煤矸石山生态恢复研究进展

通过介绍煤矸石山对环境的污染,以及对矸石的利用率与排放量的对比,说明了煤矸石山生态恢复的必要性,并从立地条件、生态恢复技术等方面介绍了矸石山生态恢复研究现状,提出了今后矸石山生态恢复的方向。     

煤矸石山生态恢复理论研究和工程实践的进展初探

我国煤矸石山的生态恢复研究开展了近30年,取得了巨大的成就。通过对煤矸石山生态恢复的背景理论以及煤矸石山立地条件方面所进行的研究进行分析,结合我国工程实践应用,指出煤矸石山生态恢复仍需在以下几个方面作进一步的研究,即:煤矸石山植被恢复体系的构建、立地条件的系统研究、煤矸石山植被恢复的演替规律研究以及生态治理的评价体系构建。     

基于DIVINER2000的自燃煤矸石山水分特征研究

利用D IVINER2000含水量测定仪定位测定了自燃煤矸石山深度为0—100 cm的黄土矸石复合层、黄土层和裸露矸石层水分体积含水率的季节变化和垂直变化,根据水分含量变化规律将自燃煤矸石山的水分季节变化分为4个时段:土壤水分消耗期(3—6月)、土壤水分积累期(7—8月)、土壤水分消退期(9—11月)和土壤水分稳定期(12—2月);通过标准差将自燃煤矸石山土壤水分的垂直变化分为速变层、活跃层和相对稳定层。上述研究结果可以为自燃煤矸石山的生态构建提供重要理论依据,为以水分动态平衡为基础的植被恢复和建设提供数据支持。     

煤矸石山复垦的恢复生态学研究

煤矸石山是矿业废弃地中对矿区环境破坏最为典型的一种类型,其立地条件极其恶劣,植物生长困难。煤矸石山生态治理及其存在的主要问题:缺乏对植物生长限制因子的系统研究和立地条件评价指标体系的建立;对生态恢复中的新方法、新技术的应用缺乏理论上的总结和提高;现有的研究中缺乏对生态系统及生态恢复具有可操行作性的监测、评价指标;煤矸石山本身的立地条件极端恶劣——高温、干燥、土壤贫瘠。论述了恢复生态学的主要理论及煤矸石山生态恢复中的整形整地技术、酸性改造技术、覆土技术、绿化技术及要点。简要介绍了煤矸石山复垦中的恢复生态学研究领域。     

无土煤矸石山绿化技术试验研究

龙岩地区各煤矿区，都有几座庞大乌黑的矸石山。它们多由岩巷矸和煤巷矸组成，具有矸径大、无土、强酸、干热、有毒等特性，植物难于生存。１９９２～１９９５年，龙岩地区林业委员会的专家学者，遵循石质荒漠上植被的演进规律，在工程措施基础上，筛选出一批适合本地区矸石山绿化的先锋树草种，本着先草灌改善小气候，再乔木的立体防护原则，绿化了矸石山，减少了污染。     

煤矸石山坡面不同覆盖的水土保持效益分析

根据山西省阳泉市煤业集团三矿280自燃煤矸石山坡面的观测资料,对采用不同坡面覆盖方式的样地的水土保持效益和植被生长情况进行了分析研究.结果表明,采用煤矸石和黄土混合覆盖的煤矸石山坡面蓄水保土效果显著,植被恢复状况良好.在同一时期内,随着矸石覆盖率的增加,煤矸石样地的土壤含水量也随之增加.在煤矸石和黄土混合覆盖的样地中,矸石覆盖间隔0.15～0.25 m,覆盖率35％～45％的样地,保土效益最好,植被恢复最佳.     

阜新矿区煤矸石山植被恢复土地适宜性评价

以阜新矿区孙家湾煤矸石山为评价对象,运用主成分分析法确定权重,采取指数和法计算综合指数,对不同排矸年限的立地单元进行植被恢复适宜性评价,结果表明:经过多年风化样地的植被恢复适宜性高于风化年限较短的样地,阴坡的适宜性好于阳坡,与实际情况基本相符,为当地煤矸石山植被恢复的适宜性评价提供了一种方法和思路.     

煤矸石山综合治理技术模式与实践

煤矸石对环境有严重的污染,是井采煤矿废弃物治理的难点.通过对煤矸石山治理技术进展的分析综述,提出煤矸石山综合治理新技术模式以及成功经验,并以山西某矿务局煤矸石山综合治理工程案例进行验证,表明浅层喷射注浆灭火与客土喷播恢复植被是煤矸石山综合治理的有效模式.     

煤矸石山优势植物对重金属吸收及富集特征

对六盘水市某煤矿煤矸石山14种优势植物根际土壤污染状况以及对重金属吸收与富集特征进行研究。结果表明:煤矸石风化土壤中重金属Zn、Cu、Cd和Pb有明显积累,Cd的污染最为严重。对各种植物体内的重金属含量分析发现,地上部分中Cu、Pb含量最高的植物为假酸浆,分别为46.79,12.56mg/kg;Zn含量最高的植物是酸模叶蓼,为60.97mg/kg;Cd含量最高的植物是龙葵,为1.84mg/kg。对转移系数和富集系数分析发现,鬼针草、千里光、龙葵、醉鱼草艾蒿和野棉花对Zn、Cu、Cd、Pb具有较强转移能力;假酸浆的地上部分对Cd的富集系数最高,为1.28;假酸浆的地下部分对重金属Zn、Cu、Cd、Pb的富集系数也较高,分别为1.83,0.90,3.20,1.96。因此,假酸浆可作为煤矸石风化土植被恢复的植物,同时也可用于重金属污染土壤的修复植物。     

大型煤矸石山植被重建的土壤限制性因子分析

煤矸石是我国第一大固体废弃物,巨量煤矸石堆积压占了大量土地,并影响矿区及周边水土环境,煤矸石山的植被重建是解决上述问题的经济而有效的途径。国内外研究与实践表明,表层土壤特性是矸石山植被重建成功与否的决定性因素。由于表层物料组成以及所处地域等因素,目前对煤矸石山各限制性因子及其重要性看法有所不同,从而影响了措施设计及植被效果。本文以抚顺西露天煤矿等煤矸山为例,对大型煤矸石山植被恢复的诸多限制性因素进行了分析论述,认为表层风化物的主要限制性因子依次为质地、水分、养分、pH、盐分、表层温度、重金属等,这与以往研究有所不同,体现了该煤矸石山的区域特色。研究结果可为制定适宜的煤矸石山及其类似废弃物堆场的植被恢复措施提供依据。     

陕北沙区煤矸石山适宜的覆沙厚度试验研究

[目的]解决陕北沙区煤矸石废弃地占地面积大,植被恢复困难和治理造价高的问题。[方法]利用野外试验,设计半隐蔽沙蒿沙障(2m×2m)下的3种覆沙厚度(30,50和70cm)共3种类型的处理。4种乡土灌木树种沙地柏(Sabina chinensis)、长柄扁桃(Amygdalus pedunculata)、紫穗槐(Amorpha fruticosa)和蒙古莸(Caryopteris mongholica)进行对比试验。[结果]成活率、保存率、新稍生长量和地径变化随着覆沙厚度的增加,其指标均有所提高;多因素方差分析表明种间存在极显著差异,在0.05的显著水平下,紫穗槐与其它植物种均存在显著差异,蒙古莸与沙地柏间存在显著差异;在0.01显著水平下,蒙古莸、长柄扁桃和沙地柏间差异性不显著;覆沙30cm与覆沙50cm,覆沙70cm间均存在显著差异,覆沙50cm和覆沙70cm间差异性均达不到显著水平。[结论]综合因素条件下,覆沙50cm是该区域煤矸石山土地复垦及生态恢复植被需要基质的最佳选择。     

煤矸石山废弃地不同植物复垦措施及其对土壤化学性质的影响

 为了筛选出适合煤矸石山废弃地的造林树种和复垦措施,在辽宁省抚顺市,初步研究了不同植物复垦措施对煤矸石山废弃地土壤化学性质和植物生长的影响。结果表明:不同供试植物在煤矸石山废弃地的成活率在21%～85%之间,其中白榆和沙打旺的成活率分别为81%和85%,而小叶杨、刺槐、栾树的成活率均在70%左右,这些植物均适合于在煤矸石山废弃地生长。植物措施能明显提高煤矸石山废弃地不同土层的有机质、全N、全P和全K含量,但提高程度随土壤层厚度和养分种类而不同。在植物复垦中,配合应用生物复合肥料、生物菌剂和保水剂,能改善主要造林树种的生长状况。     

煤矸石山周边农用地土壤-玉米重金属污染特征及健康风险分析

以重庆市綦江区某典型煤矸石山周边农用地为研究区,通过分析土壤和玉米重金属含量,掌握其污染特征,应用相关性分析和主成分分析探明主要污染影响因素,并评估通过当地玉米摄入重金属的健康风险。9个土壤-玉米协同点位采样结果表明,研究区土壤首要重金属污染物为镉（Cd）,平均含量为2.39 mg/kg, 9个土壤采样点位中Cd污染等级评价为极强污染和重度污染的点位分别占比56%和33%;次要污染物为铬（Cr）, Cr污染等级评价为轻微污染的点位占比11%。相关性分析结果表明,Cd含量和汞（Hg）含量、铅（Pb）含量之间存在显著正相关关系;主成分分析结果表明,Cd、 Hg、 Pb主要受到煤矸石长期堆存的影响,砷（As）、 Cr可能受到农业活动影响。研究区玉米中Cd生物富集系数远大于Hg、 As、 Pb、 Cr。人体健康风险评价表明,各重金属健康风险靶标危害系数（THQ）值均小于1,表明食用当地玉米不会对健康造成明显影响。     

北方无自燃煤矸石山生态治理技术初探

长期露天堆放的煤矸石山,不仅污染空气,破坏景观,还存在一定的安全隐患。基于煤矸石山堆积体本身不稳定、松散、易发生沉降、滑坡等特点,就北方无自燃煤矸石山生态治理"柔性防护"技术措施进行了探讨,具体有顶部机械平整、坡体调整;构建柔性截、排水系统;构筑柔性坡脚防护体系、坡面防护体系;构建人工土壤层、植被层;铺设保护层等,旨在为煤矸石山生态治理措施设计提供一些参考。     

煤矸石山不同植被恢复模式对土壤侵蚀和养分流失的影响

 针对煤矸石山复垦地水土流失严重的问题,在山西阳煤集团三矿280煤矸石山坡面上选取7种植被恢复模式,以裸地为对照,设置水土流失试验样方,观测不同植被恢复模式对土壤侵蚀和养分流失的影响。结果表明：与裸地相比,不同椬被恢复模式均对矸石山坡面土壤侵蚀和养分流失具有明显控制效果;下坡段的乔灌混交模式防治坡面侵蚀的作用优于上坡段的草本和灌木;减少水土流失的效果上坡段为荆条 > 紫花苜蓿 > 沙打旺 >草木樨,下坡段为刺槐+柠条、刺槐+荆条和榆树+紫穗槐,但这3种植被模式对减少水土流失的差异不显著;通过偏相关分析,影响养分流失的因索依次为土壤侵蚀量 > 径流量 > 坡度 > 坡长;不同植被恢复模式对煤矸石风化物中速效养分质量系数也具有明显的影响。     

基于植被重建的宁东矿区煤矸石山立地类型及其特征

[目的]研究煤炭开采形成的煤矸石山占压土地并造成的地表植被破坏,正确划分煤矸石山立地类型,为矿区生态恢复与重建提供依据。[方法]以宁东矿区煤矸石山为研究对象,选取微地形、海拔、覆土厚度、土壤质地等10个立地因子进行调查分析,利用主成分分析和聚类分析等方法,划分煤矸石山立地类型。[结果]应用主成分分析法确定出主导立地因子为:微地形、覆土厚度、土壤质地;再依据主导因子对研究样地进行聚类分析划分出宁东矿区煤矸石山3个立地类型组,5个立地类型亚组,8个立地类型。煤矸石山平台面积较大,边坡坡度32°～40°之间,覆土厚度多在30 cm以上,土壤田间持水量16.82%～34.85%,全K含量34.29～46.61 g/kg,属于极高水平,全P含量0.31～0.62 g/kg,为中下或低水平,而土壤有机质、全N含量均属于极低水平,煤矸石山土壤偏碱性。[结论]在宁东矿区煤矸石山重建时应因地制宜,覆土砾石含量较少时,选择以乔木为主的乔灌型混交模式,或以灌木为主的灌木林或灌草型;砾石含量较多时,选择以草本为主的灌草型;土壤为轻砾石土时,撒播草籽。     

基于主成分分析法的煤矸石山植被水土保持功能评价

运用主成分分析方法对抚顺西排土场植被水土保持功能进行评价,遴选植被冠层截留量、植被冠层高度,乔灌郁闭度、基部盖度、枯枝落叶层截留量、枯枝落叶层厚度和有效根密度7个指标建立评价体系.选取5种植被为研究对象,选择栽植后恢复3 a和恢复5 a的植被分别进行研究.对各植被水土保持功能指标进行计算和比较,运用SPSS 13.0统计软件得出各植被水土保持功能的综合值.结果为恢复3 a的植被水土保持功能排序为沙棘、紫穗槐、刺槐、小叶杨、油松;恢复5 a的植被水土保持功能排名为刺槐、沙棘、紫穗槐、小叶杨、油松.研究表明:灌木在植被恢复早期所具有的水土保持功能较好.随着恢复时间的增加,阔叶乔木的水土保持功能逐渐增强.建议煤矸石山生态修复中采取阔叶乔木和灌木混交的模式.     

潞安集团煤矸石山边坡生态治理工程技术——以王庄煤矿为例

潞安集团王庄煤矿在矿山生态治理理念的指导下,结合煤矸石山现状及边坡治理的特殊要求,先采取工程措施,将矸石山整形为坡台式,用黄土(粉煤灰)分层碾压覆盖,继而采用地表覆盖法进行表面防侵蚀处理、修建排水沟,然后采用铺设生态植被毯的方法恢复边坡植被,选择适宜树种进行合理配置,并采取了相应的抚育管理措施,使矸石山边坡的治理初见成效。     

阳泉矿区自燃煤矸石山绿化中覆盖层碾压效果试验

自燃煤矸石山是矿区环境主要的污染源之一,对其实施封闭并绿化,需要构建具备一定阻隔空气能力的覆盖层,而覆盖层多为土质材料经碾压构成,空气阻隔性受其碾压质量的影响。结合阳泉三矿煤矸石山治理现场进行野外碾压试验,研究了煤矸石山现场碾压工具及碾压条件下的压实效果。通过对不同铺土厚度的黄土进行碾压,测定紧实度和干密度来表征碾压效果,分析以压实度(85%)作为压实质量控制标准的条件下合理的碾压工程参数。结果表明,利用现场自制碾磙(4t)进行平碾碾压,浅部土层受到碾压遍数的影响较大,深部土层受到碾压遍数的影响较小,其特征深度在15—25cm;建议的施工方案及碾压参数为:含水量接近最优含水率(相差不超过±2%),松铺厚度20~40cm,碾压3~5遍。     

辽宁阜新煤矸石山生长季的风况研究

采用野外观测与统计分析相结合的方法,对阜新市孙家湾煤矿矸石山不同坡向的风速变化进行研究.结果表明在整个生长季中,对于排矸年限相同的样地,阳坡的风速均大于阴坡;阳坡样地A的平均风速减弱系数比阴坡样地A低13.67%.风速由大到小的次序为5月＞6月＞7月＞9月＞8月.生长季盛行西南风和南风.