CN115245072A - 一种煤矿排土场植被恢复的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种煤矿排土场植被恢复的方法，属于造林绿化技术领域；所述方法包括以下步骤：在煤矿排土场的土壤中施用土壤调理剂；在施用土壤调理剂后，种植改良植物；所述改良植物包括沙棘、沙冬青、草木樨、沙打旺、猪毛菜和中科羊草；在种植改良植物的土壤表面覆盖水土保持毯；对种植后的改良植物进行管护。针对煤矿排土场新构土体具有分散性、粗质性和贫瘠性的特点，本发明集成了煤矿排土场改土‑稳坡‑植草‑覆毯‑护苗的植被配置与建造技术体系，为植物群落建造实践与生态建设成效评估提供了科学参考。

Description

一种煤矿排土场植被恢复的方法
技术领域
本发明属于造林绿化技术领域，具体涉及一种煤矿排土场植被恢复的方法。
背景技术
矿产资源开采带来巨大经济效益的同时，对土地、生态和人居环境也产生了极大的破坏。与自然土壤相比，我国北方露天煤矿排土场土石二元结构形成了新构土体，具有分散性、粗质性和贫瘠性的特点。陕北露天煤矿排土场新构土体常常伴有嵌入体、新生体，以及软弱夹层。加之干旱少雨的气候环境影响当地植物生长，迫使灌木根系不断向下寻求水分养分，易于自上而下形成草本根系、灌木根系和无根系的“二元三层”结构，造成灌草根系连通性差，在土壤垂直剖面上难以形成稳定的根系构架水平。这种植物根系分布特征与北方季节性极端降雨侵蚀叠加作用，致使排土场新构土体极不稳定，甚至产生灾害性塌陷，这就导致煤矿排土场植被难以恢复。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矿排土场植被恢复的方法，本发明的方法能够有效恢复煤矿排土场植被。
本发明提供了一种煤矿排土场植被恢复的方法，包括以下步骤：
在煤矿排土场的土壤中施用土壤调理剂；
在施用土壤调理剂后，种植改良植物；所述改良植物包括沙棘、沙冬青、草木樨、沙打旺、猪毛菜和中科羊草；
在种植改良植物的土壤表面覆盖水土保持毯；
对种植后的改良植物进行管护。
优选的，所述土壤调理剂包括粉煤灰、泥炭和秸秆；所述粉煤灰、泥炭和秸秆的质量比优选为6:1:3。
优选的，所述种植改良植物为播种改良植物的种子。
优选的，所述种子的播种量为20～30kg/亩。
优选的，所述种子包括以下重量份的种子：沙棘种子3～8份、沙冬青种子5～10份、草木樨种子12～16份、苜蓿种子28～32份、沙打旺种子12～16份、猪毛菜种子10～15份和中科羊草种子5～10份。
优选的，所述种子包括以下重量份的种子：沙棘种子5.16份、沙冬青种子7.24份、草木樨种子14.95份、苜蓿种子30.36份、沙打旺种子14.34份、猪毛菜种子12.24份和中科羊草种子7.24份。
优选的，所述水土保持毯的厚度为0.3～0.5cm。
优选的，所述管护包括：进行灌溉；所述灌溉的方式包括滴灌；所述灌溉的时间为在土壤表面覆盖水土保持毯之后。
优选的，所述灌溉的频率为8～12次/年，每年灌溉的总水量为50～100m3/亩。
优选的，所述灌溉过程中，第一次灌溉的水量以浇透为准。
本发明提供了一种煤矿排土场植被恢复的方法。本发明通过在煤矿排土场的土壤中施用土壤调理剂，明显降低了土壤的松散程度和通气性，提高保水、保肥能力，使煤矿排土场的结构功能和养分功能得到极大提升，能够达到稳坡效果。本发明以包括沙棘、沙冬青、草木樨、沙打旺、猪毛菜和中科羊草在内的植物作为改良植物进行混种，这样的植被配置易于形成稳定的根系构架水平，能够进一步固持排土场边坡土壤；并且，本发明的改良植物抗逆性强，能够有效发挥抗侵蚀作用，形成的植物群落系统多样性好，稳定性强。本发明在种植改良植物的土壤表面覆盖水土保持毯，能够改善土壤微生境，有益种子萌发和/或植物生长，能够实现土壤水分嵌入式下渗，改善根际间的微生态环境，利于植物根系的生长和稳定，达到保护土体和植物群落稳定性的目的。本发明针对煤矿排土场新构土体具有分散性、粗质性和贫瘠性的特点，集成了煤矿排土场改土-稳坡-植草-覆毯-护苗的植被配置与建造技术体系，为植物群落建造实践与生态建设成效评估提供了科学参考。
附图说明
图1为实施例1与对比例1(传统沙打旺种植技术)下植被地上生物量变化；
图2为实施例1与对比例1(传统沙打旺种植技术)下植被地下生物量变化；
图3为实施例1与对比例1(传统沙打旺种植技术)下根系构架指数变化；
图4为实施例1的5、8、9、10月份修复效果实拍图。
具体实施方式
本发明提供了一种煤矿排土场植被恢复的方法，包括以下步骤：
在煤矿排土场的土壤中施用土壤调理剂；
在施用土壤调理剂后，种植改良植物；所述改良植物包括沙棘、沙冬青、草木樨、沙打旺、猪毛菜和中科羊草；
在种植改良植物的土壤表面覆盖水土保持毯；
对种植后的改良植物进行管护。
本发明首先在煤矿排土场的土壤中施用土壤调理剂。在本发明中，所述土壤调理剂优选的包括粉煤灰、泥炭和秸秆；所述粉煤灰、泥炭和秸秆的质量比优选为6:1:3。
在本发明中，所述煤矿排土场优选为我国北方地区煤矿排土场，更优选的是位于陕北风沙草滩区；所述煤矿排土场的土壤类型主要为沙质保德红土，土壤颗粒较大。沙壤土的胶体含量很低，有机质含量少，土壤中的黏粒含量偏少。
在本发明中，所述土壤调理剂的施用方式优选为撒施；所述土壤调理剂的施用量优选为2～3吨/亩。
在本发明中，所述土壤调理剂中包含粉煤灰，粉煤灰具有黏粒丰富，黏着力和黏结力都较强，且富含植物生长所必需的中微量元素，具有制备土壤改良材料的天然优势。沙质土壤中掺入粉煤灰土壤调理剂后，可以明显降低沙士的松散程度和通气性，提高保水、保肥能力，其结构功能和养分功能得到极大提升。在本发明中，所述泥炭和秸秆用于提供养分和改善结构，
本发明在施用土壤调理剂后，种植改良植物；所述改良植物包括沙棘、沙冬青、草木樨、沙打旺、猪毛菜和中科羊草。在本发明中，所述种植改良植物的方式优选为种子播种，更优选为撒播或喷播，最优选将组配混合种子与土壤混合后进行播种，所述混合种子与土壤的质量比优选为1:1；所述种子的播种量优选为20～30kg/亩，更优选为25kg/亩。
在施用土壤调理剂提升土壤结构功能、养分功能进行稳坡的基础上，本发明进一步根据根系构架理论实施植被优化配置，从而达到排土场边坡土壤固持(稳坡)目标。在本发明中，所述根系构架理论中涉及的根系构架指数的参数包括根系构架作用系数α、根系密度D(kg/m3)、根系构架度S(无量纲)和土壤容重ρ(g/cm3)，表达式为
Figure BDA0003439293310000041
(参见：李强,等.一种量化根系抗侵蚀指标的构建及应用_根系构架抗蚀指，应用生态学报，2020.)。为此，本发明在煤矿排土场植被预恢复区获取地形地貌和土壤性质的指标；所述地形地貌的指标包括坡度和坡向；所述土壤性质的指标包括土壤容重、含水量和有机质。
根系构架理论中将在种植地的适宜性植物物种划分为H型根、V型根、VH型根、M型根和R型根；所述适宜性植物包括引种和/或乡土物种。为了进一步提高煤矿排土场植物群落多样性和稳定性，本发明根据根系构架理论进一步划分出稳定(VH+R或VH+M)、较稳定(VH+VH或R+M)、一般稳定(VH+V或VH+H)和较不稳定(V+V或H+H)的根系构架水平。基于上述根系构架水平，本发明筛选出抗逆性好的乡土植物物种和/或引种作为适宜性植物，将筛选出的适宜性植物根据根系归类鉴定为H型根、V型根、VH型根、M型根和R型根后，配置改良植物。
在本发明中，沙棘的根系类型为R型、沙冬青根系类型为M型、草木樨根系类型为M型、苜蓿根系类型为H型、沙打旺根系类型为R型、猪毛菜根系类型为VH型和、中科羊草根系类型为M型。
在本发明中，所述种子优选的包括以下重量份的种子：沙棘种子3～8份、沙冬青种子5～10份、草木樨种子12～16份、苜蓿种子28～32份、沙打旺种子12～16份、猪毛菜种子10～15份和中科羊草种子5～10份；更优选的，所述种子包括以下重量份的种子：沙棘种子5.16份、沙冬青种子7.24份、草木樨种子14.95份、苜蓿种子30.36份、沙打旺种子14.34份、猪毛菜种子12.24份和中科羊草种子7.24份。
本发明以包括沙棘、沙冬青、草木樨、沙打旺、猪毛菜和中科羊草在内的植物作为改良植物进行混种，这样的植被配置易于形成稳定的根系构架水平，能够进一步固持排土场边坡土壤；并且，本发明的改良植物抗逆性强，能够有效发挥抗侵蚀作用，形成的植物群落系统多样性好，稳定性强。
本发明在种植改良植物的土壤表面覆盖水土保持毯。在本发明中，所述水土保持毯的厚度优选为0.3～0.5cm，更优选为0.4cm。
在本发明中，所述水土保持毯优选的采用秸秆或者草编织而成；所述秸秆或者草优选的来源于方案实施地(当地)；所述秸秆优选为玉米秸秆；所述水土保持毯优选的在种植改良植物的土壤表面锚固覆盖。
本发明在种植改良植物的土壤表面覆盖水土保持毯，能够改善土壤微生境，有益种子萌发和植物生长，能够实现土壤水分嵌入式下渗，改善根际间的微生态环境，利于植物根系的生长和稳定，达到保护土体和植物群落稳定性的目的。
本发明对种植后的改良植物进行管护。在本发明中，所述管护优选的包括：进行灌溉；所述灌溉的方式包括滴灌；所述灌溉的时间为在土壤表面覆盖水土保持毯之后。在本发明中，所述灌溉的频率优选为8～12次/年，更优选为10次/年；每年灌溉的总水量优选为50～100m3/亩，更优选为60～80m3/亩。在本发明中，所述灌溉过程中，第一次灌溉的水量优选的以浇透为准，浇透水以达到保水保肥保土目的。
在本发明中，通过滴灌嵌入式下渗水分，能够平衡排土场新构土体孔隙，保障水土保持毯正常发挥功效，促进植物根系正常生长，保障植物建植率和苗木成活率，同时促进建造的植物在生长过程不断形成稳定的根系构架水平。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
案例地点：陕西省榆林市某煤矿排土场；煤矿排土场处于陕北风沙草滩区，土壤类型主要为沙质保德红土，土壤颗粒较大。沙壤土的胶体含量很低，有机质含量少，土壤中的黏粒含量偏少；
种植时间：2021年5月13日；
技术方案：
1、人工撒施土壤调理剂25％。其中土壤调理剂由粉煤灰、泥炭和秸秆组成，粉煤灰、泥炭和秸秆的质量比6：1：3；土壤调理剂施用深度为20cm；每亩施用2～3吨；
2、配置改良植物的混播种子，总计100kg，其中沙棘5.16kg、沙冬青7.24kg、草木樨14.95kg、苜蓿30.36kg、沙打旺14.34kg、猪毛菜12.24kg和中科羊草7.24kg。将组配的混合种子按照1:1的质量比拌土后，进行撒播，播种量为20～30kg/亩。
3、采用当地玉米秸秆制作厚度为0.5cm的水土保持毯锚固覆盖于播种了混播种子的土壤表面。
4、架设滴灌带，采用滴灌带嵌入式下渗水分，在覆盖水土保持毯后，对播种后的混合种子进行灌溉，第一次灌溉浇透水，每年间歇式灌溉8～12次，一年总灌溉量为60m3/亩。
对比例1
将实施例1中的改良植物替换为沙打旺，其他和实施例1相同。
实施例1和对比例1的比较结果
由图1～图3可以看出，本发明的实施例1和对比例1的传统修复措施(种植沙打旺)相比，实施例1的植被地上/地下生物量和根系构架指数均呈显著增加趋势，根系构架的稳定性与抗侵蚀功效显著增强。
本发明实施例1的方法的5、8、9、10月份修复效果实拍图参见图4。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种煤矿排土场植被恢复的方法，包括以下步骤：
在煤矿排土场的土壤中施用土壤调理剂；
在施用土壤调理剂后，种植改良植物；所述改良植物包括沙棘、沙冬青、草木樨、沙打旺、猪毛菜和中科羊草；
所述种植改良植物后，在土壤表面覆盖水土保持毯；
对种植后的改良植物进行管护。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤调理剂包括粉煤灰、泥炭和秸秆；所述粉煤灰、泥炭和秸秆的质量比优选为6:1:3。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述种植改良植物为播种改良植物的种子。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述种子的播种量为20～30kg/亩。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述种子包括以下重量份的种子：沙棘种子3～8份、沙冬青种子5～10份、草木樨种子12～16份、苜蓿种子28～32份、沙打旺种子12～16份、猪毛菜种子10～15份和中科羊草种子5～10份。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述种子包括以下重量份的种子：沙棘种子5.16份、沙冬青种子7.24份、草木樨种子14.95份、苜蓿种子30.36份、沙打旺种子14.34份、猪毛菜种子12.24份和中科羊草种子7.24份。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水土保持毯的厚度为0.3～0.5cm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管护包括：进行灌溉；所述灌溉的方式包括滴灌；所述灌溉的时间为在土壤表面覆盖水土保持毯之后。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述灌溉的频率为8～12次/年，每年灌溉的总水量为50～100m3/亩。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述灌溉过程中，第一次灌溉的水量以浇透为准。
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