黄土区大型露天矿排土场水力侵蚀计算与防治

以黄土区安太堡露天矿未复垦排土场为对象,研究未复垦排土场平台水力侵蚀(沟蚀)状况,通过实地外业采样和内业数据处理,结合数据统计分析平台,计算出了研究区内的沟蚀量分布情况,并分析了平台汇水面、土壤容重、坡度与沟蚀模数的关系,估算研究区水力侵蚀造成的直接经济损失,提出排土场平台复垦和水土流失防治措施。结果表明:(1)研究区水力侵蚀严重,总体沟蚀模数相当于自然地貌土壤侵蚀模数的6.8倍,其中平台汇水面对沟蚀模数的影响巨大;(2)排土场平台表层土壤压实,40cm以内土层压实最为严重,深层土壤土质较疏松;(3)排土场平台坡度和坡长在一定程度上可以反映出土壤侵蚀的高低,在水土流失防治措施中应予考虑。在平台复垦和土壤侵蚀防治中应采用减少平台汇水面积、增大地表水入渗能力和提高植被覆盖度的措施为主,本研究成果可为排土场复垦和水土流失防治提供参考。     

明山煤矿区废弃地重金属污染土壤环境质量评价

为了科学评价广东省明山煤矿区废弃地土壤重金属污染情况,于2010年11月至2011年3月,采集明山煤矿区废弃地受重金属污染的5个样点的土壤样品,运用原子吸收分光光度法对土壤中7种重金属元素进行测定。结果表明,1土壤pH在2.87~6.16,土壤较贫瘠。2土壤污染主要是Cd、Mn污染,其中,Cd平均含量为2.052 mg/kg(0.759~3.109 mg/kg),超标严重;Mn平均含量为421.215 mg/kg(387.057~488.660 mg/kg),污染严重。3从内梅罗综合污染指数看,样点1、样点4、样点5为极重污染,样点2、样点3为中度污染。     

露天金矿剥离物植被演替规律及植被恢复对策--以公别拉河流域为例

在外业调查基础上，对黑河地区公别拉流域内的露天金矿剥离物植被自然恢复和演替规律进行分析研究，发现植被恢复的速度受时间和剥离物组成共同影响，其中剥离物中土和沙砾比例是影响的主要因素。植被演替中优势种随时间变化而不同，前期以多肉植物为主，后期菊科植物成为优势种。针对植被演替规律和剥离物特性提出快速恢复植被相应对策。     

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。     

马家塔露天矿区复垦土壤质量变化

以神东公司马家塔露天矿为例,选择土壤有机质、全N、有效P、速效K、pH值、含水率、紧实度、容重和EC9项指标对复垦土壤质量进行了综合评价。研究采用相关系数法确定指标权重,以隶属度函数对指标进行标准化处理,最后采用指数和法评定土壤质量。在研究区划分了5个复垦年限,并且在复垦5a的土地上采集了6种不同植被类型的土壤样品,分5个层次分别进行评价土壤质量。结果显示:随着复垦年限的增加表层土壤质量不断提高,并且表层高于下层;复垦后种植不同植被土壤质量差异较大,种植牧草、杨树较好,耕地和针叶树较差。     

Rehabilitation of a lignite mine‐disturbed area in the Indian desert

Extensive lignite mining in the Indian (Thar) Desert commenced within the past decade. Accompanying extraction of this valuable resource there have been visible, important environmental impacts. The resultant land degradation has prompted concern from both public and regulatory bodies. This research assesses the success of rehabilitation plans implemented to revegetate a lignite mine‐disturbed area, near the village of Giral in western Rajasthan State. Rehabilitation success was achieved within the environmental constraints of this northwest Indian hot‐desert ecosystem using a combination of: (1) backfilling (abandoned pits) with minespoil and of covering the backfilled‐surfaces with fresh topsoil to a thickness of about 0·30 m; (2) use of micro‐catchment rainwater harvesting (MCWH) technique; (3) soil profile modification approaches; (4) plant establishment methodologies; and (5) the selection of appropriate germplasm material (trees, shrubs and grasses). Preliminary results indicate that the resulting vegetative cover will be capable of self‐perpetuation under natural conditions while at the same time meeting the land‐use requirements of the local people. The minespoil is alkaline in nature and has high electrical conductance. The average content of organic carbon, N, P and K is lower than in the regional topsoil. However, the concentration of Ca, Mg, Na and total S in the minespoil is much higher than in the topsoil. Further, the spoil material has no biological activity. Enhanced plant growth was achieved in MCWH plots, compared to control plots, where minespoil moisture storage was improved by 18–43 per cent. The rehabilitation protocol used at the site appears to have been successful because, in addition to the planted species, desirable native invasive species have become established. This study developed methods for the rehabilitation of lignite mine‐disturbed areas and has also resulted in an understanding of rehabilitation processes in arid regions with an emphasis on the long‐term monitoring of rehabilitation success. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

露天煤矿排土场植被调查与自然恢复研究(英文)

通过分析辽宁省海州露天煤矿排土场植被组成、物种多样性及重要值的变化,研究了排土场植物群落恢复与演替的一般规律。结果表明:排土场共有植物63 种,分属于23 科,其中菊科15 种、豆科11 种、禾本科8 种;蒺藜+水稗草+猪毛菜、水稗草+大籽蒿+黄蒿、水稗草+披硷草+黄蒿+大籽蒿+黄花草木犀、芦苇+披硷草+水稗草+狗尾草分别是年限为5、10、20、40 梯田层群落的优势种群;重要值对植被重建中物种筛选有指示性,蒺藜在排土场人工恢复中可做为先锋种,披硷草、芦苇、水稗草可做为重要的优势种;排土场植被自然恢复速度缓慢,为了尽快改善生态环境,应该筛选并合理配置先锋植物和适生植物,进行植被重建,加强抚育管理,缩短演替进程。表2 参17。     

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。     

基于遥感影像的露天煤矿区土地特征信息及分类研究

该研究利用Landsat TM数据,以安太堡大型露天煤矿为例,在对地物光谱特征深入分析的基础上,设计了大型露天矿区土地剧烈扰动下不同地物特征提取模型,提取了安太堡露天矿区植被高覆盖区、植被低覆盖区、剥离堆垫区、采煤运煤区及边坡区等不同地物信息。采用归一化植被指数(NDVI)提取植被低覆盖区与植被高覆盖区信息,采用(TM4-TM5)>0提取植被高覆盖区信息并与NDVI进行了比较,采用TM4<40提取采煤运煤区信息,采用TM4/TM7在0.99～1.01范围来提取边坡区信息, 并统计计算了各类地物所占面积和分布情况。对研究区TM影像进行主成分分析,剥离堆垫区、采煤运煤区和边坡区等反映矿区扰动特征的信息主要由第1主成分反映,植被低覆盖区和高覆盖区等反映矿区植被覆盖特征的信息主要由第2主成分反映,两个主成分的贡献率达到97.16％,并利用扰动特征和植被特征对研究区地物进行了分类。该技术与方法为露天矿地物变化动态监测以及土地复垦与生态重建均提供了准确数据支持。