露天礦排土場生態修復與植被重建技術分析

趙傳鵬，楊 健，姚俊偉，常 永，鄭祖靜

（河南建筑材料研究設計院有限責任公司，河南 鄭州 450000）

近些年來，各國對于有關礦區的環境保護和生態修復工作，已經提高了重視程度并制定和實施了相應的應對措施。我國發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006--2020年)》文件中明確的指出了恢復重建生態脆弱區域的生態環境和功能等內容，礦區更是其中的重點研究對象[1]。就目前來看，我國在此方面的工作中已經獲得了顯著的成果。特別是在植被和環境長期受到影響和破壞的情況下，開展生態修復和植被重建工作是非常重要的內容，需要及時的做出反應，盡快將各項技術和措施落實到實際工作中。

1 排土場生態修復的主要原則

1.1 生境修復

開展露天礦排土場的生態修復和植被重建工作首先應對指定區域進行空間規劃和設計，確定符合植被重建條件的范圍，展開針對性的土地整治工作。土地整治需要將排土場的坡面控制在三十度以內，同時坡面高度差應控制在十公分以內。同時，為了保證植被重建土壤的符合規定要求和標準，應利用人工覆土的方式，使得基本覆土厚度達到三十公分以上，對于特定區域的覆土厚度，應達到八十公分以上，并加強區域基礎設施和生態修復的治理力度，在水利工程的建設方面應制定完善的計劃和措施[2,3]。與此同時，在環境考察項目中，需要對覆土后坡面的穩定性展開全面調查和處理，確保水土的功能性能夠充分發揮出來，在植被重建后具有良好的排水功能，避免出現泥石流等在災害事故。

1.2 自然生態

在進行植被重建工作的時候，人們應利用因地制宜的方式對排土場展開生態修復，嚴格按照自然規律和發展要求，根據土壤的實際情況選擇合適的植被種類，避免出現不切實際的想法和行為，造成植被在生長過程中出現和環境相排斥沖突的情況，在種植過程中，需要綜合考慮當地土壤的品質和適合種植的植被種類，同時依照氣候條件來選擇相應的樹種，建立健全管理保護制度和體系，結合專業種植人員和技術，利用喬灌草相融合的技術展開生態的交叉性種植工作，進而為排土場的生態修復提供所需條件和基礎。

2 修復土壤生態系統

在開展露天礦排土場的植被重建工作之前，首先要排查和消除現場的限制恢復生態環境的各種不利因素。通常情況下，露天礦排土場的土壤缺乏磷、氮、有機質等自然營養物的存在和滋養，進而在很大程度降低了土壤的肥力。所以要想確保植被的順利生長并形成完善的生態系統，必須要對周圍的土壤進行修復和改良[4]。

2.1 粉煤灰的使用

對土壤使用一定量的煤粉灰會顯著的提高磷、氮和有機質等物質的整體含量。并且人們還發現利用粉煤灰與化肥混合物質進行土壤改良，對于植物的生長、養分轉化、提高微生物活性、擴大土壤間隙等有著很強的促進作用。能夠獲得更為顯著的效果。進而實現土壤的有效改良。

2.2 土壤培肥

在開展土壤生態系統修復的過程中，可以通過土壤培肥補充、調節土壤中的營養物質，滿足植物生長的需求。在較大規模和面積的復墾種植中，有機肥是復墾土壤培肥地力的重要肥料。

有機肥的分解過程會產生有機酸物質，這些有機酸能夠加速土壤養分的釋放，并將土壤肥力充分的發揮出來。同時有機酸的分解過程還可以生成一定量的二氧化碳，進而提高植物的光合作用的反應速率和效率。

2.3 直接種植灌木

在完成土壤的改良工作后，其存水的功能得到有效的增強，之后將連翹、紫穗槐等根系發達的灌木通過扦插等方式，混合種植在排土場的土壤上面，實現土壤水分的有效存儲，使得土壤的營養物質總量得到顯著提高。

2.4 豆科牧草的種植

豆科牧草的種殖具有改善土壤土質的功能和作用，同時還能夠幫助土壤水形成穩性團粒結構，增加土壤中的有機質等影響物質。因此在對土壤改良后的排土場進行復墾作業時，一般宜搭配種植一些豆科的植物種類，以此來促進覆蓋土的培肥熟化。

3 植被重建技術研究

3.1 植物重建種類選擇依據

首先，所選擇的植物種類要具由堅強的耐土壤貧瘠性。排土場的土壤通常是由礦區中最早挖掘出來的，本身并沒有特殊的結構組成，經過長時間的壓實后，會變的比較堅硬，其中養分含量較低，因此選擇的植物需要具有較強的耐貧瘠性。其次是選擇的植物種類需要具有較強的抗旱性。由于露天礦的排土場大多處于氣候較為惡劣的環境中，并且水土流失的現象也較為嚴重，如果在重建的初期階段遇上降水量較大的季節，會進一步增加水土流失的程度，難以保證植物的順利存活和生長，須選擇抗旱性較強的植物種類。再次是衡量植物根系的固土和護坡能力的強弱，這是解決水土流失問題的重要方法。植物發達的根系組織能夠顯著增強土壤的聚合力，利用所產生的束縛作用來提高土層的整體強度和滑移抵抗力。植物在地下形成的龐大根系網絡將土壤緊密的包裹起來，能夠在水平和垂直方向上提高土壤的穩定性。最后是要選擇具有較強觀賞性和綠化效果、較高經濟價值的植物種類。

3.2 礦區篩選出的先鋒植物和適生植物

在對露天礦排土場進行生態重建的過程中，要了解和掌握當地的環境和氣候狀況，對植被進行全面的篩選并大面積種植。在經過長時間的種植實驗和各植物對比后，決定了適合在排土場大量推廣種植的植物。合適的喬木科植物包含油松、剌槐、新疆楊、榆樹等，灌木科包含：沙棘、丁香、女貞、連翹、沙地柏等，豆科草種包含紫花苜蓿、沙打旺、黃芪等。

4 植被重建技術

4.1 造林密度技術

幼林郁閉和造林密度之間存在的非常密切的關系，在確定最佳造林密度的過程中，人們應該根據所種的樹木種類和面積、造林的預期效果等，在分析所在區域的實際情況的基礎上，完成此項任務。只有保持科學、適宜的造林密度，才能保證獲得更佳的修復效果和更高的經濟、社會效益。

4.2 沙棘灌叢密度技術

沙棘萌枝群體與單位面積萌枝數之間存在的非常密切的聯系。在萌枝數高于一定標準數值的時候，生物量會出現下降的情況。因此要想沙棘灌叢始終保持最大生物量的標準，人們可借助調整密度的方法來完成這個目標。同時可以對密度過大的沙棘灌叢進行適當的砍伐，增大每個沙棘個體的營養面積，在提高空氣質量和加強光合作用的同時，還能顯著的提高沙棘的品質和產量。此外，人們還要注意控制雄株與雌株的種植比例問題，通常以10:1的比例為最佳，能夠顯著的提高雌株的生長條件水平。人們還能采取修建和增強樹勢的方法，進而提高單位面的蓄積量，實現生態修復和重建的目的。

4.3 針闊混交林更替技術

新疆楊相對于油松來說，其前期生長速度較快，油松幼樹在生長階段的速度會慢慢的高于新疆楊，之后在生長一定時間后，新疆楊能夠獲取的陽光照射面積越來越小，最后主林層由油松全面取代。林分主次這個過程是針闊混交的重要內容，新疆楊在其中扮演了輔助和遮陰的角色，在油松的主體高度超過新疆后，新疆楊會被全面取代。此項技術實際上是承擔著推動混交林向油松過渡的作用。

4.4 塑料薄膜覆蓋技術

利用塑料薄膜覆蓋技術能夠有效的將低土壤表面的水分蒸發量。同時能夠改善土壤水熱情況，對氣候環境產生一定積極的影響，實現促進植物樹木生長的目的。覆蓋的主要是通過在土壤表面上設置相應的隔離物體，將之和空氣隔絕開來。該措施具有控制土壤溫度、改變土壤熱平衡的作用。具體來講是通過影響太陽對土壤表面產生的輻射等現象，造成連鎖反應，進而提高土壤的整體含水量。

4.5 鄉土樹種為主，草本樹種為輔

在開展露排土場生態修復和植被重建工作的時候，樹種的選擇是非常關鍵的一個環節，一些人認為鄉土樹種在種植和生長中能夠占據較大優勢，同時由于缺少捕食者的存在，在植被重建過程中可以實現生態環境和系統初始植被的迅速恢復，引入外來樹種可能會造成群落多樣性受到沖擊和影響，使得群落抵抗外來物種入侵的能力大大降低，根據這些內容可以看出，選擇鄉土樹種可以確保植被的穩定生存和規模的進一步擴大，所以鄉土樹種已經適應了當地的生存環境，經受住了大自然的考驗，完成了優勝劣汰的生存歷程，這些樹種能夠有效抵抗病蟲害的侵蝕，相比外來樹種具有很大的生長優勢，是生態修復和植被重建的首要選擇。

5 結語

綜上所述，借助改良土壤和種植植物防止水土流失的方法，研究和論述了礦區排土場重建區域的植被種類的選擇和相關重建技術等，種植適合當地環境和氣候條件的植物，在生態修復與植被重建技術的幫助下，有效改善和轉變露天礦排土場的整體環境情況。