[發(fā)明專利]脆弱生境地區(qū)礦山快速修復(fù)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011549652.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114672420A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧松強(qiáng);張大奕;王藝均;劉永定
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州坔清生態(tài)環(huán)境科技有限公司
• 主分類號(hào): C12N1/12
• 分類號(hào): C12N1/12;A01B79/02;C12R1/89
• 代理公司: 上海華誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

本發(fā)明提供一種脆弱生境地區(qū)礦山快速修復(fù)的方法，包括如下步驟：步驟S1，獲取適于待修復(fù)區(qū)域土壤的復(fù)合藻種群落；步驟S2，在所述待修復(fù)區(qū)域土壤中人工定殖所述復(fù)合藻種群落以重構(gòu)生態(tài)底層，實(shí)現(xiàn)修復(fù)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法，通過(guò)在待修復(fù)區(qū)域土壤中人工定殖復(fù)合藻種群落，能夠快速、穩(wěn)定地重構(gòu)高原、極端干旱區(qū)等脆弱生境地區(qū)礦山裸露地表底層生態(tài)系統(tǒng)，啟動(dòng)和強(qiáng)化營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累和原初成土過(guò)程，實(shí)現(xiàn)修復(fù)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法，可擺脫傳統(tǒng)脆弱生境地區(qū)礦山修復(fù)方式對(duì)培土、施肥的依賴，解決植被難以存活、修復(fù)成功率低的問(wèn)題，為高原礦山、干旱區(qū)礦山等極端、脆弱環(huán)境的生態(tài)恢復(fù)提供了一種新的途徑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境科學(xué)、生態(tài)工程與生物技術(shù)交叉領(lǐng)域，更具體地，涉及一種脆弱生境地區(qū)礦山快速修復(fù)的方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，礦產(chǎn)資源的開(kāi)采及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。

然而，早期粗放的生產(chǎn)工藝和相對(duì)滯后的技術(shù)水平導(dǎo)致大量植被遭到嚴(yán)重破壞；隨著開(kāi)采力度逐年加大，礦業(yè)活動(dòng)造成眾多規(guī)模不一的礦山跡地遺留，進(jìn)一步加劇了區(qū)域生態(tài)環(huán)境退化與地質(zhì)災(zāi)害的隱患。日益突出的礦山環(huán)境問(wèn)題威脅到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，而且嚴(yán)重制約著礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。黨中央高度關(guān)注生態(tài)文明建設(shè)，并把礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)和綜合治理擺在更加突出位置。國(guó)土資源部于2013年頒布《礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理專項(xiàng)資金管理辦法》，并于2016年頒布《關(guān)于加強(qiáng)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)和綜合治理的指導(dǎo)意見(jiàn)》，著重指出“切實(shí)增強(qiáng)責(zé)任感和使命感，牢固樹(shù)立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的理念，堅(jiān)持綠水青山就是金山銀山，強(qiáng)化資源管理對(duì)自然生態(tài)的源頭保護(hù)作用，組織動(dòng)員各方面力量，加強(qiáng)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)，加快礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)和綜合治理，盡快形成開(kāi)發(fā)與保護(hù)相互協(xié)調(diào)的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)新格局”。

生態(tài)恢復(fù)是一個(gè)從底層至頂層逐步恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)成員、功能與景觀的過(guò)程。在平原地區(qū)，由于自然條件優(yōu)越，通常可以直接采取頂層修復(fù)的方式完成修復(fù)過(guò)程，常用的技術(shù)手段有邊坡治理、土壤基質(zhì)改良、植物修復(fù)和生態(tài)景觀重建。底層的微生物在頂層修復(fù)之后，可以快速自然恢復(fù)，使生態(tài)系統(tǒng)自然恢復(fù)完整。但該方案在高原和干旱區(qū)等脆弱生境地區(qū)難以適用。在這些脆弱生境地區(qū)，由于自然條件惡劣，尤其是其土壤極度貧瘠，往往不具備草本和木本植物生存所必需的營(yíng)養(yǎng)條件，種草、植樹(shù)的活動(dòng)通常以失敗告終。這是由于嚴(yán)酷的自然環(huán)境，造成微生物繁殖與擴(kuò)散緩慢，土壤中微生物的自我積累過(guò)程變得十分漫長(zhǎng)。在高原及干旱區(qū)等極端環(huán)境條件下，缺乏微生物支持的生態(tài)系統(tǒng)如同“無(wú)根之木，無(wú)源之水”，不具備持續(xù)供養(yǎng)草本和木本植物的基礎(chǔ)條件。鑒于脆弱生境地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)拓殖體稀少、營(yíng)養(yǎng)貧瘠以及土層稀薄，因此以植物修復(fù)為代表的其他地區(qū)的礦山修復(fù)的經(jīng)驗(yàn)基本不適宜于脆弱生境地區(qū)礦山跡地的環(huán)境治理，脆弱生境地區(qū)的礦山修復(fù)實(shí)踐需求全新的、針對(duì)性的技術(shù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人等經(jīng)過(guò)反復(fù)研究發(fā)現(xiàn)，“生物土壤結(jié)皮”是荒漠、高原等極端環(huán)境地表最具特色的景觀之一，在我國(guó)西部和西北部地區(qū)有著廣泛的分布，覆蓋了世界上70％干旱地區(qū)的地表。“生物土壤結(jié)皮”在防風(fēng)固土、防止土壤侵蝕和改良土壤性狀方面起著重要的作用，其形成是生態(tài)系統(tǒng)逐漸自然恢復(fù)的起點(diǎn)。

“生物土壤結(jié)皮”是由藻類、地衣、苔蘚、細(xì)菌等通過(guò)絲體、多糖等同土壤顆粒相互作用，在土壤表層形成的一層特殊結(jié)構(gòu)，在防風(fēng)固土、防止土壤侵蝕和改良土壤性狀方面起著重要的作用。生物土壤結(jié)皮的形成過(guò)程，也是遭破壞的生態(tài)系統(tǒng)從無(wú)到有、逐漸自我恢復(fù)的過(guò)程，而其中起關(guān)鍵作用的“開(kāi)路先鋒”是土壤藻類，尤其是藍(lán)藻。

土壤藻類是土壤中一個(gè)特殊的生物類群，他們是生物土壤結(jié)皮形成的先鋒物種，也是其主要組成部分。土壤藻類對(duì)生存條件的需求極低，他們主要通過(guò)空氣傳播，在極端貧瘠的土壤、甚至巖石表面均可以生存和繁殖。此后，他們可以通過(guò)光合作用、多糖分泌等生理過(guò)程，逐步固定土壤、改良土壤營(yíng)養(yǎng)狀況，為其他異養(yǎng)的細(xì)菌、真菌提供必要的營(yíng)養(yǎng)。隨后，苔蘚等低等植物開(kāi)始出現(xiàn)，并為高等植物的生長(zhǎng)創(chuàng)造基礎(chǔ)條件，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能也在此過(guò)程中逐步自我修復(fù)。