现代露天矿排土场生态修复与植被重建技术研究.pdf

中国水十保持学会规划设计专业委员会2009年年会暨学术研讨会论义集 现代露天矿排土场生态修复与植被重建技术研究 项元和李国萍于晓杰 (内蒙古水利科学研究院，呼和浩特010020) 摘要：对排土场现状复垦植被进行多项土壤改良方法的试验研究选择出露天矿排土场土壤系统修复的最 佳技术；通过总结黑岱沟露天矿多年的水土保持与生态重建工作经验，最终选出适宜矿区内生长的植被类 型；试验优选后提出了矿区植被重建的关键技术体系，最终形成适宜矿区环境特点的露天矿排土场的生态 修复与植被重建的技术体系。 关键词：土壤改良；生态修复；植被类型；排土场 1研究区概况 黑岱沟露天煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾镇，蒙、晋、陕交界处， 东临黄河，北距首府呼和浩特市120km。矿区气候属于中温带半干旱大陆性气候，年平均气 3119．3h。 研究区地貌属黄土丘陵区，原生地表沟壑纵横，因受强烈侵蚀的影响，矿区内地带性土 壤不明显，非地带性土壤——黄绵土广泛分布。地带性植被属暖温型草原带，植被稀疏低矮， 盖度一般在30％以下，天然森林已全遭破坏。 矿区建设后在排土场和其它废弃地区域开展生态重建工程形成新的人工生态系统，代替 了原来的自然和农业生态系统，使生态系统的结构和组成发生了根本变化。原来处于相对稳 定的系统结构，被人工生态系统和自然恢复的生态系统代替，生态系统更加趋于多样，保持 水土功能得以发挥【lJ。 2矿区排土场生态修复与植被重建的重要性和必要性 黑岱沟露天煤矿自1990年破土动工以来，已征用几十平方公里的土地。上亿吨的剥离 物堆置、填沟后，形成了矿区大面积无植被覆盖、松散剥离土组成的大型排土场(北排土场、 东排土场、西排土场、果园、捣蒜沟、马连沟等)。彻底改变了原地貌的性质，在大风和暴 雨的作用下，极易发生新的水土流失和风蚀沙化【2’3】。因此，对矿区内的排土场进行生态恢 复与重建工作具有重要的现实意义。 3土壤系统修复技术 对露天矿排土场进行植被重建的首要任务是明确限制生态环境恢复的主要因子，并清除 这些不利因素，否则，植被恢复工作难以开展。露天矿排土场土地的共同特点是土壤中缺少 自然土中的营养物质，尤其是缺少氮、磷和有机质。由于植物生长所需主要营养物质的匮乏， 使得土壤肥力低下，不适宜于植物生长。因此，植被重建的前提是改良土壤，为植物提供必 须的生长条件【4J。 为寻找适合矿区土壤系统修复的最佳技术，我们进行了多项土壤改良方法的试验研究， 并对排土场(北排、东排、马连沟等)现状复垦植被的土壤水分改良效果、土壤养分改良效 果、土壤微生态环境改良效果等进行监测、分析，根据矿区的条件选择出露天矿排土场土壤 改良的有效方法。 3．1土壤培肥 排土场土壤改良施N、P化肥后，土壤有机质、速效养分含量增加幅度较高。但由于无 107 中国水土保持学会舰划设计专业委员会2009年年会暨学术研讨会论文集 机化肥的价格较高，且在干旱缺水条件下肥效难以充分发挥，因此，排土场在复垦种植时主 要利用化肥作为种肥或部分植物的追肥使用。作为大规模复垦土壤培肥地力的肥料主要还是 有机肥。有机肥在分解过程中，产生多种有机酸，有利于土壤中难溶性养分溶解释放，提高 养分的有效性，充分发挥土壤的潜在肥力。有机肥料在分解过程中可产生二氧化碳，促进植 物的光合作用。总之，有机肥的作用是多方面的，它具有化肥所没有的优越性。 3．2粉煤灰改良土壤 在黑岱沟露天矿排土场试验区的研究表明，施粉煤灰15∥亩处理，土壤有机质、全氮、 碱解氮、全磷、速效磷含量分别比对照增加90．7％、65．8％、23．5％、65．1％和18．8％，施粉 煤灰30ff亩处理，土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷含量分别比对照增加138．8％、 156．6％、63．9％、75。5％和55．8％。从各养分的增加幅度来看，增施粉煤灰后土壤有机质、 全氮、全磷含量增加较多。粉煤灰可以用作土壤改良剂，在与农家肥和化肥混合施用效果较 好。其主要作用表现在：可以明显地改良土壤质地，降低土壤容重，增加土壤空隙度，提高 地温，促进土壤微生物活性，有利于养分转化，有利于保温保墒，使水、肥、气、热趋向协 调，为作物生长创造良好的土壤环境，促进作物增产。 3．3种植豆科牧草 黑岱沟露天矿排土