基于土壤理化性状的北京市门头沟区废弃煤矿工程恢复效果分析

为了验证北京市门头沟区煤矿的土壤理化性状的改善状况,对门头沟煤矿未被干扰区域、修复区域、被破坏区域的土壤理化性状进行测定,并采用数学统计方法对其分析。结果表明,门头沟煤矿11个土壤理化性状在3种区域之间存在差异显著性,修复区域与未被干扰区域和被破坏区域的土壤理化综合效应均存在极显著差异,单因子假设检验发现该矿区土壤修复的限制因子,证实门头沟煤矿废弃地单靠自然力无法完成生态恢复。工程恢复手段显著加快了土壤修复速度,土壤有机质、碱解氮、有效磷、全氮含量是该矿区下一步恢复的重点目标。     

土壤重金属污染背景下的任豆修复试验

为寻找适合矿业尾矿坝人工生态恢复的植物,以广西南丹长坡矿堆存50a之久的尾矿坝为背景,通过盆栽模拟,运用室内土培和水培两种试验方法,研究了不同矿土比例(尾矿样与泥土比例分别为5∶0、4∶1、3∶2、2∶3、1∶4、0∶5)以及不同浓度(0、2.5、5、10、25、50、100、150、200、250mg·L-1)Pb2+、Cu2+、Zn2+在任豆苗体内的吸收、积累和分布的动态变化规律。结果表明,任豆对Pb、Cu、Zn都具有一定的吸收能力,任豆幼苗可以在一定的重金属胁迫环境下存活,任豆对重金属Pb的耐性最大,在高浓度下依然可以存活。任豆对不同类型的重金属的吸收及转运能力存在较大差异,从任豆对Pb、Cu、Zn的转运能力来看,任豆并非这3种重金属的超累积植物。试验表明,任豆在矿业尾矿坝的人工生态恢复(植物修复)中有一定的应用价值,但能否大规模采用任豆作为尾矿坝的生态修复物种,尚需进一步研究验证。     

尾矿区污染土壤中重金属的形态分布及其生物有效性

采用BCR连续提取法对大宝山槽对坑尾矿区周围受污染的菜园土和水稻土中Cd、Pb、Cu和Zn的形态分布及其生物有效性进行了研究。结果表明,两种土壤中Cd、Pb、Cu和Zn的总量均超过国家土壤环境质量相应的标准。两种污染土壤中Cd、Pb、Cu和Zn的形态分布差别不大。Cd主要分布在残渣态中,占总量的60％以上,Cd各形态含量的分配顺序均为：残渣态〉酸提取态〉可氧化态〉可还原态;Pb以可还原态和残渣态为主,占总量的92％以上;Cu各形态含量的分配顺序均为：残渣态〉可还原态〉酸提取态〉可氧化态,以残渣态为主,占总量的59％以上;Zn在土壤中以残渣态占绝对优势,占总量的90％以上。菜园土和水稻土重金属生物有效性以Ph为最高,Zn为最低。     

安太堡露天煤矿排土场景观结构及其分形研究

将平朔安太堡露天煤矿复垦区的5个排土场按照植被覆盖和地形划分为8个基本景观类型,包括耕地、草地、草灌混交、灌木混交、乔草混交、乔灌混交、新造复垦地和退化地,总计496个斑块。利用3S技术和分形理论对景观结构进行了分析,并讨论了景观特性及其变化的分形性质。结果表明：分维数的大小反映了景观斑块面积、斑块数量和平均斑块面积等因素的相互作用,反映了排土场内景观斑块的不规则程度和复杂程度;乔灌混交地和灌木混交地保持着较高的分维数,新造复垦地和草地的分维数较低,其它景观类型的分维数则差别不大;植被景观受多种因子的影响,在南排土场、西排土场受地表物质组成和地形的影响为主,其多样性指数较高,在内排土场、西排扩大区受植被类型的影响为主;草灌混交地的景观多样性远高于其它现有的复垦植被区,但其景观优势度则保持在较低水平上。南排、西排及西排扩大区的景观过程以控制水土流失、增加植被覆盖为主,内排则着重发展兼顾经济、生态和社会多种效益的生态农业和高效农业。     

钢渣对稀土矿区酸性土壤的改良效果

[目的]探索一种新型稀土矿山酸性土壤改良方法。[目的]以江西赣州某稀土矿区土壤为研究对象,采用钢渣和有机肥为土壤改良药剂,设置了钢渣2%、有机肥3%、有机肥3%+钢渣2%、有机肥8%、有机肥8%+钢渣2%、空白对照6个处理,研究不同添加量的钢渣与有机质对矿区酸性土壤p H、阳离子交换量、水溶性盐总量、全氮、全磷、全钾、有效磷、水解性氮、速效钾、总孔隙度等理化性质以及白菜种子的发芽和生长情况的影响。[结果]土壤有机质、阳离子交换量、水溶性盐总量、全氮、全磷、水解性氮、有效磷、速效钾、电导率等指标和有机肥的添加量具有正相关关系,总孔隙度在改良前后变化不明显;钢渣可以提高黏粒含量和土壤p H,促进植物的发芽与生长;在植被后期生长过程中,可以通过添加有机肥保证土壤肥力,使稀土矿山的复绿效果得以长期延续。[结论]钢渣是一种改良矿区酸性土壤的有效药剂。     

西南山地小型矿山土地复垦研究——以云南省某灰岩矿为例

随着矿产资源的过度开发,许多严重的环境问题随之而来,对矿山土地进行复垦再利用尤为重要。该研究以云南省某小型灰岩矿为例,对西南山地小型矿山土地复垦进行研究。在分析矿山气候环境条件及土地资源利用现状的基础上,确定了复垦区范围、复垦土地利用方向及复垦技术标准:矿区复垦面积为2.863 4 hm2,复垦后的土地利用类型为有林地,复垦率为91.62%。结合矿山实际情况设计了合理有效的治理措施,获得了一定的社会、生态、经济效益,达到了矿山建设生产与生态环境保护协调稳定发展的目标。     

海南昌化铅锌矿废弃地重金属污染评价及其空间分布特征

通过对海南昌化铅锌矿废弃地采集的56份土壤样品进行分析,并对其重金属含量进行测定,采用内梅罗污染指数法与潜在生态风险指数法进行污染评价,运用克里金插值法进行空间分布分析。结果表明,废弃地重金属镉(Cd)污染程度最高,铅(Pb)与锌(Zn)次之,均超过国家三级标准值;从内梅罗综合指数来看,废弃地土壤重金属污染达到重度污染级别;从生态风险角度分析,废弃地重金属潜在生态风险达到重度风险级别;从克里金插值结果来看,废弃地表层土壤污染最小的地方均在废弃地东北部地区以及西南部河流尾段处,而污染最严重的地方集中在尾矿库东部、服务区、居民点、河流中段以及河流转弯处。     

海州露天煤矿排土场复垦区不同土地利用类型土壤入渗特征

为揭示排土场复垦区不同土地利用类型土壤的水源涵养功能,采用野外实地双环入渗试验和室内理化分析方法,系统地研究了海州露天煤矿排土场复垦区不同土地利用类型(乔木林地、灌木林地、农用地、荒草地)土壤入渗特性及其影响因素。结果表明:不同土地利用类型下的土壤初始入渗率、稳定入渗率和累计入渗量均表现为乔木林地灌木林地农用地荒草地;不同土地利用类型下土壤入渗过程的拟合优度存在差异,G-P综合模型、Kastiakov模型、Horton模型的平均拟合优度依次为0.926,0.908,0.905。G-P综合模型相对误差为79.21%~123.69%,更接近排土场复垦区土壤入渗的实际过程,可作为排土场复垦区土壤入渗过程的预测模型;不同土地利用类型下土壤初始入渗率与非毛管孔隙度呈显著正相关,稳定入渗率和累计入渗量与非毛管孔隙度、砾石含量和部分根系特征呈显著正相关;采用主成分分析评价的土壤入渗能力排序为乔木林地灌木林地农用地荒草地,初始入渗率、稳定入渗率、14min入渗率和累积入渗量的主成分方差累积贡献率为99.047%,较好地表达了土壤入渗能力。     

不同恢复年限弃渣场入渗特征研究与评价

为分析弃渣场入渗性能及其植被恢复效应,采用野外双环入渗和主成分分析方法,分析和评价不同恢复年限弃渣场入渗特征。结果表明:(1)弃渣场恢复年限2个月(P1),2a(P2),4a(P3)和桑树林地(P4)的初始入渗率依次为11.32,9.34,15.84,19.38mm/min,稳定入渗率为4.64,3.62,6.71,7.81mm/min;桑树林地的稳定入渗率为3个弃渣场的1.68,2.16,1.16倍;(2)Kastiakov模型的拟合效果优于通用经验模型、Philip模型和Horton模型,其决定系数为0.905~0.956;(3)入渗特征值与土壤容重,20~5mm,5~2mm颗粒含量呈显著负相关(p0.05),与非毛管孔隙度、有机质含量和2~0.075 mm颗粒含量呈显著(p0.05)或极显著(p0.01)正相关;(4)主成分分析评价的土壤入渗能力排序依次为P4(2.398)P3(0.792)P1(-1.104)P2(-2.089);随着恢复年限的增加,弃渣场入渗性能得到较好的改善且接近桑树林地。     

不同建植技术对露天煤矿排土场生态修复效果的影响及评价

为解决矿区排土场生态修复难和生态修复成本高的问题,提出了一种新的穴铺建植技术对排土场进行生态修复,并于2012—2015年期间选择4种建植技术对永顺煤炭有限公司矿区排土场开展生态修复工作。基于修复后（2015年）的植被生长状况和土壤改良效果,并通过对比分析的手段,对不同建植技术的生态修复效果进行了评价。结果表明:穴铺植生袋建植法（A）、旱梯田坡面建植法（B）、旱坡植生袋建植法（C）和沙柳围护建植法（D）4种不同建植技术中,在植被覆盖度方面表现为A（85%） > C（80%） > B（73%） > D（63%） > E（7%,裸地）;土壤容重方面表现为A（1.21 g/cm³） < C（1.27 g/cm³） < B（1.31 g/cm³） < D（1.43 g/cm³） < E（1.52 g/cm³）;土壤侵蚀模数方面表现为A[3 630 t/（km²·a）] < C[6 350 t/（km²·a）] < B[7 860 t/（km²·a）] < D[15 730 t/（km²·a）] < E[26 000 t/（km²·a）],均表明A技术在植被生长状况和土壤质地改良方面效果显著,有效解决了试验区人工建植植物群落稳定性差和水土流失量大等问题,成功完成了试验区的生态修复。穴铺植生袋建植技术在矿区排土场或类似区域的生态修复工程实践中具有良好的借鉴和参考作用。