霍林河露天煤矿排土场植被恢复与重建技术探讨

以霍林河露天煤矿排土场的植被恢复实践为例,在实地考察与观测的基础上,对过去排土场复垦工程中的种植模式、植物种类选用和生长表现等方面的成就与不足进行总结分析,并结合国内外的复垦成果,提出一套场地整理、表土覆盖、排土场稳定和边坡护理、植物种类选择、种植模式,以及种植与管护等适合霍林河露天煤矿排土场的植被恢复与重建技术,可供草原地区露天煤矿的植被恢复与重建参考。     

露天煤矿待复垦土地适宜性评价单元类型划分

从水土保持、土地复垦及环境保护的综合角度考虑,采用“五级指标逐级推断法”,即岩土污染程度、重塑地形坡度、地表物质组成、有效覆土厚度和土体容重五级分类指标逐级推断,确定露天煤矿待复垦土地适宜性评价单元类型为：（１）厚层覆土平台;（２）薄层覆土斜坡;（３）岩土混排斜坡;（４）混岩、页岩碎砾坡;（５）砂岩石砾坡。     

山西平朔ATB矿退化土地的林业复垦与生态重建研究

采用调查、类比、室内模拟和野外试验示范相结合的方法，１９８７年－１９９９年在山西平逆ＡＴＢ矿进行了林业复垦与生态重建研究，结果表明。该矿生态系统演谱分为生态系统破损阶段、生态系统雏形建立阶段和生态系统动脉平衡阶段；生态受损引发因子包括土地挖损、土地压占、土地占用和土地污染；生态重建的实质为林业复垦基础工程的再造与植被重建工程的实施；生态重建的关键技术包括排土场的设计、有毒物质的消除、黄土的覆盖、侵蚀的控制、植物筛选与配置；重建后的生态优于采矿前的原生态。     

准格尔煤田露天矿植被恢复的研究：排土场植被自然恢复的观察研究

对露天煤矿排土场上植被的自然恢复进行了研究，观察分析了排土场上植物自然侵入过程中所形成的先锋植被的种属构成及群落特点等，并对当地原生植被和新形成的植被进行了比较分析。试验结果表明，煤矿剥离生土上的植被自然恢复是一个漫长的过程，所形成的植被质量低劣；人工种草是保护矿山环境的必要措施之一。     

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。     

黄土区大型露天煤矿复垦24a土壤碳氮组分特征

研究大型露天煤矿典型植被恢复模式下土壤碳、氮组分特征,为深入理解露天煤矿高压实复垦土壤碳、氮固持过程及复垦土壤成土过程提供依据。以黄土区典型露天煤矿-平朔露天煤矿的复垦24a的刺槐-油松混交林（RP）、刺槐纯林（RM）、白杆-青杆-沙棘混交林（PPH）、沙棘纯林（HM）4种典型植被恢复模式样地及未复垦样地（UR）、原地貌样地（UD）为研究对象,采集0～20 cm表层土壤样品,分析土壤碳、氮组分特征。结果表明：1）经过24a演替,复垦土壤理化性质得到明显提高,但各样地间土壤理化性质明显显著。2）同UR样地相比,RP、RM和PPH样地的土壤有机碳含量分别提高594.03%、158.66%、99.25%;RP和PPH样地的微生物生物量碳则分别提高174.68%、209.34%;RP和HM样地的水溶性碳分别提高110.13%、82.99%;RP、RM样地的易氧化碳含量则分别为UR样地的35.55倍和7倍。3) 与UR样地相比,RP、RM、PPH、HM样地的土壤全氮含量分别提高413.24%、250.00%、100%和82.35%;RP、PPH、HM样地的水溶性氮含量分别提高206.33%、153.02%、99.95%;PPH样地的微生物生物量氮含量提高368.07%。4）复垦土壤碳、氮组分之间呈现正相关关系,但与全钾呈现显著负相关（P<0.05）。上述结果表明,土地复垦显著提高了土壤碳、氮组分含量,尤以刺槐-油松混交林效果较好,但复垦24a后,矿区土壤可能存在钾限制的现象。     

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。     

露天煤矿设备系统性维修方式分析

长期以来，国内露天煤矿设备实施的是计划性预修方式，该方式可靠性较高，并已形成了比较全面的管理、技术规范体系，总结了大量的经验，但是，也存在着维修成本高、日常维护不足的缺点，不能适应竞争的需要，亟待改进。而目前受到普遍重视的状态维修方式，一方面由于初期投入较高带来成本的升高，另一方面，由于技术、管理、人员素质等条件的制约，短时间内无法实施。因此，有必要研究一种更适合国内煤矿实际、容易操作的维修模式。本文的系统性维修模式正是以此为出发点提出的。     

干旱矿区排土场不同边坡生态修复模式下减流减沙效益

为探究不同生态修复模式对露天矿区排土场边坡产流产沙规律的影响,采用野外径流小区试验方法,对矿区排土场边坡不同生态修复模式的产流产沙进行了1个雨季的连续观测。结果表明：（1）研究区降雨年内分配不均,主要集中在汛期7—9月,该时期降雨量占到年均降雨量的77.03%,是年内径流泥沙损失最多的时期。（2）不同生态修复模式与对照（只撒播灌草种子）相比均具有减流减沙效果,但是不同生态修复模式的减流减沙效益有显著差异,减流效果从大到小依次为沙柳网格模式（64.35%）>生态棒模式（56.56%）>生态袋模式（52.74%）>铁丝石笼模式（48.70%）>植物篱模式（45.51%）>土壤改良模式（35.89%）>无纺布覆盖模式（33.97%）>砾石压盖模式（8.19%）;减沙效果依次为沙柳网格模式（69.41%）>生态棒模式（61.28%）>生态袋模式（55.09%）>铁丝石笼模式（52.43%）>植物篱模式（48.72%）>土壤改良模式（42.09%）>无纺布覆盖模式（38.31%）>砾石压盖模式（19.34%）。（3）不同生态修复模式产沙量对产流量响应特征均呈极显著正相关（P<0.05,r>0）,沙柳网格模式产沙量对产流量响应程度较小,生态棒模式次之,对照产沙量对产流量响应程度最大。