青海省木里露天煤矿区生态修复技术现状及展望.pdf
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1、青海农林科技专 题 综 述 年第 期收稿日期:基金项目:国家重点研发计划()青海省重点研发与转化项目()作者简介:金 润()女宁夏中卫人在读硕士研究生 :.通讯作者:李正鹏()男山东聊城人博士助理研究员研究方向农业资源高效利用和矿区生态修复 :.青海省木里露天煤矿区生态修复技术现状及展望金 润宋明丹祁凯斌马利利蒋福祯李正鹏(青海大学农林科学院青海 西宁)摘 要:本文针对青海省木里露天煤矿区地质环境现状、主要场地类型和生态修复难题综述了露天煤矿区生态修复技术包括地形地貌重塑技术、土壤重构技术、植被恢复技术和综合技术模式等并对露天矿区生态修复做了进一步展望为推动绿色矿区发展提供参考关键词:露天矿区
2、生态修复技术中图分类号:文献标识码:文章编号:()():.:根据自然资源部发布的 年全国矿产资源储量统计表显示截至 年底青海省煤炭资源储量为 木里煤矿资源储量为 占全省总资源储量的 木里煤矿位于青海省海北藏族自治州与海西蒙古族藏族自治州交界处的大通河上游盆地横跨海西、海北两州主要分布于天峻县木里乡的江仓区、聚乎更区、弧山区、哆嗦贡玛区是青海省重要的焦煤资源区 木里煤矿处于高海拔寒冷地区其生态环境敏感而脆弱生态环境一旦遭到破坏很难恢复治理难度加大 煤矿区生态环境修复治理必须坚持山水林田草湖沙冰一体化保护和系统治理原则筑牢青藏高原生态本底、安全屏障 本文归纳总结了青海省木里露天煤矿区的场地类型、生
3、态修复难题和现有的生态修复技术并进行了研究展望为推动绿色矿区发展提供参考 露天煤矿区地质环境现状木里煤矿是青海省最大的煤矿煤炭资源不合理开采导致了一系列地质环境问题 主要表现在 个方面:()土地毁损及占压:采矿活动使得原有地层被剥离大量废土石直接堆积于地表形成渣石场占压大面积土地()地貌景观破坏:地层被开挖产生的大面积采坑、弃土废渣改变了原有的地貌景观()植被破坏:土地毁损及占压对高寒植被造成直接破坏被铲除和占压的植被将永久丧失生物多样性指数下降为零()水土流失:煤炭开采活动中的取弃土、高填深挖等工程措施废石、废渣等松散物质的堆放加大了矿区的水土流失量()冻土、水系及湿地遭到破坏:露天开采对冻
4、土层、高寒草甸和湿地造成破坏地下和地表水被污染 露天煤矿区场地类型及生态修复难题木里煤矿区的开采活动对当地的地质与生态环境产生了巨大影响形成了高陡边坡、废弃渣石场、深大矿坑等地貌类型 植物生长的生态环境遭到破坏加之自然生态系统条件恶劣使得生态修复工作难度加大 主要场地类型木里煤矿区平均海拔 左右东西长总面积 露天开采的矿井有 座形成了 个露天矿坑和 座渣山 通过现场调研及查阅相关资料该地区场地类型以高陡边坡、废弃渣石场、深大矿坑为主()高陡边坡:高陡边坡主要由坚硬的渣石组成表层很少有土壤覆盖几乎没有植被生长 由于坡表没有植被覆盖再加上长期的风化作用边坡表面极为破碎在雨水的作用下坡体极易发生塌落
5、、裂缝和岩体位移()废弃渣石场:废弃渣石场多由开挖作业时产生的表土、矿渣不合理地随意堆放而形成 其表面无植被覆盖结构松散理化性质差孔隙度较大保水保肥能力差氮、磷、钾、有机质等极为缺乏()深大矿坑:由于地质条件的限制露天煤矿开采区无法进行内部排放因此在采矿完成后通常会形成深大的矿坑该矿坑表面几乎没有土壤植物生长条件很差且在雨季可能会发生崩塌等地质灾害 生态修复难题不合理开采使矿区及周边的地质环境、生态系统遭到破坏其生态环境短时间内难以恢复难度加大 其恢复难主要体现在以下几个方面:()气候恶劣:露天煤矿区地处高海拔地带气候寒冷昼夜温差大降雨少、蒸发量大且矿区四季多风自然生态条件恶劣()土壤基质差:
6、露天煤矿区周边土壤环境主要以废弃矿渣为主实际土壤含量低保水保肥能力差缺少植物生长所必需的养分不适合植物生长和生存()植被恢复难:高寒植被具有低矮密丛、贴地面生长等耐寒特征植物种类组成相对丰富一旦遭到破坏自我恢复更新慢、时间长此外人工种草不易成活且投入成本较高 露天煤矿区生态修复技术 地形地貌重塑技术地形地貌重塑技术是根据矿区地形地貌破坏方式与损毁程度结合原有地形地貌特点在消除地质安全和水土流失隐患基础上通过有序排弃和土地整形等措施形成与周边地貌景观相协调的新地貌针对不同的场地类型前人形成了不同的地形地貌重塑技术:()高陡边坡:在控制边坡稳定方面前人提出了“削坡减重”和“回填压脚”相结合的冻融高
7、陡复合边坡稳定控制技术()废弃渣石场:有学者提出了“优先利用剥离土、适当配以人工土”的技术通过在废弃渣石场覆盖种植基质以改善植被生长环境()深大矿坑:前人提出了保留采坑积水形成的高原湖泊、采坑部分回填形成梯田、采坑边坡减坡和坑底就势整平 种重塑技术 王凯等通过采坑全部回填整治方案确定回填高度、回填方法和回填物成分来实现露天开采后的矿坑治理 李凤明等通过将所有渣土回填采坑压低缓坡进行地形地貌重塑消除了滑坡等地质灾害隐患且区域内坡度降低 土壤重构技术土壤重构是为了恢复或重建矿区受损土地的土壤采用工程、物理、化学、生物等改良措施重新构造土壤基质形成适宜植被生长的土壤剖面结构和肥力条件 该技术可以在较
8、短的时间内提高土壤生产力改善植物生长的环境实现对矿区的快速生态修复对于高寒矿区的重构土壤现有研究多采用覆土加施有机肥、化肥来改善渣山表层基质和植被生长 前人构建了“覆土加施羊板粪和商品有机肥或覆土加施羊板粪、商品有机肥和牧草专用肥”为核心的快速土壤改良方法 覆土能够加速煤矸石山表层基质土壤的形成为植物生长提 供 充 足 的 养 分 条 件、适 宜 的 酸 碱 度 环境 王锐等研究了不同覆土厚度对木里煤矿区表层基质的改良效果结果表明覆土 是实现高寒矿区土壤重构的理想覆土措施段新伟等在海拔 的高寒地区通过客土覆盖、有机肥和保水剂进行土壤改良牧草出苗率达 以上、越冬率达 高志香等研究发现矿区植被和土
9、壤理化性质随着植被恢复年限的增长而得到改善覆土与不覆土处理下植被特征和土壤理化性质差异不显著高寒矿区露天煤矿的生态恢复也可以通过添加土壤改良剂来代替覆土措施以实现植被的快速恢复 泥页岩和粉砂粉末混合羊板粪等有机肥可以创造合适的植物生长基质实现植被的快速恢复 通过筛选渣土或就地翻耕捡石与羊板粪、有机肥和牧草专用肥充分混匀形成重构土可以快速实现种草复绿并有效提高土壤肥力 通过施肥替代人工覆土可以减少经济投入高志香等研究了不同有机肥量对高寒矿区土壤的改良效果结果表明有机肥施用量为/可提高土壤酶活性和理化性质有机肥/处理能促进植被生长并提高细菌 指数和 指数 植被恢复技术植被恢复是在地貌重塑和土壤重构
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