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1、辽宁工程技术大学海州露天矿环境修复技术海州露天矿环境修复技术课程： 环境修复技术 学院： 环境科学与工程学院 专业： 环境科学 班级： 环科 13-2 姓名：毕月妍、付晓慧、李朋格、李佳慧刘嘉欣、刘美君、卢自强、鲁蒙、林枫 成绩： 日期： 2017 年 1 月 5 日 1目录目录前 言3 1 矿区废弃地环境影响要素分 析3 1.1.1 景观异质性增强 3 1.1.2 稳定性被破坏 3 1.2 矿区废弃地生态修复的基本涵养 3 2 矿区废弃地生态修复规划与结构设 计6 2.1.1 矿区废弃地生态修复的理论基 础6 2.1.2 生态位理 论6 2.1.3 食物链理 论6 2.1.4 结构合理，功能
2、协调，共同进化理 论6 2.1.5 效益协调统一理 论6 2.2 矿区废弃地生态修复规 划7 2.3 矿区废弃地生态修复工程的结构设 计7 3 矿区废弃地生态修复的技术体 系8 3.1 土地复垦技术 823.1.1 排土场复垦 8 3.2 露天采矿复 垦8 3.2.1 浅采矿场复垦 8 3.2.2 倾斜或急倾斜矿床体复垦 9 3.2.3 山坡采矿场复垦 9 3.3 煤矿塌陷地复 垦9 3.4 植被修复技术 10 4 参考实例 12 5 结束 语13 参考文 献143摘要摘要本文在回顾中国矿区土地修复与恢复重建研究工作的历史基础上,着重从土壤科学与生态学的角度综述(1)矿区土地修复与生态恢复的限
3、制因素;(2)矿区退化土壤的物理和化学修复;(3)矿区金属污染土壤的植物稳定和提取修复;(4)矿区污染土壤的植物-微生物及动物协同修复;(5)矿区土地修复的技术要求与管理;(6)矿区土地修复与生态恢复的未来研究与发展。旨在推动中国矿区土地资源修复与生态环境恢复的理论研究和技术发展。关键词：关键词：矿区,土地复垦,生态恢复,生物修复 前言前言2005 年 5 月 31 日，亚洲最大的露天煤矿阜新海州煤矿因资源枯竭，正式宣告破产关闭，留下了目前世界上最大的废弃矿坑。 2006 年，国土资源部将该矿区定为首批 28 家矿山公园之一。3 个年头过去了，矿坑边上，当年由采矿堆积起来的高 100 米占地、
4、15 平方公里并随时可能自燃的光秃秃的矸石山，如今已是草长莺飞的绿色高地。阜新是工业遗产项目中，起步较早的老工业基地之一，它的成绩与困惑都具有一定的典型意义。自从 20 世纪 50 年代以来,中国的金属、工业矿物、建筑材料和能源材料等矿产资源被大量开采给陆地自然环境带来了相当大的损害。据估计,1994 年中国就有 500 万手工矿业工人工作在 28 万个矿区1。大量的小规模手工采矿业,虽然发挥了重要的经济作用,也提供了许多就业机会,但是加剧了对周边地表植被和水文条件的破坏和对大气、水体、土壤的污染。据报道,中国受采矿业影响的土地大约 有 300 万 hm2 ,其中受乡镇企影响的占1/3,在上世
5、纪末中国每年因采矿造成的废弃地面积达 3.3 万 hm22。中国矿区受损土地的恢复相当缓慢,但其比例在逐年提高。在上世纪 80 年代初得到恢复的矿区废弃地只有 0.7%1%,到了 80 年代末提高到了 2%,90 年代初增至 6.7%,94 年已达到 13.3%。1994 年得到修复利用的矿区土地面积是 1992 年和 1993 年的总和3,占全国在 1987 至 1995 年期间共修复土地的 3.7%(根据 Yang4数据换算)。目前,有关矿区土地的修复与生态恢复工作仍存在一些具有挑战性的问题5。如果由各种原因所造成的土地破坏总量的一半能被恢复并用于农业生产,那么中国每年的粮食产量会提高 4
6、00 亿 kg6。可见,修复与恢复矿区土地的生产力和生态系统健康对中国农业生产、环境保护、生态建设以及区域社会经济可持续发展均具有重要的现实意义。 为了进一步推动中国矿区土地修复与恢复重建的理论研究和技术发展,本文回顾了相4关研究工作的发展阶段,并结合自身的一些前期研究工作,着重从土壤科学与生态学的角度综述(1)矿区土地修复与生态恢复的限制因素;(2)矿区退化土壤的物理和化学修复;(3)矿区金属污染土壤的绿色植物稳定和提取修复;(4)矿区污染土壤的植物-微生物及动物协同修复;(5)矿区土地修复的技术要求与管理;和(6)矿区土壤修复与生态恢复的未来研究与发展1 1 矿区废弃地环境影响要素分析矿区
7、废弃地环境影响要素分析 矿区废弃地是指因采矿活动所破坏的，不经过治理而无法使用的土地。就煤矿而言，矿区废弃地可分为 3 种主要类型。排土场:伴随着露天煤炭开采，由剥离的表土和分选出的各种固体废弃物堆积形成的废弃地。采煤沉陷地:井工煤炭开采后，由采空区域塌陷形成的地表废弃地。 矸石山:由井工开采伴随着煤炭排出的煤矸石固体废弃物并在地表堆积形成的废弃地。从景观生态学角度分析，矿区废弃地具有如下景观生态特征:1.1.11.1.1 景观异质性增强景观异质性增强 矿石废弃地表现出比采矿前更大的景观异质性，采矿活动实际上就是将原来较为均质的景观进行异质化的过程，开采后的采矿地包括采矿点、尾矿、堆场、排土场
8、、塌陷地等景观类型和厂房、矿井、采掘设施、道路等景观要素，使原本均质的景观变得破碎化了，同时具有斑块、廊道和基质的典型镶嵌格局特征。 1.1.21.1.2 稳定性被破坏稳定性被破坏 强烈的干扰超出了当地景观生态系统本身的自我恢复能力，干扰甚至导致生态系统的退化，最明显的标志是生态系统生产力降低，生物多样性减少或丧失，土壤养分维持能力和物质循环效率降低及外来物种入侵和非乡土固有优势种增加等;随着干扰的加剧，生态系统自身的生态平衡和稳定性受到破坏。1.1.31.1.3 生态过程受到影响生态过程受到影响 采矿地与周边环境是一个完整的生态系统。采矿活动势必会影响到区域生态格局与各种生态过程的连续，如水
9、的过程，物种迁徙的过程，同时造成污染扩散。1.21.2 矿区废弃地生态修复的基本涵养矿区废弃地生态修复的基本涵养矿区废弃地生态修复实质是矿区废弃地基制改良、土壤侵蚀控制和植物种类的筛选，并在正确评价废弃地类型、特征的基础上，进行植被的恢复与重建，进而使生态系统实现自行恢复并达到良性循环。当前的“修复”更多的是指“改造”和“恢复” 。为了保证5未来我国土地修复与生态恢复工作的良性发展，应该强调以下的几个观念:土地修复是一个长期过程，复垦是有效的修复手段，应最大限度的修护修复土地的生物多样性和生态系统及人体健康; 修复的土地质量应该高于或至少维持在被开发前的水平;修复土地上种植植物的生产量应该达到
10、标准允许水平，存活率应超过 80%。90%;修复土地被用于农业生产，应给予特别的关注并采用特殊的修复技术，进行风险评价和监测，以确保有毒物质没有通过食物链转移和富集;应恢复原始地貌，如果可能，土地破坏前初始的覆盖应被用于修复工程;应减少修复土地与邻近地区之间物质流的不平衡;修复过程应尽量减少对野生动物群落包括鸟类、哺乳动物和鱼类的干扰。矿山生态修复的主要任务，是在目前技术经济水平的条件下，将受到开发影响的主要环境问题，通过科学、系统的生态修复工程和长期的生态抚育措施，使被破坏的、受损的矿山环境功能逐步恢复，使之生态环境自身可持续良性发展，逐步形成自我维持的繁衍生态平衡体系。矿山的主要生态修复对
11、象包括：露天采矿场地、地下开采的采动影响区、排土场、选矿尾矿库、堆浸场、输送管线填埋区、道路、各工业场地等。矿山生态修复的时期，目前传统的是在开采完成后再来修复。随着复垦工作的深入，和对矿业开发历程的理解，正确的复垦和生态修复活动，应伴随矿山全部开发过程，实施全程动态恢复。也就是生态恢复工作，应贯穿在矿山建设期、运营期和关闭期，以及后延的生态抚育期的全部开发过程。伴随生产时序，实施及时的复垦工程，恢复措施，使其被破坏的工业场地得以科学的、及时地恢复。矿区不同的开发阶段，蕴含着不同的生态修复重点内容。在矿山基本建设阶段，矿山生态环境修复的主要方面，是矿山开拓阶段形成的道路、边坡、受影响的场地，表土的剥离、贮存和保护，场地恢复的规划设计，植被品种的选择及小区试验、设计，恢复工程材料的筛选和获取。在矿山运营阶段，应按开发建设时序，在运营期长达 10-30 年的范围内，可按工程进展划分时间段，不同的时间段有不同的复垦生态恢复任务、对象。在尾矿库、排土场、堆浸场、露天采矿场地，已经最终完成的堆筑作业的边坡、台阶、平台或局部场地，应是此阶段的及时、动态安排复垦工程的重点。在大面积完成顶部平台、
