[发明专利]一种基于土壤接种的采矿迹地土壤重构方法

说明书

本发明公开了一种基于土壤接种的采矿迹地土壤重构方法，步骤如下：S1、重构土壤的制备：重构土壤由接种土壤和土壤基质构成，接种土壤来源于区域内的原生境土壤和矿区修复区土壤，取其表层0‑30cm土壤与土壤基质充分混合，原生境土壤、矿区修复区土壤、土壤基质三者的重量比为1:1:8，土壤基质包括矿区原生复合土、土壤改良剂、生物质废弃物，其三者的重量比为4:3:1；S2、用于采矿迹地的覆盖工程，对于较为平整或坡度较缓的坡面，首先进行地貌平整，将重构土壤覆在需要修复的坡面上。本发明采用上述一种基于土壤接种的采矿迹地土壤重构方法，修复效果高效、快速、持久，减蚀效果显著。

技术领域

本发明涉及人工土壤种源补充与生境改善方法技术领域，特别是涉及一种基于土壤接种的采矿迹地土壤重构方法。

背景技术

矿山开采对土地、生态系统和人居环境产生了巨大影响。我国共有大中型矿山9000多座，26万座小型矿山，因采矿侵占土地面积已接近40000km²，因此而废弃的土地面积达330km²/a。在我国人地矛盾日益激烈的情况下，加强矿山采矿迹地的土地复垦与生态修复已迫在眉睫。

目前，冀东山区采矿迹地土地复垦与生态修复同时受到自然环境条件和釆矿破坏程度的制约，出现干旱少雨、寒冷多风、土层薄、土壤贫瘠以及土质破碎、缺乏植物植体、坡面长坡度陡等问题。采矿迹地退化生态系统的生态修复的最主要制约因素是土壤贫瘠和植物繁殖体缺失，而表土剥离是最极端的形式，使得土壤整个有机层(20-100cm)缺乏以及被去除，这是几乎全部营养物质、土壤生物以及地上植被集中的区域。因此，冀东山区采矿迹地土地复垦与生态修复中关键要解决土壤贫瘠、植被退化的问题。土壤与植被的快速重构与恢复是冀东山区采矿迹地生态修复中最为基础的技术难题，是实现采矿迹地大规模生态修复与治理的可持续发展的关键。

在土壤重构与植被恢复的研究及技术中，对采矿迹地主要是通过全客土回填、物理化学改良、城市污泥和废弃物人工基质改良、生物改良等技术，并种植植被而实现。

然而，对于目前的土壤修复技术存在一定的缺陷：

(1)地表土壤对植物生长具有很大程度的影响，一般在矿山修复中，由于矿山排土场、废弃矿坑等地土壤层薄、条件差、渣石堆积、重金属污染等问题，因此全客土回填是一种常用且最为有效的措施，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，采矿过程中产生大量的固体废弃物，包括剥离的废土、废石和尾矿等，尾矿废弃物通常含有混合的土壤、不同粒径的砂砾、尾矿废物及其风化产物等，与正常的土壤有很大的区别。如，矿区中有害重金属的浓度较大，而有机质、氮、磷的含量均很低。

基于这些原因，回填的客土很容易受到污染(并呈周期性侵蚀现象)，进一步地导致矿区有机质分解和氮矿化过程受到抑制，导致生物多样性衰减，严重地影响植被生长。另外还有一个更关键的实际问题不容忽视：在山区需要仔细权衡提供客土的生态系统受到的干扰程度，考虑到客土来源与采矿迹地生态系统的适宜性，稀缺的客土需从邻近区域获得，但本就脆弱的山区生态系统不宜作为长期、大规模客土的供体。

(2)物理化学改良技术通过施加物理或化学物质对矿山土壤进行酸碱度改良以及施用肥料増加土壤肥力，对植被恢复具有显著影响，但化肥效果短期，需长期的人力物力投入与维护；污泥改良也是目前土壤改良的一个方法，城市污泥中富含有机质，利于植物对营养的吸收，但由于其中同时含有大量重金属和其他污染物，可能造成二次污染。并且由于缺乏土壤生物群落，这些化肥或有机质往往不能为植物高效吸收，这种措施常常导致氮停止流通，从而间接地降低群落生产力和消极地提高贫营养群落的营养水平。

(3)生物改良技术中通常用蚯蚓、藻类和微生物等，能够明显改善土壤理化性质，加速土壤熟化过程，同时选择适宜的植物配置，加快矿山生态修复，另外接种菌技术如真菌菌根应用在矿山土壤修复中，对土壤改良有效，但在冀东山区立地条件恶劣的情况下，此类生物技术受局限较大，效果缓慢。

发明内容