废弃矿山生态修复中复绿土壤改良技术研究文献综述
2020-04-14 19:51:51
1.目的及意义
随着我国经济的飞速发展,我国对于矿产资源的需求日益增长,矿山开采强度也不断加大,据统计,我国现有国营矿山逾 8000个,其他小矿山达23万个。然而,在满足经济发展需求的同时,矿产资源逐渐消耗殆尽,矿山开发遗留下来的生态问题也日益凸显。开采过后,矿山表层土壤和表层植被被破坏,矿山周围形成了不同类型的矿山废弃地,一些开采废料如尾矿、碎石等对矿区造成了二次污染,使得矿区土壤理化性质改变、水土流失、有毒有害物质扩散等,最终导致区域内苗木成活率低、植物种群演替缓慢。矿山土地资源严重破坏,生态环境在短时间内极难恢复。
近年来,人们的生态保护意识不断提高,废弃矿山的整体生态修复问题与土壤复垦问题成为了科学研究的热点。在多项法规条例的执行下,我国有序开展废弃矿山生态修复工作,矿山修复率不断提高,日前已达到30%。而西方发达国家采取边开采边复垦的治理模式,高科技指导、多专业联合、综合修复,矿山复垦率已达到75%。这表明,我国与发达国家在矿山复绿工作上的差距十分之大,我国在废弃矿山生态修复方面仍需做出巨大努力。
矿山复绿工作的终极目标是恢复矿区土壤的生态环境、生产力和经济价值,而土壤,是植物生长的基质,是恢复矿区生态系统的前提和基础。然而,矿山生态系统破坏严重,自主修复能力十分薄弱,仅靠原有的土壤基质和生态组成,难以在短时间内恢复到正常水平。因此,开展人工改良土壤基质来恢复废弃矿山生态环境成为必要的措施和手段。
用于矿山复绿的人工土壤基质与自然土壤并不相同。人工土壤需充分利用矿山废料资源,减少二次污染,又需具备高容性、高活力来降解有毒有害物质,修复土壤生态系统,还需改善持水蓄肥性能、物理支撑性能,为植株提供良好的生长环境。
本课题将研究废弃矿山生态修复工作中土壤基质的改良技术,确定最适的土壤组成成分和各成分间的配比,以配制出人工土壤实验组,并根据矿山具体生态实际,种植优势植株以检验土壤改良技术成效,以研制出适合矿山复绿中植被生长的人工土壤,进而达到废弃矿山复绿的最终目标。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title} (1)基本内容
①土壤基质配制:以黄土为基体,生活污泥、糠壳、尾矿砂为辅料,按不同配比配制成不同的人工土壤 实验组,并制成营养钵
②土壤效力检测:将泡桐组培苗种植在营养钵上,培养一段时间后,对营养土的含水量、孔隙度、质量 体积比、pH、有机质、速效钾、速效磷、碱解氮等理化性质与幼苗的成活率、株 高、茎粗、生物量、根冠比等生物性质进行参数检测
(2)研究目标
①摸索出人工土壤组成成分的最佳配比;
②制备人工土壤营养钵;
③掌握检测土壤理化性质和植株生物性质的参数检测方法。
(3)技术方案
①制备人工土壤
将生活污泥和定量的糠壳混匀,并进行两次堆肥,制成污泥糠壳混合物。将黄土、污泥糠壳、尾矿砂 按配比表混匀,制成多组人工土壤材料。
黄土:污泥:尾矿砂 (重量分数) |
1:1:1 |
1:2:2 |
1:3:3 |
1:2:1 |
1:2:3 |
1:3:1 |
1:3:2 |
②制备人工土壤营养钵
将21个营养钵分为7个实验组,1个实验组做3个平行样。每组营养钵按配比表顺序在其中装入定量的 人工土壤,做好标记后,在每个营养钵中种上1株泡桐组培苗。
③检测人工土壤成效
待其长成幼苗后,测量土壤和幼苗的多种参数,确定出长势最好的人工土壤,得最佳土壤成分配比。
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