[發明專利]一種基于土壤接種的采礦跡地土壤重構方法

在審

• 申請號: 202011163777.1
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112335366A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 馬建軍
• 申請（專利權）人: 廊坊師范學院
• 主分類號: A01B79/00
• 分類號: A01B79/00;A01B79/02;A01G9/029;A01G17/00;A01G20/00
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務所(普通合伙) 11818
• 代理人: 王振佳

本發明公開了一種基于土壤接種的采礦跡地土壤重構方法，步驟如下：S1、重構土壤的制備：重構土壤由接種土壤和土壤基質構成，接種土壤來源于區域內的原生境土壤和礦區修復區土壤，取其表層0?30cm土壤與土壤基質充分混合，原生境土壤、礦區修復區土壤、土壤基質三者的重量比為1:1:8，土壤基質包括礦區原生復合土、土壤改良劑、生物質廢棄物，其三者的重量比為4:3:1；S2、用于采礦跡地的覆蓋工程，對于較為平整或坡度較緩的坡面，首先進行地貌平整，將重構土壤覆在需要修復的坡面上。本發明采用上述一種基于土壤接種的采礦跡地土壤重構方法，修復效果高效、快速、持久，減蝕效果顯著。

技術領域

本發明涉及人工土壤種源補充與生境改善方法技術領域，特別是涉及一種基于土壤接種的采礦跡地土壤重構方法。

背景技術

礦山開采對土地、生態系統和人居環境產生了巨大影響。我國共有大中型礦山9000多座，26萬座小型礦山，因采礦侵占土地面積已接近40000km²，因此而廢棄的土地面積達330km²/a。在我國人地矛盾日益激烈的情況下，加強礦山采礦跡地的土地復墾與生態修復已迫在眉睫。

目前，冀東山區采礦跡地土地復墾與生態修復同時受到自然環境條件和釆礦破壞程度的制約，出現干旱少雨、寒冷多風、土層薄、土壤貧瘠以及土質破碎、缺乏植物植體、坡面長坡度陡等問題。采礦跡地退化生態系統的生態修復的最主要制約因素是土壤貧瘠和植物繁殖體缺失，而表土剝離是最極端的形式，使得土壤整個有機層(20-100cm)缺乏以及被去除，這是幾乎全部營養物質、土壤生物以及地上植被集中的區域。因此，冀東山區采礦跡地土地復墾與生態修復中關鍵要解決土壤貧瘠、植被退化的問題。土壤與植被的快速重構與恢復是冀東山區采礦跡地生態修復中最為基礎的技術難題，是實現采礦跡地大規模生態修復與治理的可持續發展的關鍵。

在土壤重構與植被恢復的研究及技術中，對采礦跡地主要是通過全客土回填、物理化學改良、城市污泥和廢棄物人工基質改良、生物改良等技術，并種植植被而實現。

然而，對于目前的土壤修復技術存在一定的缺陷：

(1)地表土壤對植物生長具有很大程度的影響，一般在礦山修復中，由于礦山排土場、廢棄礦坑等地土壤層薄、條件差、渣石堆積、重金屬污染等問題，因此全客土回填是一種常用且最為有效的措施，但是其涉及表土釆集、存放、二次倒土等，工程量大、成本高。并且，采礦過程中產生大量的固體廢棄物，包括剝離的廢土、廢石和尾礦等，尾礦廢棄物通常含有混合的土壤、不同粒徑的砂礫、尾礦廢物及其風化產物等，與正常的土壤有很大的區別。如，礦區中有害重金屬的濃度較大，而有機質、氮、磷的含量均很低。

基于這些原因，回填的客土很容易受到污染(并呈周期性侵蝕現象)，進一步地導致礦區有機質分解和氮礦化過程受到抑制，導致生物多樣性衰減，嚴重地影響植被生長。另外還有一個更關鍵的實際問題不容忽視：在山區需要仔細權衡提供客土的生態系統受到的干擾程度，考慮到客土來源與采礦跡地生態系統的適宜性，稀缺的客土需從鄰近區域獲得，但本就脆弱的山區生態系統不宜作為長期、大規模客土的供體。

(2)物理化學改良技術通過施加物理或化學物質對礦山土壤進行酸堿度改良以及施用肥料増加土壤肥力，對植被恢復具有顯著影響，但化肥效果短期，需長期的人力物力投入與維護；污泥改良也是目前土壤改良的一個方法，城市污泥中富含有機質，利于植物對營養的吸收，但由于其中同時含有大量重金屬和其他污染物，可能造成二次污染。并且由于缺乏土壤生物群落，這些化肥或有機質往往不能為植物高效吸收，這種措施常常導致氮停止流通，從而間接地降低群落生產力和消極地提高貧營養群落的營養水平。

(3)生物改良技術中通常用蚯蚓、藻類和微生物等，能夠明顯改善土壤理化性質，加速土壤熟化過程，同時選擇適宜的植物配置，加快礦山生態修復，另外接種菌技術如真菌菌根應用在礦山土壤修復中，對土壤改良有效，但在冀東山區立地條件惡劣的情況下，此類生物技術受局限較大，效果緩慢。

發明內容