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矿山生态植被恢复技术范文1
1.1人工土壤—重建基础
自然的土壤是气候、生物、地形、母质(岩)、时间等因子综合作用而发展生成的结果,露采矿山生态重建所涉及的植被生长基有当地的自然土壤,有其它地方运来的土壤(客土),同时也有相关模拟自然土壤性质的人工植被生长基(人工土壤).无论那种土壤或生长基都应满足:
(1)具有植物的根能充分伸展的土层和土量;
(2)具有一定的强度能够支撑植物体;
(3)有适当的水分和空气的供给(排水、保水、通气良好);
(4)能长期提供养分(有机质、腐殖质、CEC等);
(5)有利于土壤生物活动(物质循环);
(6)无对植物有害物质的存在(增加人工土壤强度的添加剂如粘结剂等).
1.2重视露采矿山生态环境调查
露采矿山生态重建就是通过边坡工程使采矿破坏而荒废化的地层得到稳定,使其表层长满植被,减轻土壤侵蚀,尽可能创造条件形成森林植被群落达到长期的山地土壤保全.据此必须正确地把握破坏荒废状态,选择地层稳定的边坡工程,进行相关植物生长立地条件调查,导入合适的植物.调查的原则应该宏观与微观相结合,宏观上关注采迹地周边中小尺度生境,主要调查施工地植被、气温、降水等特性;微观上掌握采迹地微生境,主要调查施工地湿度、土壤条件等特性.
2露采矿山生态环境恢复策略
气候温暖湿润的地方,一般植被都比较丰富,植被的再生能力亦是极强的.但是对于特殊的地形如陡峻的坡面和脆弱的表层结构(如采矿留下的露天痕迹面等),如果不借助于人工介入力量,则植被的恢复不是件易事.着重恢复植被防止水土流失或创面的进一步破坏或产生不利的自然变化(如崩塌等)是露采矿山生态环境治理最初的基本思想.但随着对生态环境科学认识的深入和社会经济水平的提高,对生态重建的要求就不仅局限于防灾和水土流失的目的,而是从生境环境的改善,生态系统的保护和恢复,景观和谐等方面提出要求,随之需要在生态重建工程技术方面开拓新的领域和新的延伸.露采矿山生态恢复存在的许多问题,概况起来具有共性的问题主要有三方面情况:
①下层透水不良或固结;
②同时存在下层透水不良和固结;
③虽然表层给予了覆土,但对于目标植物来讲太浅.除植被生长基础存在的问题外,恢复地周边的生态环境是相关联的一个重大问题.结合自然和人工生态环境,如何进行露采矿山生态恢复,规划设计植物群落向那个方向发展,未来的趋势是生态恢复型、景观型还是经济型以及各项兼顾的综合类型等.这都需要在考虑社会背景的基础上进行全面的规划设计.
2.1植被恢复目标规划
生物群落中一些物种侵入,另一些物种消失,群落组成和环境向一定方向产生有顺序的发展变化为群落演替,具有一定的顺序和种类变化.在边坡上由于条件所限不能期待植被的自然演替,而要靠人工的方法使植物再生,有必要规划设计恢复植被的目标群落.用于露采矿山生态重建的植物不仅要有防止水土流失(抗侵蚀)的作用,还应有加固边坡,改善和维持自然生态环境的功用;在特定的生长环境中能容易且长期持续生长;有利于生态系统的恢复和景观的美化等.在露采矿山生态重建工程中,迹地环境不能简单地让植物顺利生长,因为在施工地条件下植物生长基础经常是风化或未风化的岩石.植物在坡面上的生长与边坡稳定性的关系.植物与坡体稳定的关系有利于边坡稳定的因素(效果)影响边坡稳定的因素侵蚀防止效果:高覆盖的树木和草本植物浸透性增大:旺盛的植物生育锚固效果:强健发达的根系荷重增大:木本群落的形成网效果:高密度发达的根系草本植物形成根系网垫同时还应考虑具体内容:
①植物的生长目标水平关系到将来施工完成后的检查标准,为今后的检查内容确定明确的质量尺度.
②基本要求是:植下的植物要成活,然后顺利地生长.在达到生育目标之前的长时间中能够良好地生长.换言之,叶片多,生长茂密,整体的生长量在平均值以上.
③植物种的配置.
④植物景观.
2.2目标植物类型
露采矿山生态重建中的植被恢复主要目标是通过树草对裸地面的覆盖,防止地表水侵蚀,达到水土保持.根据条件也希望达到自然环境的保全和景观的改善.无论哪种情况,生态重建基础本身存在着限制.在露采矿山地进行生态重建时,一般而言,一蹴而就就完成希望的目标植被类型是非常困难的,通常需要经过二到三次植被恢复才能完成.后面的植被恢复称为补充性恢复工程.据此,第一次植被恢复工程后,在一定的时期观测植物的生长进程,相应的采取具体的植被恢复措施.针对破坏荒废山体的情况,将雨水的地表径流减少到最小,着重防止表土的流失,最终希望恢复的植被与周边植被融为一体,形成具有高度防灾能力的自然森林.
2.3植物选择
对植物来讲在露采矿山生态重建中,生长条件都是比较恶劣的.因此与一般的植物栽植(园林绿化等)不同,露采矿山植物恢复需要对植物的习性进行充分的了解,明确地了解植物的生长极限.虽然现在可以通过人工的方式创造、改善植物的生长环境,但作用是有限度的.因此要形成群落应具备的主要条件:
(1)生育基础的稳定;
(2)土壤水分的确保;
(3)养分的供给与保育.在生态恢复工程中,会涉及到各种各样的植物,应根据不同的目的考虑植物的特性而灵活使用.特别在群落的构成方面应依据植物的生物学和生态学等特性而进行设计.
考虑植物类型及组合:
(1)草本植物与木本植物;
(2)乔木型和灌木型;
(3)常绿型植物和落叶植物;
(4)乡土植物和外来植物;
(5)肥料植物和先驱植物.露采矿山生态恢复中,往往土壤条件都比较差,直接导入选定的目标植物,其生长是困难的.因此首先应选择能够帮助目标植物生长的植物.这类特殊的植物称为具有先驱植物特性的肥料植物.这类植物由于共生菌的作用可以固定空气中的游离氮,从而可以促进其它植物的生长.植物群落的恢复不仅仅是植物单纯的集合,而是草本(以及藤本)和木本的植物的有机结合,形成健全的植物群落.
基本原则是:
(1)回避单一植物,而应是乔木,灌木,草木类的适宜的组合;
(2)不稳定不确定的单一品种的使用容易导致失败,应选用使用过的种类进行混播;
(3)木本与草本混播或混植有利于防止表土的侵蚀,有利于进一步形成表土层和土层的保持;
(4)应积极地考虑导入有利植被恢复的先驱植物和肥料植物.
2.4植被生长基础一般对绿化而言,植被生长基础指具有一定空间作为植被栽植对象地的土壤层.而对于露采矿山生态恢复来讲植被生长基础,意味着栽植的植物能够正常生长的土层.而正常生长则包含了多方面的内容:植物的根有伸展,养分、水分能够自如吸收,具有稳定的基础等.通常植被生长基础(盘)应满足物理条件:
①具有透水性,与下层(岩层的边界部分)不发生水的滞留;
②适当的硬度;
③适度的保水性;
④具有与植物种类和大小相应的深度和广度;化学条件:
①无根系伸展的有害物质;
②适当的土壤酸度;
③一定的养分.
3露采矿山生态环境重建工程
3.1生态环境重建基础工程
生态环境重建基础工程是为了使施工地的地层稳定和地表环境改善而进行施工的工程.主要方法如表2所示.这里不包括涉及采迹面整体稳定的骨干边坡防护工程(如刷坡、水路、拦砂坝,挡墙等手段).但两者要完全分开也是很困难的,况且在下面叙述到的植被工程往往都是连续的工程,因此要明确的划分开来也是不可能的,为在露采矿山生态重建工程其技术体系上叙述上的方便,将生态重建基础工程分为“带状基础工程”和“面状基础工程”两大部分来探讨.
3.1.1带状基础工程
(1)穴植方法:适用少雨地区山体生态重建工程中不可缺少的工种,根据山体斜坡的情况又分为“坡体穴植”和“阶梯穴植”.在山体坡面上垂直间距0.5~1.0m(根据坡度相应变化),分为顶层草皮,底层草皮和坡面草皮,并且在阶台上挖坑放入客土和肥料栽植苗木.陡坡上造出一些阶梯,随着坡度的变陡,穴苗的高度会增大.
(2)条带方法:该方法是在采迹面上做成如条带的植生带,从而抑制雨水的面流,防止侵蚀而进行一种生态重建方法,分为阶梯状施工和坡面直接施工两种.阶梯状施工工种包括垒石,圆木等.条带方法是在坡面上做成垂直高度1.0~1.5m,宽0.5~0.6m的水平阶,在台阶上种草或栽植树苗.条带方法的施工间隔一般垂直高度1.5m左右,理论上坡面倾角成一列的条带方法根据所涉及的范围便可作为其内隔来考虑.
(3)栅植方法:该方法是在坡面或台阶上设置栅栏防止由于地表水以及强风造成的表土流失.同时栅栏的背后置入土壤或截留自然的土砂,形成有利于栽植植物的良好环境条件.
3.1.2面状基础工程
(1)被覆方法:该方法可防止表土侵蚀以及崩落,改善影响种子发芽等因素的微观环境,是一种具有悠久历史的传统复绿方法.
(2)特殊喷附方法:该方法是在砾石,滚石混合的土砂地,或在陡坡无土壤的岩石面,一般情况下难以生长植被,为使植物能够安定生长而开发出的一种新技术.之前像这样的地方并不考虑生态重建而仅重点顾及防止土石的移动,以及崩落后的防护和绿化
3.2植生方法
根据生态环境重建基础工程将植物导入边坡的技术总称为植生方法.与道路人工坡面所不同的是,露采矿山生态重建最终希望目标是森林化.无论做到什么程度,植生方法是露采矿山生态重建的骨干技术.有关生态重建基础工程部分,其中有一些基础工程和植物导入是一体化的.
3.2.1播种方法
(1)传统播种方法:传统播种方法主要指人工手动进行播种,又分为条带播种(在台阶或坡面上挖沟播种)和点状播种(在坡面上挖穴播种).
(2)机械播种:“机械喷附快速植被恢复方法”从20世纪50年代开始在道路边坡绿化中使用,机械是可移动式或便携式.以后逐渐在荒山环境治理复绿和海岸扬沙地得到推广,其中主要以喷射泵方式的“种子喷附方法”为主.①种子喷附方法:把化肥、种子、木纤维、抗侵蚀剂等混合之后喷洒,根据使用机械的不同,有喷播机方式,即将种子,肥料和土壤加上水成稀混凝土状,然后用车载喷播机进行喷射.另外一种方式是将种子肥料、木纤维加水搅拌后用泵喷洒,再就是轻便的背包式喷洒器方式.②客土喷附法:为了创造更好的植物生长基础条件而开发的客土喷附方法,该方法是把植壤土(粘性土).种子、化肥、抗侵蚀剂,根据情况再加上树皮堆肥或泥炭等与水混合成稀混凝土状,用高性能喷射机在坡面上覆盖1~3cm厚.③厚层基材喷附法:为了在陡峭的岩石面和混凝土喷附面上进行植被恢复,开发了厚层基材喷附方法.其材料以有机物为主,加上一些土壤改良材料,在喷射仓内与水混合,用空压机送出,喷附厚度为4~15cm,适应坡度可超过60度,其材料具有极高的保水和耐侵蚀性、耐热和耐冻性,与其他方法相比在气候条件不好的时候亦能施工.喷附前一般要铺上金属网,特别是要求悬空高度在3cm以上.
(3)制成品播种:露采矿山生态重建中,利用制成品的最初产品是植生盘.现场的土、稻草肥料等材料与水混合后,利用盘状成型机造型,表面的孔穴里放上种子,浇上粘土泥如铺地板一样.随后在高效和省力上改进,产生了用无纺布包裹土肥成型植生盘,以及以泥炭为主要材料的工厂化制成品.如今已开发了100多种这样的制成品,如人工草皮(垫、毯)、植生袋、植生网等.国外在露采矿山生态重建中广泛利用制成品,据使用形态大体上可分为两类:①条带制成品:最一般的是植生网袋,将种子、肥料和现场取得的优质植壤土装于袋中而形成,网袋材料为合成树脂网、玻璃纤维或无纺布.这些产品都是从植生盘演变来的;②面状制成品:最初面状制成品起于野外用的“席”,以后开发了专用植生席(背面粘附上种子和肥料),相应的制成品多种多样,有种子肥料混合均匀粘附的席垫状,也有种、肥分开袋装的形状.
3.2.2木本植物导入
为了早日恢复生态,甚至尽早朝着森林群落方向演替,采用木本类苗木的移栽是一种安全可靠的方法.导入木本植被有必要详细调查自然环境条件,并选择与之相适应的树种.根据土壤条件和苗木以及根系的大小,决定植穴的大小(一般深和直径皆为0.3m左右)、客土和施肥量,如果是酸性土还应考虑中和材料(如石灰)的用量.除此之外还应考虑微地形引起的土壤等条件的变化,在不良土壤条件下,应选用耐贫瘠耐寒耐旱的灌木类(如海桐类等)或刺槐等肥料木混交种植.坡面上尽可能应选用低矮树种按台阶斜栽.
3.2.3养分控制
露采矿山生态恢复,其植被生长基础一般而言是贫瘠的,人工给予养分是必不可少的一环.各类植物对养分元素的需求是不一样的,草本类植物大量需要氮肥才能很好地生长,而木本植物大量需要磷、钾肥.为了能够使草本、木本植物混播并顺利生长,可以通过肥料的配比和施肥来促成混播的成功.①控制氮肥量,减少由于草本植物繁茂而对木本植物产生的压迫;②少用溶出快的肥料,否则在发芽期会使草本旺盛,不利木本植物的生长;③使用缓效肥或包衣(裹)肥,使木本植物发芽后能充分得到养分,抑制草本的初期旺长;④充分考虑混合植物种类的生物生理特性,进行生长基础和后期施肥的肥料设计.
4结语
矿山生态植被恢复技术范文2
[关键词] 矿山; 地质灾害; 生态环境效应; 生态恢复
我国是全球矿业大国之一,现有各类矿山约15万个,个体采矿点约10万个,矿业城市300多个,矿业产值约占全国工业总产值的7%,从业人员约2000万人,矿业开发总规模居世界第3位。我国矿山生态环境污染与破坏十分严重,矿山开采不当造成地表塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、水体污染、矿震等各种地质灾害,给国家造成了严重的经济损失并危及人民生命财产安全。由于矿藏的不可移动性,以致矿山开采长期占用、破坏、污染土地,改变了区域水系结构,破坏了动植物区系,引发一系列社会经济与生态环境问题,我国矿山数量众多,生态环境问题严重,因此,矿山环境治理是一项巨大的系统工程,具有长期性、艰巨性、复杂性特点。
1 当前我国矿山环境的现状
矿山的开发,不仅带来了巨大的生产效益,也造成了生态环境破坏与环境污染。它不仅产生大量三废,而且破坏原有地形、地貌和地质结构,引起一系列严重的矿山环境问题。
1.1导致地面塌陷、开裂、崩塌和滑坡等频繁发生。矿山的开采都要剥离覆盖岩层,开掘大量的井巷,将会产出大量的废石、排土和尾砂,堆存它们将需占用大量的地表面积。因此,矿山的长时间开采,累计开采厚度的增大,矿山排放的废渣堆积在山坡或沟谷,废石与泥土混合堆放,使废石的摩擦力减小,透水性变小而出现渍水,极易造成崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、水土流失、尾矿库溃坝、矿井突水等灾害,更有可能因为堆存不善,治理措施不合理而导致土地荒漠化的危险。
1.2地质条件发生变化与水质污染。无论是地下矿还是露天开采,如地下开采常引发地表沉陷,其主要特征是地表下沉、产生附加坡度和裂缝等,导致地下水被疏干,地表水漏失;矿山固体废渣(煤矸石等)经雨水冲刷、淋溶,极易将其中的有毒有害成分渗入土壤中,造成土壤的酸碱污染(主要是强酸性污染)、有机毒物污染与重金属污染。而土壤的纳污和自净能力有限,当污染物超过其临界值时,将向外界环境输出污染物,其自身的组成结构与功能也会发生变化,最终导致土壤资源的枯竭。并且,土壤污染在地表径流和生物地球化学作用下还会发生迁移,危害毗邻地区的环境质量,受污染的农产品则会通过食物链危害人体健康,严重影响水生生物的生存繁衍与人畜生活饮用。
1.3矿区塌陷、裂缝与矿井疏干排水,使矿山开采地段的储水构造发生变化,造成地下水位下降,井泉干涸,形成大面积的疏干漏斗;地表径流的变更,使水源枯竭,水利设施丧失原有功能,直接影响农作物耕种。而地面塌陷导致地下水位下降、土壤裂隙产生。土壤中的营养元素也随着裂隙、地表径流流入采空区或洼地,造成许多地方土壤养分短缺,土壤承载力下降。高潜水位矿区常常由于地表下沉引起土地盐渍化和沼泽化,导致土地丧失耕种能力。
1.4水土流失加剧。矿山开采对山体和自然景观破坏严重,造成森林植被破坏,基岩,使得昔日青山绿地成为荒山秃岭,露天矿坑和井工矿抽排地下水使矿区地下水位大幅度下降,造成土地贫瘠,植被退化,最终导致矿区大面积人工裸地的形成,极易被雨水冲刷;由于排土场和尾矿占地,形成地面的起伏及沟槽的分布,增加了地表水的流速,使水土更易移动,冲刷加剧,导致土壤结构以及地表植被的完全破坏,并且造成的土壤环境破坏几乎不可恢复。由此而引发的水土流失加剧,淤塞污染水体,增加扬尘,导致植被破坏、地质遗迹破坏、自然景观及人文景观影响破坏等,严重破坏生态环境资源。
1.5生物多样性损失。环境污染由于生产技术水平的限制,矿山开采的过程中会产生大量的“三废”,会对地表水、地下水、土壤、植被和大气环境造成严重污染。植被清除、土壤退化与污染、水土流失,对矿区生物多样性的维持都是致命打击,严重威胁了动植物生存。
2 对矿山地质环境保护与恢复治理因素的影响
2.1对工作量的影响。矿区具有节理裂缝发育的特点,存着较大的坍塌滑坡等安全隐患,周边矿区在受到各种开采活动以及区域范围内地质构造等多方面的影响,矿区的各个安全台的边缘存在较为明显的缝隙;边坡的角度远大于岩层的倾斜角度,随时存在着较为严重的滑坡等安全事故隐患,矿区开采区域内的底边的边缘沿着斜坡呈现较为复杂的节理性发育特点,岩层破碎情况严重,在安全平台之上可以见到有大量的崩落的岩石存在,给矿山地质环境保护与恢复治理增加了难度,给矿山环境保护与恢复治理工程的开展,增加了较大的工作范围和工作量。
2.2对治理内容的影响。矿区的地质构造被严重打破,增加了地质灾害发生的可能性和发生的频率,矿山开采原就是一种对山体岩层的破坏行为,开采作业不可避免的打破了矿区边缘岩体内所原有的应力及平衡状态,造成次生应力场的形成,在次生应力场及其他因素的作用下,很容易使矿山的边坡岩体出现变形,使岩体失去最初的稳定性,导致崩落、倾倒坍塌、滑落等现象的发生,这是矿山地质环境保护与恢复治理的重点内容。在巨大内外力的作用下,可能会对其他看似相距遥远而无关的区域带来较大的地质灾害,甚至给矿山地质环境保护与恢复质量工程的部署开展造成较大的危害。
2.3对治理目标的影响。矿山地质环境保护与恢复治理的主要任务是依靠科技的进步,在矿区发展起循环经济,建立起绿色的矿业;通过矿山地质环境保护与恢复治理,最大程度的减少有可能造成矿山地质环境问题的因素;对矿山的开发建设活动中涉及到的生态环境实施保护,恢复矿山在开采过程中被破坏地质构造,实施矿山及周边区域各种次生地质灾害的监测与防控。对矿区内的采空区的边坡,以及安全台等岩体滑落类安全风险较高的区域进行综合治理,有效的减少矿山在开采过程中所面临的安全隐患,在对矿山已被破坏的地质环境进行治理和落实保护措施之后,适当的种植草和树木等植被,使矿山的地质环境尽快的恢复至良好的状态。
2.4对治理时间的影响。开采活动中造成的地质构造严重破坏,所引发的地质灾害和次生灾害较为严重,甚至会在矿山地质环境保护与恢复治理开展中给相关人员和工程落实造成较大的危害,使得矿山地质环境保护与恢复治理工程在部署上要切实的提高和重视,也就是在各种开采活动进行的过程中,矿产资源的开采不能以地质结构等地质环境的破坏为代价,开采活动开始之前要先进行地质环境及地质灾害的评估,调整防护措施,将对地质构造造成的破坏控制在一定的范围之内,并在恢复质量工程的开展中将地质破坏严重部位的恢复治理订立为重点恢复内容,减少地质破坏因恢复治理不善引发的次生灾害。
3 矿山环境生态恢复的基本原则
3.1坚持以人为本。矿山的环境破坏生态恢复最终目的是避免地质灾害直接或间接的对矿山职工和矿区居民的生命财产安全构成威胁,通过矿山环境治理,让人们有一个好的生活环境。
3.2坚持综合治理。在生态恢复治理过程中要针对矿山地质环境破坏的特点、方式、分布及危害程度,抓住重点和关键环节,因地制宜、因害设防,采取拦、排、护、整、填、植等方面的综合措施开展生态治理。
3.3坚持因地制宜。矿山地质生态环境恢复治理工程应在遵循生态社会效益优先的基础上,区别不同的矿山地质环境问题,采取不同的治理措施。同时根据资金情况、矿山地质环境问题的危害大小、轻重缓急,分期、分阶段进行治理。
3.4坚持多措结合。矿山环境治理只有将工程措施与生物措施紧密结合,才能达到矿山环境治理的最终目标。各种工程措施只要配置合理,就能根治地质灾害。但工程措施投资过大,而生物措施恰好弥补工程措施的缺点,其投资较小,能改善小气候的特点,使其广泛应用于矿山环境治理中。
4 矿山环境生态恢复的相应措施
4.1加强矿山环境保护立法建设要建立环境保护和资源保护之间的有机联系,实行矿山主管部门和本地区政府严格的矿山环境保护责任制,绩效考核与问题责任追究制,健全矿山环境保护的环境影响评价制度、环境许可证制度、三同时制度、矿山生态环境恢复的标准制度等,以坚持从源头上防治破坏矿山环境和扭转矿山生态恶化的趋势。结合本地实际情况明确矿山环境监管工作模式、职能分工,以确保矿山环境保护工作高效、有序的进行。在矿山企业内部建立环境目标评估程序和决策模式,鼓励企业发扬主人翁精神,积极治理矿山环境。大力提倡清洁的投入,注重绿色科技在环保和资源开发中的作用,从根本上防治环境污染和生态破坏。
4.2加强科学技术应用,促进矿山环境恢复从源头上放弃以牺牲生态环境为代价的先污染、后治理,先破坏、后恢复矿业模式。同时采取相应的矿山环境修复技术,促进矿山环境的恢复。根据矿区的气候和土壤条件,植被筛选应着眼于植被品种的近期表现,兼顾其长期优势,植物品种的选择首先要根据生物学特性,考虑适地适树原则,尤以选择根系发达、成活率高、速生的乡土植物。在配置植物时要考虑边坡结构、种植后的管护要求、自然条件等,以决定种植的形式和品种。同时要考虑与设计目的相适应与附近的植被和风景等条件相适应。
4.3水土流失的综合治理。在堆弃场地建设挡渣墙、拦渣坝和排水工程等,进行拦挡与防漏处理。对影响矿山安全的坡面,根据坡长分段布设截流沟、排洪渠等工程,并配以防护林草带,增加植被覆盖,减少坡面径流对地表的冲刷,保证矿业生产安全运行。矿山开采形成的各类边坡,除尽可能采取措施恢复植被外,根据边坡稳定程度及对周围的影响,采取相应的工程措施进行防护。坡面防护根据坡度不同而采用石砌护坡或植被护坡。对矿山生产过程中产生的大量废石堆、废弃工业场地及尾矿库,采取排蓄结合的办法,排水拦渣,有效解决“三废”污染。同时对服务期满的弃渣场、尾矿库采取复垦措施,提高土地利用率。对各类面,分别采取不同的措施,加速植被恢复。
4.4矿区土壤培肥改良技术。国内外矿区土壤重金属污染治理主要包括物理、化学和生物治理技术三类。土壤培肥改良技术就是对土壤团粒结构、pH值等理化性质的改良及土壤养分、有机质等营养状况的改善,在采矿前先把表层及亚表层土壤取走并加以保存,待工程结束后再放回原处,这样虽破坏了植被,但土壤的物理性质、营养条件与种子库基本保
持原样,本土植物能迅速定居。废弃地土层较薄时,可采用异地熟土覆盖,直接固定地表土层,并对土壤理化特性进行改良,特别是引进氮素、微生物和植物种子,为矿区重建植被提供了有利条件。对于pH值不太低的酸性土壤可施用碳酸氢盐或石灰来调节酸性,增加土壤中的钙含量,改善土壤结构,主要包括化学肥料、有机废弃物、固氮植物、绿肥、微生物等。
5 结束语
我国当前矿区生态恢复的典型技术体系主要包括矿区土壤污染的治理及土壤环境质量的改善,矿区植被的恢复,水土流失的综合治理等。必须强调的是,矿区生态恢复不仅仅是一个技术工程层面的问题,而且与矿区的社会经济发展密不可分,是一项耦合了社会、经济、资源与环境的系统工程。因此,矿区土地复垦是以人类发展为核心,对土地自然、经济与社会属性的综合整治,在消除环境危害的同时重建生态平衡。
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矿山生态植被恢复技术范文3
[关键词]矿山开采;地质灾害;恢复治理
0引言
矿山的建设生产有力地促进了当地经济的发展和社会进步,但同时也对当地地质环境与土地资源造成了一定程度的影响[1-2],为了更好地实现矿产资源开发与生态环境保护的协调发展,促进矿山社会经济可持续发展,应及时防治地质灾害隐患、修复被破坏的水土环境、复垦被破坏的土地[3-5]。
1矿山地质环境问题
根据多年的调查分析,矿山开采主要会产生5个方面的问题:①矿山开采塌陷导致的地面塌陷、地裂缝地质灾害,并伴生崩塌、滑坡地质灾害;②矿渣堆放产生的地面压占及污染问题;③矿山开采导致含水层破坏,影响周边居民生活用水;④矿井水污染问题;⑤矿区植被破坏问题。
2矿山地质环境恢复治理措施
(1)预防措施。按照“统一规划、源头控制、防治结合”的原则,根据矿区特点、生产方式与工艺,在生产过程中,采取合理的预防与控制措施,最大程度地减少矿山地质环境问题的发生。预防措施主要包括保护性开采、留设保护煤柱、提前搬迁等,通过这些措施的实施,可以避免和减缓地质灾害造成的损失,为开展矿山地质环境恢复治理创造良好的基础条件。(2)地质灾害治理措施。对于危害周边居民生命财产安全的地质灾害,必须及时采取措施进行治理,减轻或消除矿山地质灾害危害。(3)矿渣综合利用措施。矿渣的堆放不仅会压占土地,造成原生植被的破坏,而且会对周边土壤造成污染。因此,应大力推行矿渣综合利用技术。例如,煤矸石主要利用方向有煤矸石发电、煤矸石生产建筑材料、利用煤矸石生产氯化铝和聚合氯化铝等高附加值产品、用煤矸石复垦塌陷区及修路等。通过综合利用矿渣,做到矿渣零堆放,减缓矿山地质环境破坏。(4)饮用水工程措施。矿山的开采会破坏地下含水层,导致含水层结构破坏、水位下降、水质变差,当涉及到周边居民生活用水的含水层被破坏时,会严重影响居民生活。在开采影响居民饮用水含水层前,应提前布局饮用水工程,如利用深井或水库作为水源,布置管道引水工程。(5)矿井水处理措施。矿区内矿井水直接排出会污染周围环境,矿井需设置井下水处理站,矿井井下排水经处理后可作为场地生产消防用水水源及井下生产防尘洒水水源。(6)植被恢复措施。矿山开采一般不会造成植被大面积死亡,因此矿区植被恢复措施一般为植被补植。植被应选择适合当地生态环境的种类,例如在山西多选侧柏,因其较耐寒、耐干旱、耐贫瘠、可在微酸性至微碱性土壤上生长,且整体存活率、环境适应度和观赏度较好。
3恢复治理效果
以山西某矿为例,该矿多年来花费了大量精力用于矿山地质环境恢复治理工作,主要采取了地裂缝充填、崩塌治理、农村道路修复、河道堆积物清理、村庄搬迁、植被恢复、供水工程建设、矿井水处理及监测等措施。通过多年治理消除了矿区内大部分地质灾害,避免了矿区内村民住房遭到破坏,解决了周边居民饮水问题,矿山地质环境得到明显地改善,缓解了矿山生产与周边居民的矛盾。
4结论
(1)矿山地质环境恢复治理应按照“统一规划、源头控制、防治结合”的原则,根据矿区特点、生产方式与工艺,在生产过程中采取合理的预防与控制措施,最大程度地减少矿山地质环境问题的发生。(2)地质灾害治理是矿山地质环境恢复治理的重中之重,应及时消除地质灾害隐患,保证周边居民生命财产安全。(3)通过矿山地质环境恢复治理,可使矿山地质环境得到明显改善,缓解矿山生产与周边居民的矛盾,促进社会和谐发展。
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矿山生态植被恢复技术范文4
露天石灰石矿山通常采用自上而下的水平分层开采法,设计时多采用多台段同时开采,便于各台段矿石搭配使用。石灰石矿露天开采生产工艺为:矿山土石方剥离,剥离的废土石运往排土场→在采矿工作面上爆破→爆破后的大块矿石由液压锤破碎→破碎后的矿石在剥离工作面进行剥离,剥离的废石运往废石场→矿石铲装后由运输工具运至水泥厂卸料平台。个别矿山还有破碎和输送系统,新罗区最典型的是华润曹溪(原三德水泥)和华润岩山元青的石灰石矿山,破碎后采用皮带长廊运输至厂区。新罗区石灰石地下矿山多用平硐开拓或平硐加斜坡道联合开拓,地下开采通常采用空场类采矿法,施工简单、便于操作的浅孔留矿法使用特别普遍。石灰石矿地下开采生产工艺为:开拓→采准切割→回采(包括凿岩、爆破、破碎、挖掘机铲装、汽车搬运)。
二、石灰石矿山开采过程中的环境污染及防治措施
矿山开采活动在建设期间对生态环境的影响主要在采场土、石、植被剥离;各项配套设施(工业场地、道路、运矿设施)的占地、取土和弃渣,破坏植被;施工临时占地及施工活动所产生的环境污染。运营期对生态环境的影响主要是爆破、机械设备运转所产生的噪声和振动、矿石运输抛遗、粉尘、压占植被以及矿石剥离后的弃石堆置所造成的植被破坏和水土流失。主要的污染因素是废土石、粉尘、废气,其次是废水、噪声、爆破震动。
1、废土石污染防治
矿山的废土石主要为生产中未能搭配利用的夹层、开采境界内的矿体、覆土。为减少废土石污染,大多数矿山采用的措施主要是充分利用地质报告,管理人员切实掌握采场生产部位质量情况,对矿区分块进行评价,根据配料质量要求,及时调剂、合理搭配。废土石弃于矿山废石堆场,表层覆盖土可以作为矿山开采终了后的植被恢复用土,单独堆存于废石场。废石场通常设在离开采区较近的沟坡或沟道中,为了保证安全和减少水土流失,应设计有水土保持及防洪措施,严防山体滑坡或滚石。废石场排弃时将最难搭配使用的废石填筑在底部,表层覆土排弃在场顶,形成0.5~l.0m厚的表土层,整平压实后可开垦种植,恢复生态环境,变害为利。
2、粉尘污染防治
矿山生产工序中,穿孔及破碎的产尘量较大。浅孔凿岩应湿式作业,井下应加强通风,露天采场中深孔爆破采用配有除尘装置的高风压潜孔钻机,石灰石破碎及输送过程一般都要设有除尘设施。矿山爆破、运矿车辆在采场装运或将废石运至废石场卸车时都会产生扬尘。要合理布置炮孔,正确选用爆破参数,加强装药和填塞作业的管理以降低爆破产尘量。采装、运输和矿石卸车等产生的粉尘,一般设专人定期清扫、洒水等,减少扬尘的产生量。
3、废气污染防治
矿山爆破通常采用2#硝氨类岩石炸药。爆炸产生的有毒气体为CO、NOx。一般石灰石矿山开采中炸药爆炸后产生的有毒气体总量对环境没有大的危害。以柴油设备为装运工具的矿井,柴油尾气的颗粒污染物(黑烟)含有SO2、NOx、碳氢化合物HC等气体污染物,有条件的应采取相关的柴油车尾气处理技术,井下内燃设备应有废气净化装置,矿井应合理安排运输车辆,加强通风。
4、废水、噪声、爆破震动污染防治
废水主要来自矿山工业场地和火工库办公室、民工宿舍、厕所等处的生活污水,不含有毒物质,量也少,可就近排放。石灰石矿山产生高噪声的设备有潜孔钻、手持风动凿岩机、空压机、载重车、挖掘机、装载机、破碎机等。矿山最近的村庄距开采境界线至少几百m,爆破时产生的噪声经过衰减后一般较弱,且爆破时间短,爆破噪声影响不大。爆破震动可造成爆破区周围建筑物和构筑物破坏,使人产生烦躁不安等。目前,微差爆破应用广泛,它能降低爆破地震效应。
三、石灰石矿开采的生态环境影响与生态防治
1、水土流失影响因素
水土流失影响因素包括自然因素和人为因素。自然因素:大部分石灰石矿山地处山地沟壑区,沟谷较发育,山坡陡,汇流快,加剧了地表的冲刷和侵蚀;石灰石矿山通常林草植被少,也是造成水土流失的重要因素。人为因素:矿山开发建设及开采过程中,直接改变了原地形地貌,破坏植被、扰动地表;部分弃土弃渣如不加处理,势必导致新的水土流失。
2、生态地质环境影响
石灰石矿山开采将改变矿山原有的地貌和景观,且这种改变是不可逆的。地貌、景观格局的变化使矿山固有的自然生态功能完全丧失,景观生态结构发生变化。矿山开采破坏土地资源,特别是将破坏原有的植被,但终了后均可恢复。矿山开采对植物的影响通常仅局限于矿山区域内,对区外植物无明显影响。矿山开采破坏了动物的生存环境,爆破噪声还对矿山周围动物的栖息、觅食等活动产生较大影响。矿区建设引发的矿山地质灾害,如:地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡等。矿山开采导致地下含水层受到破坏。包括含水层结构破坏、含水层疏干、地下水水位下降、泉水流量减少、地下水水质变化以及对区域水系、水体及使用功能的影响。石灰石矿山开采造成的生态环境影响还包括:开采区和废石堆场的水土流失、废石场的稳定性、次生地质灾害等生态环境风险的影响等等。
3、水土流失防治及生态环境保护的对策
(1)编制生态环境恢复治理方案。矿山开采前应制定详细的生态恢复设计方案、实施计划和进度安排,并给予资金上的保证。真正做到“在开发中保护”和“在保护中开发”,最大限度地减少矿产资源开发对地质环境的影响,促进矿业活动健康发展。石灰石矿山开采特别是露天开采,对生态环境的影响很大,为了遏制水土资源破坏,保护、恢复、补偿生态系统,保障水土资源持续利用,矿山业主应根据《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(DZ/T0223-2011)及《福建省矿山生态环境恢复治理保证金管理办法》(闽国土资综(2012)127号),委托有资质单位编制生态环境恢复治理方案,采取积极可靠的生态环境保护措施,采用预防措施和治理措施相结合、工程措施和生物措施相结合的方法,把对生态环境的影响减至最低限度。(2)制定合理的施工方案。设计部门和业主应在满足生态保护的基础上,制定合理施工计划。在施工中,尽量减少扰动地面,平衡挖、填方量,防止造成崩塌、滑坡等现象,填方应及时铺平压实,减少风蚀、水蚀。施工机械、土石及其它建筑材料不能乱停乱放,防止破坏植被,加剧水土流失。另外尽量避开在雨季和汛期进行开挖施工,弃土应妥善堆存,不能随意丢弃。(3)生态环境治理的内部管理与控制。矿山企业应设立专门机构进行管理,如设立安全环保部,对施工人员进行环境培训教育;监督实施环境管理计划,执行有关环境管理的法规、标准;负责生态保护设施项目的建设和运行,加强采场边坡监测与整治,做好地面岩移塌陷沉降范围观测。(4)加强生态环境治理的政府监管。编制了生态环境恢复治理方案,政府相关部门还应该督促矿山落实,包括基建期、营运期、闭坑期3个阶段的防治。监督检查是政府加强矿山生态环境管理的重要环节,其目的在于查明矿山企业遵守各项生态环境保护规定的情况,并在必要时采取强制措施。
4、水土流失及生态保护的分区治理
根据矿山地质环境影响评估结果,综合矿山地质环境问题类型、分布特征及其危害性,以及《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(DZ/T0223-2011)附录F“矿山地质环境保护与恢复治理分区表”,将矿山地质环境保护与恢复治理区域划分为重点防治区、次重点防治区、一般防治区。目前新罗区内石灰石矿山都属后两类即次重点防治区、一般防治区。详见表1。具体分区是:(1)开采区:做好边坡防护、基础防护,防洪排水,做好采场边坡监测管理与整治,以其达到防治诱发崩塌、滑坡等地质灾害。开采终了后进行覆土整治,植物种植措施。(2)地面岩移塌陷分区:开采期间建设截、排水沟,沉淀池。防范地下开采井巷崩塌、冒落,进行必要的充填,监测地表沉降变形情况,发现异常及时采取措施处理;矿山闭坑期间应及时封闭硐口及露出地面的巷道,防止沟谷水流入地下采场,应继续注意沉降观测,设置沉陷区的警示及覆土植被。(3)排土场、废石堆场:做好挡土坝、截洪沟、边坡防护、周边植物防护、后期对渣场进行覆土整治,植物种植。(4)工业场地、硐口:做好防洪排水、地面硬化、挡墙护坡、植物种植措施。(5)运输道路:做好边坡防护、防洪排水、植物种植。(6)火工库:做好地面硬化、挡墙护坡、植物种植。
5、水土流失及生态保护的治理措施
包括工程整治措施和生物措施。(1)工程措施。弃土、石应在废石场集中处理,尽量减少压占地表植被。在废石场底部先以大块废石垫底,以利于水的渗透,疏导废石场内的雨水。采取分段水平堆积,再碾压,把松散的土压实。逐级设坝,保证坝体安全与稳定。废石场上部设截洪沟,避免废石场受洪水冲刷。矿区新建和改造道路两侧,采取护坡和道路护基措施,防止水土流失和塌方、滑坡。对临时性施工所造成的陡坡、坝,采取简易防护措施,并设置水土流失防护栏,疏导排水,减少水土流失。(2)生物措施。矿山开采期间在有条件的道路两侧、工业场地周围应因地制宜植树绿化进行生态恢复,在边坡和路基种草;把最终台阶坡面夯实,进行植被恢复。矿山采区采掘终了,应及时覆土,恢复植被。绿化植被的筛选,应根据所在地区的气候特征和矿山特性,选择易于成活的树种,以乡土植物为主。
四、结语
矿山生态植被恢复技术范文5
XXX市矿场资源丰富,前期矿山资源开采相对粗放、无序,导致生态环境破坏相对严重,生态修复起步晚、进程相对滞后。目前矿山生态修复的方法有稳定化处理法(包括物理、化学方法)和生物修复法(直接植被、覆土植被)两大类。现阶段主要采用的是物理方法与生物修复法结合方式进行,首先在生态重建的前期,采取物理方法对场地的稳定性处理、后采取熟土覆盖、采矿场的填埋等方式创造生态修复条件,后期采取生物修复法进行植树种草等方式进行植被恢复。我市矿山大多采取最简单、成本最低的直接植被或直接覆土植被的方法进行生态修复,其中直接植被成活率低,恢复时间较长,一般需要10-20年,覆土植被成活率高,是一种行之有效的常见生态修复方法,更易被大多数矿山企业采纳。
一、调研我市矿山生态修复工作开展情况
(一)工作开展情况
近年来,我市不断加大矿山修复和综合整治力度,建立市级领导巡山责任制,市级领导定期、不定期逐矿实地检查,将矿山生态该修复列为全市34项重点工作之一,建立了矿山修复及综合整治联席会议制度,市委、市政府主要领导多次实地调研、听取专题汇报、安排部署工作,深入解剖问题,破解整治难题。出台了《XXX市露天矿山综合整治三年行动计划》,做到责任到人,跟踪到位和落实到位,市有关局委落实分包县(市、区)督导制度,实行驻地督导、捆绑问责。全面落实“三级”包矿、“两级”包片责任制,实现无死角管控,开展联合督查,建立问题整改台账,持续跟踪问效,确保取得实效。
按照“取缔关闭一批、停产整治一批、修复绿化一批”思路,实行露天矿山“一矿一策”,分类治理。目前,我市共有73座露天矿山,其中有23座处于原始地貌未开采,6座在生产,44座停产进行生态修复整治。采取覆土植被方式现已完成10座露天矿山生态修复,完成治理非法开采、关闭及废弃露天矿山50处;对全市55处采矿废石废渣等固体废弃物,通过移除、覆土绿化、浇水喷淋等方式进行综合治理,已完成治理27处;全市共完成恢复治理面积3.1万余亩,植树290.5万余株,累计投入3.67亿元;对短期内无法综合利用的废石废渣,特别是煤矸石山,开展环境影响和安全评估,坚决防止环境污染、土地损毁和产生安全隐患。
(二)取得的成效
我市不断创新工作方法,其中,XXX县实施“区内修复、区外补偿”双轨制,要求所有持证生产矿山矿区内无条件修复,矿区外延500米无条件修复。同时常绿树种必须在80%以上,成活率必须在70%以上。目前已累计完成恢复治理(含生态补偿区)2.16万亩,植树200余万株,其中区内修复523亩,无主坑口修复632亩,区外补偿20452亩,区内和无主坑口修复率85.2%。XXX县坚持把绿色发展理念融入绿色矿山建设工作中,按照“谁开采、谁保护”“边开采、边治理”原则,督促企业结合环境影响评价报告、地质保护保护与土地复垦方案、水土保持方案等要求,落实矿山地质环境恢复治理主体责任,对全县14座持证矿山进行综合治理,总治理面积2406亩,植树14.86万株,硬化道路1020米,投入资金4900万元。通过铁腕治矿、铁腕治污,全县矿区生态环境明显改善。
2019年4月21日,“生态文明媒体行”采访团到我市进行专题报道,27家媒体已累计刊发各类正面宣传报道200多篇。4月29日,省自然资源厅在我市召开现场会,来自14个地市和72个县(市、区)的202余名代表到XXX县、XXX县进行现场观摩,对我市的工作给予充分肯定。
二、矿山生态修复中存在的困难和问题
矿山生态修复是一个长期、漫长的过程,目前存在问题较多,主要有在以下几个方面。
(一)历史欠账多。处于停产整治的露天矿山较多,在落实环境影响评价报告、地质环境保护与土地复垦方案、水土保持方案等方面,历史欠账过多。
(二)整治资金不足。矿区生态环境恢复是一个系统工程,需要大量的资金投入,矿山企业积极性不高,只有少数上规模、有实力的矿山企业能积极履行生态修复义务,多数矿山企业整治速度缓慢。因历史原因还有很多无主矿山需要属地政府来“买单”,市、县、乡政府财力有限,治理投资短缺,严重影响了全市矿山地质环境治理工作。
(三)破解难题办法少。大部分县(市、区)对无责任主体的露天矿山的治理还存在畏难情绪,整治模式和资金来源单一,缺乏对新机制、新模式的探索和创新。由于人、财、物等因素制约,相关职能部门的人员配备和技术装备无法满足矿山整治工作的新需求,矿山地质环境监管工作的制度化、信息化和社会化等有待提高和完善。
三、对矿山生态修复治理工作的建议
(一)加快整治进度。督促停产整治及其它有责任主体的露天矿山企业按照“一矿一策”整治方案,及时完成整治任务。同时,打造一批矿山治理与修复示范基地,将我市废弃矿山打捆申报一批国家、省级生态环境综合整治项目,争取政策,通过示范性综合整治,新增一批林地、耕地。对责任主体灭失的露天矿山,各属地按照“一县一策”加快推进矿山生态环境修复绿化工作,最大限度减少裸露地面,增加绿化面积,减少和抑制矿山扬尘。
(二)拓宽资金渠道。一是加大财政资金投入。对废弃无主矿山,整治资金需求列入市、县财政预算。二是增加土地收益注入。将废弃露天矿山治理与土地复垦挂钩,使矿山废弃地复垦成林地、耕地和建设用地,纳入政府土地储备,土地收益优先用于矿山地质环境治理项目。三是撬动社会资本。鼓励单位和个人进行废弃矿山环境治理,凡被批准治理立项的单位和个人,优先享有土地使用权,并减免与矿山治理有关的收费项目,本着“谁修复、谁收益”的原则,配套制定鼓励投资的优惠政策。四是严格执行相关制度。及时、足额收存矿山地质环境治理恢复基金,加强审计监督,确保专款专用。
矿山生态植被恢复技术范文6
关键词:“两型”矿山;造林绿化模式;探讨;花垣
中图分类号:TU985 文献标识码:A
花垣县位于湖南省西部,湘西土家族苗族自治州西南部,地处E109°15′~109°38′,N28°10′~28°38′。北部、东部与保靖县交界,东南与吉首市相接,南以凤凰县为邻,西与贵州省松桃县相连,西北同重庆市秀山县接壤。全县辖8镇10乡288个村19个社区(居委会),总人口30.9万人,其中苗族人口占77.3%。县境东西宽38.5km,南北长49.5km,总面积110869hm2,其中林业用地面积68400hm2,森林覆盖率47.5%。境内属亚热带季风湿润气候,四季分明,具“春多寒潮,夏少酷热,秋高气爽,冬有霜雪”的气候特点。年均气温16℃,年极端低温-15.5℃,极端高温39.5℃,年无霜期270d,年降水量1420.9mm。境内资源丰富,有花垣河、兄弟河等大小河流32条[1]。已探明矿藏达19种,矿产资源是花垣县得天独厚的优势资源,其中锰矿储量达3112万金属吨,铅锌矿储量达1100多万金属吨,分别位居全国第2位、全国第3位,素有“东方锰都”、“有色金属之乡”的美称[2]。
1 “两型”矿山示范区建设的背景
2010年“7.20”透水重大事故后,县委、县政府痛定思痛,旗帜鲜明地提出“抓整治、推整合、保产业、促发展”,“宁可发展慢一点,也不要‘黑色的GDP’、‘带血的GDP’”,“宁可发展慢一点,也要为子孙后代留下一方好山水”,要求全县上下把思想和行动统一到省、州要求和县委、县政府的决策部署上来,不含糊、不动摇、不退缩,不降标准、不走过场、不留隐患,宁可暂时放缓经济发展速度、减少财政收入(2009年财政收入7.2亿元,2012年财政收入6.5亿元),也要坚决推进矿业整治整合,实现矿山安全、合法、有序开采,做大做强做优矿业经济。县委常委会、县政府常务会多次对由于历史原因,过来发展方式粗放,隐患突出,污染严重,矿难频发,矿业经济举步维艰。2010年8月以来,花垣县以壮士断腕的勇气、浴火重生的决心,全力推进矿业整治整合,着力打造资源节约型、环境友好型矿山,为了全面做好矿山整治整合工作,花垣县对矿山实行“真停、真关、真整、真治”。近80%的矿洞被关闭,矿洞总数由1227个减少到204个,其余全部彻底关闭;锰矿山31个矿权已整合成5个,其中4个区域已取得“三证一照”,实现合法规范生产;铅锌矿山纳入整合的36个采区全面完成整合,其中27个通过省、州安全整改验收,实现合法、有序、安全开采。
2 “两型”矿山植被恢复造林绿化基本概况
2.1 立地条件
矿区生态脆弱、污染严重、造林绿化要体现生态优先,就必须丰富植物种类,营造稳定多样性的植物群落[3]。该地区海拔在320~750m之间,土壤属石灰岩发育的红壤,土层厚度为20~70cm,岩石30%左右,为中度石漠化地区。湖南农业大学通过对湖南湘西李梅铅锌矿区的矿业废弃地的污染状况及植被组成进行调查,发现由于大量尾矿砂的堆砌及矿毒水污染,矿区土壤极度贫瘠,且Pb、Cd和Zn等3种重金属元素总量超过国家土壤环境质量标准,严重影响植物在其上的定居和生长,矿区土壤极端贫瘠,土壤中Pb、Cd和Zn含量分别达2789.001mg/kg、59.83mg/kg和2892.00mg/kg,重金属污染极为严重。该矿区的主要优势物种为禾本科和菊科植物,其中野、狗尾巴草和五节芒3种植物地上部生物量较大且对某些重金属向地上部转运能力较强,对重金属污染土壤有一定的修复潜力;地枇杷的地上部Cd含量最大,达152mg/kg,转运系数为1.03,是潜在的Cd超富集植物[4]。
2.2 指导思想
以科学发展观为指导,以建设环境友好型矿山为理念,坚持“矿山开采与生态建设相结合”战略,在推进“两型”矿山建设的同时,重点推进矿区高速公路沿线可视范围内生态修复,以保护社会经济快速增长与绿色生态建设齐头并进,实现矿业富县,绿色美县,建设后续资源,实现森林覆盖率和活立木蓄积量双增长,促进林农增收。全面提升花垣县绿化面积,使花垣山青、水绿、天蓝,让绿色生态成为花垣的第一形象。
2.3 工作原则
治理过程中不能产生新的环境问题,在合理的位置取土,禁止美化一片,破坏一片。科学规划,合理安排,因地制宜,适地适树,造、抚、封、管相结合。以乡土树种为主,乔为先,乔、灌、草、藤相结合,针阔、常绿落叶混交的模式进行植被恢复。
2.4 实施范围
此次工程为吉茶高速花垣段可视范围内矿区,涉及龙潭镇、团结镇和边城镇等3个乡镇共121.4hm2。
3“两型”矿山造林绿化模式
3.1 营造林技术措施
3.1.1 清运、平整废矿石
为改善土壤的理化性质,提高造林成活率,条件成熟的地段对废矿石进行清运,直到本土;对不能清运的废矿石,用挖机和铲车将机械能作业的地段废矿石挖平或摊铺平整。
3.1.2 整地、挖穴
对废矿石不多,运输成本不高的地段,整地规格:60cm×60cm×50cm,株行距2m×2m,栽植密度为2500株/hm2。
3.1.3 覆土
0~15°平坡和缓坡完全没有土质的基面必须全面覆土,覆土厚度为60cm;16~25°完全没有土质的基面必须全面覆土,覆土厚度为50cm;26~35°陡坡完全没有土质的基面覆土,覆土厚度为30cm;36~45°急坡完全没有土质的基面覆土,覆土厚度为20cm;45°以上险坡需建挡沙墙,墙脚覆土60cm,坡面覆土10cm;对具有一定风化层或黄土层的基面可进行穴状整地,然后充填客土,客土量以穴满为限。
3.1.4 切花坛
人工用砖切花坛或挖穴,花坛或穴内空80cm×80cm×60cm,株行距3m×3m,适用于厂房和公益广场绿化,客土定植,客土量为穴坑的2/3。
3.2 树种选择与标准
根据造林立地条件和林木培育目的,在乡土树种中选择适应性强、抗逆性强、耐旱的植物品种。
常绿乔木:大叶女贞带半冠或全冠,打掉2/3叶片,规格为米径1.5~5cm,香樟,带半冠20~30cm,规格为米径3~5cm,塔柏苗高100cm以上,带土球15cm。
落叶乔木:樱桃、紫薇、栾树2m切杆带20~30cm土球定植,规格为米径2~5cm。
灌木:盐肤木、火棘、小果蔷薇1~2a生无病虫害裸根苗木。
藤本:地枇杷、葛藤、爬山虎、紫藤。
草本:野、狗尾草、五节芒、三叶草、紫云英、黑麦草当年生种子。
3.3 造林模式
3.3.1 纯大叶女贞陡坡废矿石造林模式
坡度在25°以上的废矿石地,没有土质,岩石间隙大,容易造成土质漏渗和滑坡,是造林难度最大的地段。方法是用羊角锄按60cm×60cm×50cm标准挖穴,株行距2.5m×2.5m,边挖边保边,用稍大点的岩石砌边,把穴内的石砾铲走,定植苗时再客土,如果定植前客土,定植时上面的石砾容易滑下,把挖好的穴坑埋掉。苗木带土球,打掉2/3叶片。还可以点植一些藤本植物,增加绿化效果。虽然2013年8~9月份碰到了50多天的高温干旱,在没有任何抗旱措施的情况下,苗木成活率仍然在98%以上。
图 1 2013年3月栽植的大叶女贞
3.3.2 纯大叶女贞缓坡废矿石造林模式
坡度在15°左右平缓坡的废矿石地,没有土质,岩石被挖机、铲车等机械碾压过多次,挖穴难度很大。方法是条件成熟的地段对大的废矿石进行清运,然后用羊角锄按60cm×60cm×50cm标准挖穴,株行距2.5m×2.5m,把穴内的石砾挖掉再客土,苗木带土球,打掉2/3叶片。
图 2 2013年4月栽植的大叶女贞
3.3.3 栾树和大叶女贞混交平缓坡废矿石模式
这种模式为常绿落叶混交或常绿彩叶混交,方法是用羊角锄按60cm×60cm×50cm标准挖穴,株行距2.5cm×2.5m,把穴内的石砾挖掉再客土,苗木带土球,打掉2/3叶片,栾树和大叶女贞按照块状或行状7:3或6:4混交。苗木栽植好后岩石上面盖了一层黄土,可以点播一些草本种子,加快土壤修复进度。
3.3.4 景观苗木平缓坡废地造林模式
废地是采矿时临时征用的土地,这些地段土层较深厚,稍作处理就可以栽植名贵树种或经济林,提高土地利用价值。方法是先清理杂灌,用按60cm×60cm×50cm标准挖穴,株行距2.5cm×2.5m,苗木带土球,打掉2/3叶片。苗木可以选择紫薇、玉兰、香樟、桂花、樱花、油茶、梨、湘西油板栗等。
3.3.5 耐湿抗污染植物尾矿库造林模式
此地段最大的特点是污染重、积水,方法是按40cm×40cm×50cm的标准挖穴,穴内换新土,适当覆土栽植。苗木切杆,带土球。苗木栽植好后再盖一层黄土,促进草本植物的生长,改善土壤理化性质。苗木的选择很重要,要选耐湿抗污染树种,比如枫杨、大叶女贞、柳树、夹竹桃等。
3.3.6 客土喷播或直播种子陡坡废矿石模式
客土喷播是一种改善边坡植生环境,促进植物生长,从而在普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡上实现草灌结合,立体绿化,恢复自然植被的新技术[5]。这种技术要选择在区域位置重要,交通条件较好的地段实施。陡坡地也可以选择直播草本或灌木种子来复绿,灌木种子可以选择黄花槐、翅荚木等。
4“两型”矿山造林绿化科技支撑技术和管护措施
4.1 抗旱技术
使用抗旱造林粉,提高苗木的抗旱能力;使用保水剂,保证苗木在干旱时能补给水分;使用生根粉,促进苗木生根,能尽快地从土壤中吸收生存所需的水分,提高成活率。
4.2 管护措施
为巩固矿山造林绿化工程的工作成果,必须加强苗木栽植后的管护,这也是矿山植被恢复工程成功与否的关键[6]。按村、山头配备好护林员,落实护林责任和护林报酬;好对成活率低于85%以下的地块及时补植;栽植后的3a内连续抚育管理,主要是旱季浇水。肥力差的客土区进行施肥,及时掌握病虫害动向,及时防治,杜绝成灾;严防森林火灾,每年8~9月刀抚一次,造林小班边缘割15m以上的防火带,割除的杂草要集中烧毁;实行两矿生产“生态环境保护一票否决制”,对不认真进行矿山复绿的企业,要采取强制措施,生产许可证不予年检并停产治理。
5“两型”矿山造林绿化投入机制
加大对责任主体灭失或不明的废弃矿山、因政策原因关闭的矿山植被恢复治理和山体复绿力度,加大财政投入;生产矿山企业,要按照“谁破坏、谁治理”的原则,全面规范、分步实施,对高速公路、国道、省道、乡村道两边的矿山,老百姓反应强烈的、植被恢复、水土流失、水源污染严重的矿山,应优先复绿,资金由矿山企业负责解决;建立“谁受益、谁投资”的多元化、多渠道投资机制,明确责任主体,划分山场林地范围,签订有关协议,鼓励企业、个人投资恢复矿山绿色植被;积极争取国家矿山复绿治理项目资金,加快恢复绿化进度;有关部门收取矿山企业的水土保持费、林地占用费等,返还部分用于矿山恢复绿化工程。
6 “两型”矿山造林绿化的建议
建议林业部门把石漠化、退耕还林、长防林等林业项目优先安排在“两型”矿山;建议高速公路、风景区、国道、县乡公路、乡村周围等重要区域可视范围用米径3~5cm以上的带冠大苗,加快绿化效果;“两型”矿山造林绿化是一项长期的工作,任务重、资金紧、施工困难。要组织领导、科学规划,要造一片,绿一片,稳步推进,不可撒胡椒面,真正还矿山一个绿水青山。
7 结语
随着矿产资源的开发与利用,宝贵的土地和植被资源遭到了严重的破坏,为实现生态环境的可持续发展,需加大力度进行植被恢复造林绿化建设,打造资源节约型、环境友好型“两型”矿山,贯彻落实科学发展观,实现经济可持续发展,实现人与自然的和谐相处具有十分重要的意义。
参考文献
[1] 杨国星.花垣县岩溶山地造林绿化的难点与对策[J].湖南林业科技,1993(20).
[2] 李万松,刘昌刚.加快/三化进程实现花垣经济发展新跨越[J].湖南经济,2002(09).
[3] 郝云寿.太原西山矿区造林绿化植物材料应用[J].山西林业,2010(06).
[4] 刘灿,邹冬生,朱佳文.湘西铅锌矿区土壤和植物重金属污染现状[J].安徽农业科学,2011(39).
[5] 王玲,陈永安,康用权,等.客土喷播在潭邵高速公路石质边坡防护中的应用[J].草业科学,2005(07).