矿山废弃地土地复垦与生态恢复研究进展

矿山开采破坏环境、挤占耕地,诱发严重的社会问题.近几十年来,矿山废弃地土地复垦和生态恢复已成为跨学科研究热点,然而,和欧美发达国家相比,我国矿山废弃地工作存在土地复垦比率低与复垦质量差的特点.矿山废弃地土地复垦和生态恢复主要包括3方面:土壤重构、生物恢复和废水控制与处理.土壤重构技术主要包括物理、化学和工程措施,目标是重构适宜的土壤剖面和理化性质,重金属污染去除技术也是土壤重构的重要内容.生物修复可以划分为植物修复、土壤动物修复、土壤微生物修复以及菌根生物修复技术.就生态恢复和土地复垦的内涵、目标、基础理论和技术体系展开评述,并指出建立健全管理机构、明确资金来源对矿山废弃地复垦的重要性.同时认为应当加强矿山废弃地生态环境影响机制机制研究,采用3S技术和信息系统技术监测、评估和监管复垦工作,努力实现矿山废弃地环境损害减缓技术突破,建立矿山废弃地土地复垦和生态恢复的理论体系与技术规范.     

我国矿区废弃地土壤种子库特征及其在生态修复中的应用

土壤种子库是指存在于土壤上层凋落物以及土壤中全部具有活力的种子,是植物对胁迫环境的适应以及植被恢复研究中的关键内容。作为地表植被群落潜在更新能力的重要组成部分,土壤种子库在退化生态系统的植被恢复过程中起着重要的作用,其研究已成为国内外退化生态系统植被恢复与重建领域的热点之一。由于矿区废弃地土壤的特点,矿区土壤种子库的研究需要参考特殊生境土壤种子库的研究成果。因此,本文在综合分析了国内外矿区废弃地生态修复以及土壤种子库相关研究的基础上,介绍了我国矿区废弃地土壤种子库的特点、生态修复中的作用以及生态修复的主要新技术。同时,针对矿区废弃地生态系统的特点,提出未来土壤种子库在矿区废弃地修复中的主要技术流程,主要包括修复区域生境背景值调查、构建,采用适宜的土壤种子库以及提高土壤种子库活力的技术手段进行修复,修复效果评价等环节。     

矿区复垦土壤与植被交互影响的研究进展

土壤与植被作为煤矿区土地复垦主要成员,在生态恢复与重建方面扮演着重要角色。同时,土壤与植被之间存在着密切的交互影响关系,认识土壤与植被恢复间的交互影响关系及其作用规律与机理对土地复垦与生态恢复具有重要意义。本文系统梳理了复垦土壤与植被演替规律、交互影响研究方法以及交互影响机理。发现研究方法多为缺乏创新性的线性方法,且未能做到对植被与土壤交互影响的连续、动态研究和全面综合分析。在此基础上,提出了深入研究方向:创新植被与土壤交互影响的方法,加强植被与土壤交互影响的动态分析,强化交互影响机理的综合研究,以期为土地复垦与生态恢复研究提供新的视角。     

黄土区露天煤矿排土场复垦后土壤与植被的演变规律

恢复受损的土壤和植被是矿区生态恢复的关键,植被恢复过程的实质是植被-土壤复合生态系统相互作用的过程。该文通过典型小区调查的方法,选择山西平朔州安太堡露天煤矿复垦排土场为研究区,分析了不同复垦年限（3、5、10、12和17 a）土壤环境因子和乔木林地植被生物量的动态演变规律,建立了黄土区露天煤矿排土场复垦土壤环境因子和乔木林地植被生物量Logistic演替模型,并构建了土壤-植被交互影响的偏微分方程组。相关系数及显著性检验表明所建立的土壤各环境因子演变模型和乔木林复垦地的植被生物量演变模型有效,能够很好地反映排土场的土壤因子和植被生物量的动态演变过程;随着复垦年限的增加,研究区土壤环境因子质量不断提升并逐渐接近原地貌,土壤因子和植被生物量都呈S型变化,符合Logistic生长演替模型;土壤环境因子与植被生物量二者交互作用明显,符合Kolmogorov捕食模型。该研究可为黄土区露天矿排土场土地复垦与生态恢复提供理论依据。     

矿山废弃地水土保持生态恢复与重建对策分析

经济社会发展对矿产资源的需求不断增大,矿山大规模的开采,以及开采产生的大量废弃物使原有的地形、地貌和植被遭到严重破坏,水土流失严重,对矿区及周边的生态安全构成威胁,矿山废弃地的生态恢复与重建已成为矿区环境治理和发展绿色矿山不可或缺的一项任务。通过对矿山废弃地的环境特点和生态恢复与重建影响因素及对策进行分析,指出加强对土壤基质改良和先锋植物种类选择的研究是今后矿山废弃地生态恢复与重建的工作重点,同时开展土壤-植被系统长期的定位监测研究,探寻土壤与植物群落的演替规律与作用机制,为矿山废弃地水土保持生态恢复与重建提供科学依据。     

复垦年限及植被模式对煤矿复垦土壤微生物多样性的影响

了解露天煤矿区复垦状况及其对土壤微生物的影响机制,对于估算受损生态系统的恢复程度至关重要。该文以采用多种模式复垦的安太堡露天煤矿为研究区域,通过野外调查与采样分析,借助于Biolog EcoPlatesTM方法对复垦区和原地貌(对照)表层土壤中的微生物功能多样性状况进行了探索,评价了复垦年限和复垦植被模式对土壤微生物特征的恢复效应;并从土壤物理化学性质(土壤容重、pH值、土壤有机碳、总氮、速效氮、速效磷和速效钾)和生物性质(土壤微生物量碳和微生物量氮)中筛选可反映土壤微生物功能多样性变化的代表性指示物质。结果表明:1)露天煤矿复垦年限和复垦植被模式均对土壤微生物的功能多样性有明显影响。复垦年限越长的样地中土壤微生物有较高的活性和均匀度,但丰富度较低;若样地的复垦年限较长,复垦植物种植模式对土壤微生物多样性的作用强于复垦时长对其的影响。2)从土壤微生物多样性恢复层面分析,单一植物复垦配置的优化次序为杏树、榆树和柠条,混交林配置较优的选择为柠条×刺槐。3)土壤微生物生物量碳的含量与土壤微生物功能多样性指标Shannon-Wiener指数(ρ=–0.69,P0.01)和McIntosh指数(ρ=–0.69,P0.05)显著负相关,在一定程度上可作为复垦区生物多样性指示物质。研究成果将为露天煤矿及其所在区域的生态恢复、治理和监测提供参考。     

云南省个旧锡矿山废弃地植被恢复技术

植被恢复技术为目前国内外矿山废弃地生态修复的研究热点之一,通过个旧锡矿山废弃地植被恢复试验,采用坐标综合评价法对旱冬瓜＋十大功劳、加勒比松＋莱木、清香木＋圆柏、栾树＋麻栎及杜仲5类试验样地的植物生长状况、土壤物理性质、养分状况、重金属含量进行综合研究。结果显示：旱冬瓜＋十大功劳、清香木＋圆柏和杜仲3类试验样地较其植被恢复前,其评价标准化值差异显著,植物措施能有效改善废弃地土壤通气性和透水性,提高土壤养分含量,降低土壤主要重金属污染物含量。因此,初步筛选出旱冬瓜、十大功劳、清香木和杜仲4种较适合用于锡矿山废弃地生态修复的先锋植物。     

安太堡露天矿植被恢复过程中土壤生态肥力评价

平朔安太堡露天矿位于山西省西北部,地处黄土高原生态脆弱区,采煤造成了土地的严重损毁及植被的无存。自1989年以来,在平朔安太堡露天矿采煤废弃地开展土地复垦与生态重建工作已有20余年,现已形成2000 hm²不同复垦模式的人工生态林。对安太堡露天矿复垦地不同植被恢复模式土壤理化性质、酶活性和微生物区系进行分析和土壤生态肥力评价,为人工诱导和支持下的生态脆弱矿区采煤废弃地的生态恢复重建提供类比试验数据。结果表明:不同植被恢复模式中土壤理化性质、酶活性和微生物区系存在明显差异,通过主成分分析对各植被恢复模式的土壤肥力进行了综合评价,油松—刺槐混交林土壤肥力最高,人工植被恢复显著地改善了土壤生态环境,促进了土壤养分的提高。     

基于最小数据集的黄土高原矿区复垦土壤质量评价

矿产开发影响了土壤质量,特别是在黄土高原生态脆弱地区。通过植被恢复能够改善矿区复垦土壤质量。为了揭示矿区复垦土壤质量在植被恢复过程中的变化,该文以黑岱沟矿区排土场不同恢复年限不同植被类型、未复垦地和周边自然植被恢复区为研究对象,选取21项理化生指标作为总数据集(totaldataset,TDS),运用主成分分析(principal component analysis,PCA)结合Norm值构建评价指标最小数据集(minimum data set,MDS),通过非线性(non-Linear,NL)和线性(linear,L)两种评价方法对研究区土壤质量进行了评价。研究表明:黄土高原北部典型矿区复垦土壤质量评价指标MDS包括粉粒百分比、有机质、速效磷、钠吸附比和微生物碳;2种评价方法下,植被恢复均对复垦土壤质量指数(soil quality index,SQI)有了显著提升(P 0.05),复垦20 a灌木SQI高于复垦10 a灌木SQI,复垦12 a草本SQI高于复垦20 a草本SQI,然而所有复垦土壤SQI均未达到自然植被恢复土壤SQI;由于非线性土壤质量评价方法(SQI-NL)具有更大的土壤质量指数变化区间和变异系数,此外,在SQI-NL和线性土壤质量(SQI-L)评价两种方法下,MDS和TDS之间决定系数分别为0.911和0.866,因此,非线性土壤质量评价方法在该区域具有更好的适用性,并且最小数据集能够较准确地进行土壤质量评价。     

黄土区采煤排土场生态复垦工程实施成效分析

以复垦20a的平朔露天煤矿排土场生态系统为研究对象,从土壤重构到先锋树种筛选及生态系统恢复不同阶段植被演变、动物定居、微生物、土壤养分变化等方面,系统分析了其生态重建技术的实施效果。结果表明,平朔矿区已形成＂黄土母质直接覆盖表层培肥熟化＂特色复垦技术;筛选出刺槐×油松×柠条,刺槐×油松,刺槐×沙棘,刺槐纯林等多种植被配置模式;随着复垦年限的延长,野生物种大量入侵,土壤种子库逐渐形成,物种多样性增加,植被群落组成趋于稳定,动物、微生物和土壤养分呈现增加趋势,表明矿区生态系统已进入正常的演替过程。但受矿区特殊生境和自然客观条件的限制,演替过程中某些植被出现病虫害、种内或种间的水分竞争等问题已导致部分植被退化,因此植被恢复成功后其生态管理还需进一步研究。     

北京市废弃矿山工程绿化技术模式研究

房山区是北京市矿产等资源产业结构调整的重点区域。北京市废弃矿山工程绿化技术以生态修复为主要目标,采用生态植被毯铺植技术、植被恢复基材喷附技术、挂网+植被恢复基材喷附等工程绿化技术,对废弃矿山生态修复,治理水土流失,改善生态环境,加强生态安全建设,美化生活环境起到示范作用,也为北京生态环境的改善和区域经济可持续发展奠定坚实的基础。     

BS活性土壤生态修复技术的研究与应用——以河南省鲁山县矿山废弃地为例

以河南省鲁山县铁山岭铁矿废弃地生态修复工程为例,研发了针对矿山废弃地、高陡岩石边坡等特殊困难立地生态修复的BS活性土壤生态修复技术,详细探讨了该技术的原理、主要特点与功能,并通过监测工程实施后植被生长情况、基质与矿渣结构、养分变化和水土保持效果,对该技术进行了全面评价。     

矿区废弃地土壤生态恢复研究进展

矿山废弃地生态恢复是解决矿区生态问题的重要举措之一,积极开展矿山废弃地生态恢复对社会经济效益及环境保护均具有重要的意义。综述国内外矿山废弃地生态恢复现状,主要从土壤改良,土壤重金属污染治理,矿区植被恢复,土壤动物、微生物恢复措施等方面阐述了矿区废弃地生态恢复技术。     

中国北方土石山区植被恢复及其生态效应研究进展

植树造林是建设美丽中国、推进生态文明建设、改善民生福祉的具体行动,是实现绿水青山就是金山银山的具体措施。北方土石山区植被稀少、土壤贫瘠、气候干旱、灾害频发,加之人类不合理的生产活动,使得区域内植被破坏严重,导致一系列生态与环境问题,形成大片岩石裸露地,水土流失严重,植被恢复是此区域生态恢复的关键。本文就目前北方土石山区植被恢复的研究现状及当前研究存在的问题进行了总结与评述,包括植被恢复中植被配置模式及造林技术的选择、影响植被恢复的环境因子、植被恢复的生态效应。讨论了不同树种配置及造林技术对造林成活率的影响,指出树种多样化、合理调控树种水分利用是土石山区植被恢复成功与否的关键。通过对土壤肥力、水分、地形及地带性差异对植被恢复的影响,以及植被恢复的水文、水土保持、土壤环境和生物多样性效应的讨论,发现土石山区植被恢复过程中,植被与环境之间相互影响、相互促进,加快了区域生态系统结构与功能的恢复与提升。同时发现土石山区内植被变化的地形效应研究相对缺乏,土壤养分对植被恢复的影响机制也还未明确。最后针对土石山区植被恢复过程中存在的树种选择不合理、研究时间尺度较短及数据资料有限、植被恢复经济效益研究不足等问题,提出筛选优良乡土树种搭配种植、建立植被演替长期定位监测网络、进行植被恢复综合效益监测与评价、明确植被对极端气候的响应机制,是下一步土石山区植被恢复工作中应重视和解决的重要问题。     

不同植被恢复模式下矿山废弃地的恢复效果研究

为探讨矿山废弃地不同植被恢复模式对生态恢复效果的影响,以城门山铜矿排土场为研究对象,对7种不同植被恢复模式的植物群落结构、土壤养分和重金属含量进行调查分析,并与恢复前的排土场和未破坏的自然样地进行了比较。结果表明:(1)人工植被恢复群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数呈现出相同的变化趋势,刺槐—苘麻—狗牙根的物种丰富度和多样性较高,而苘麻—狗牙根和刺槐—田菁明显低于其他模式。(2)植被恢复能有效改善土壤养分状况,降低重金属含量。与恢复之前相比,土壤速效K、速效N含量分别提高了2.5~7.7倍和3.4~7.9倍,但仍未达到自然水平;刺槐和苘麻对降低重金属Cu含量作用明显,刺槐和田菁能有效修复土壤Pb污染。(3)基于物种多样性、土壤养分和重金属含量的综合评价得出,刺槐—田菁—苘麻—狗牙根、刺槐—苘麻—田菁和刺槐—狗牙根—苘麻3种模式的生态恢复效果较好,可以为同类矿山废弃地植被恢复提供参考。     

植被恢复对黄土高原矿区重构土壤理化性质、酶活性以及真菌群落的影响

[目的]研究黄土高原矿区重构土壤植被恢复对土壤理化性质、酶活性以及真菌群落的影响,准确评价植被恢复对该地区的土壤生态恢复效果。[方法]在内蒙古自治区准格尔旗选择3种典型植被恢复类型(灌木、乔木、草地)和未复垦地采集0—20 cm土壤样品,采用扩增子测序技术分析了土壤真菌多样性和群落组成,同时结合土壤理化性质探讨了不同植被恢复类型影响真菌群落多样性的重要因素。[结果]①与未复垦地相比,3种典型植被恢复类型不仅对土壤理化性质和酶活性均有明显提升,还提高了土壤真菌可操作分类单元(OUTs)和多样性指数,且差异显著,以灌木的效果最好。②真菌主要菌门相对丰度在各样地变化趋势为子囊菌门(Ascomycota)担子菌门(Basidiomycota)球囊菌门(Glomeromycota),相对丰度之和已超过50%,土壤真菌群落结构在4个样地之间保持了一定的稳定性。③土壤含水量为影响真菌群落结构的最主要因素。[结论]植被恢复影响土壤理化性质、酶活性及真菌群落多样性,黄土高原矿区生态恢复是一个漫长的过程,在生态恢复过程中,宜种植灌木来改善重构土壤的生态环境。     

福州市采矿废弃地水土保持与生态恢复研究

本文分析了福州矿产资源开发利用现状和存在的问题，运用生态恢复理论讨论了矿山采石废弃地水土保持生态恢复的技术途径和模式，其生态恢复途径包括采矿废弃地前期处理、植被恢复和目标生态系统重建。     

“护坡与生态修复专家”让陡峭岩石上长青草——三峡大学宜昌绿野环保工程有限公司

拥有四项边坡治理专利技术 1）植被混凝土护坡绿化技术 2）防冲刷基材（PEB）生态护坡技术 3）矿山废弃地植被生态修复技术 4）滨水岸坡生态修复及库区消落带植被恢复技术     

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三峡库区退化土壤生态系统恢复与重建研究

运用恢复生态学理论对三峡库区退化土壤生态系统进行恢复与重建,不同利用方式退化土壤生态系统恢复与重建的技术措施有显著差异.退化坡耕地可采取坡改梯整治技术、农耕农艺技术和生物篱生态过滤网带技术进行恢复重建;退化林地的恢复与重建措施主要有:改进林木更新方式和营林技术,增加林地施肥投入,开展多种经营,采用立体种植模式等;退化草地的恢复与重建一是将现有的草山草坡进行人工改造,二是将水土流失严重的棵地种植水保牧草,两种均以等高带状种植;退化荒地可通过人工措施来加快其生态恢复过程,一般采用先锋群落的重建及复合群落的培植与发育;退化建设用地主要是通过土地整理和复垦等措施恢复,难以复垦的要进行植被恢复,方法与退化荒地的恢复与重建类同.