促根保墒基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在坡面改良基质表面，厚度为13cm；
S3：在促根保墒基质喷播完成18h后，再将抗寒抗旱基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在促根保墒基质表面，厚度为12cm；
S4：抗寒抗旱基质喷播完成后，再将温度调控层的原材料制备好，铺设在抗寒抗旱基质的表面，并用锚杆固定，锚杆使用密度为每10平方米6根。
具体的，定期养护的时间为8个月。
将本发明的3个实施例的高寒地区石漠化生态修复方法与现有的石漠化生态修复在植被播种后当年的覆盖率、植被生长3年后的覆盖率、植被生长5年后的覆盖率进行对比，如下表所示。
| 对比参数 | 植被播种后的覆盖率 | 植被生长3年后的覆盖率 | 植被生长5年后的覆盖率 |
| 实施例1 | 62.31-68.65％ | 76.65-81.36％ | 83.23-89.55％ |
| 实施例2 | 63.62-66.91％ | 74.76-82.98％ | 79.66-85.25 |
| 实施例3 | 64.35-69.63％ | 78.95-85.63％ | 81.36-87.97 |
| 现有的 | 5-10％ | 11-15％ | 20-30％ |
由上表可以看出，本发明高寒地区石漠化生态修复方法，植被播种后当年的覆盖率在65％左右，植被生长3年后的覆盖率高达75％左右，植被生长5年后的覆盖率高达86％左右，通过生物腐殖酸肥料、保水剂、微生物菌剂和聚天冬氨酸的加入使得最终制得的土壤改良剂具有优良的保水性、抗寒和抗旱性能，改善高寒干旱地带的土壤结构和环境，促进该地区植物的生长，促进荒漠化治理。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种高寒地区石漠化生态修复方法，其特征在于：具体包括如下步骤：制备修复客土、石漠化土地整理、喷播修复客土和定期养护。
2.根据权利要求1所述的高寒地区石漠化生态修复方法，其特征在于：所述修复客土包括生态修复土壤基质、促根保墒基质、抗寒抗旱基质和保温基质。
3.根据权利要求2所述的高寒地区石漠化生态修复方法，其特征在于：所述生态修复土壤基质包括以下重量份的原料：煤矸石200-300份、煤矿剥离土150-250份、有机废弃物堆肥物600-900份和土壤改良剂50-75份，煤矸石取自于当地矿山上的碎石，所述土壤改良剂由以下重量份原料制得：微生物菌剂30-40份、无机肥30-40份、保水剂80-100份、膨润土60-80份、聚天冬氨酸10-20份和腐殖酸钾30-50份。
4.根据权利要求3所述的高寒地区石漠化生态修复方法，其特征在于：所述生态修复土壤基质的制备方法为：按重量份称取各原料，先将煤矸石和煤矿剥离土进行碾压粉碎，将煤矸石和煤矿剥离土的粉末与抗逆性植物种子搅拌均匀，搅拌过程中不断加入土壤改良剂。
5.根据权利要求2所述的高寒地区石漠化生态修复方法，其特征在于：所述促根保墒基质包括以下重量百分比的原料：施工土壤15-25％、硅藻土10-15％、高分子聚合物5-10％、有机废弃物堆肥20-30％、矿物肥10-15％、泥炭土5-10％、蛭石5-10％、化学合成复合肥2-5％。
6.根据权利要求2所述的高寒地区石漠化生态修复方法，其特征在于：所述抗寒抗旱基质包括以下重量百分比的原料：施工土壤20-30％、泥炭土10-20％、椰糠10-20％、高分子聚合物10-15％、蛭石10-15％、植物种子0.5-1％、膨润土10-15％和化学合成复合肥1-2％。
7.根据权利要求2所述的高寒地区石漠化生态修复方法，其特征在于：所述保温基质包括多孔无纺布和植物纤维网，在适当的坡度及高度土地上挂网，多孔无纺布位于最外层，由重量为200-250克/平方米无纺布制成，表面均匀分布直径为1-1.5cm的圆孔，圆孔间距是3-5cm；植物纤维网由椰丝纤维、小麦秸秆或水稻秸秆中的一种或几种组成。
8.根据权利要求3-7任意一项所述的高寒地区石漠化生态修复方法，其特征在于：所述喷播修复客土的具体包括如下步骤：
S1：先将坡面改良基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在整理后的裸露石漠化土地表面，厚度为6-10cm；
S2：在坡面改良基质喷播完成15-20h后，再将促根保墒基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在坡面改良基质表面，厚度为10-13cm；
S3：在促根保墒基质喷播完成15-20h后，再将抗寒抗旱基质的原材料按重量百分比称取混合，搅拌均匀，用喷播机喷播在促根保墒基质表面，厚度为8-12cm；
S4：抗寒抗旱基质喷播完成后，再将温度调控层的原材料制备好，铺设在抗寒抗旱基质的表面，并用锚杆固定，锚杆使用密度为每10平方米4-6根。
9.根据权利要求1所述的高寒地区石漠化生态修复方法，其特征在于：所述定期养护的时间为6-8个月。
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