Ｙ １１４７ ０峨８石 灰石矿山 废弃地生态恢复工程 ＿研究石灰石矿山废弃地生态恢复工程研究专业 名称：环境工程 　　　　　　　　 申 请 人：唐述 杰 　　　　　　　　 指 导教师：魏在 山副教授 　　　　　　　　摘要矿石的开采形成大量岩质陡 　　　　 边坡及 矿渣废弃 边坡的不 地， 稳定性导致许多不良 地质 灾害； 矿渣废弃地不但占 用大量的 土地， 还是严重的 污染源。 此， 因 矿山废弃地的生态 恢复已 成为一 项紧迫而极其重要的 研究课题。 本论文 通过对柯家山石灰石矿山 废弃地生态恢 复工程 研究，为同类矿 山生态恢复提供理论依据和工程措施 。通过生态 　　　　 现状调查和分析， 其生态现状如下： （边坡属岩质边坡， 工 ） 坡角 ５? 气 ０８ ７ 大部分地段稳定性较好，局部陡坡地段因 卸荷裂隙发育， 坡面几乎无植被生 长的 土壤； ②矿渣废弃地 １ １、 ｖ 区 、 Ｉ 土壤溶重自 上而下由高 、低变化趋势；土壤以石质粗砂土为主 ：渗透系数大 ， 通气透 水性能 良好，蓄水量少而蒸发失水强烈 ，抗旱能力弱 ； 矿 ③渣废弃地土壤有机质、 、 、 含量偏低； Ｎ ＰＫ 土壤 Ｐ Ｈ值呈弱碱性； 矿质元素的 含量达到 国家二级土壤标准； ④该地区年平均气温 １ ６ 年平均降雨量 １ ． ２ ℃， ３ 加ｍ ， ｍ 地形 地貌条 件中等， 适合多 数植物生长。 本论文针对柯山 家石灰石矿山 废弃地生态现状选择了 物理 一 生物生态恢复系统集成技术：通过对边坡及矿渣堆 积区 稳定处理使其具有一定的稳定 性； 修筑水池及挡渣墙避免因自 然灾害带来的损害； 坡面上修筑马 道及沟槽并回 填土壤 为 植被在坡面上生长和固 定提供条件； 针对不同位置选择不同植被进行恢复： 顶小叶 坡扶芳滕、爬 山虎；坡面黑麦 草、草地早熟禾 、 鹃、青 冈栋 ； 渣堆积区狗尾草、蒲公 杜 矿 英、黑麦草 、小飞篷 ； 这些植物 相结合的群落配 置，结合废弃地熟土回填 的处理 ， 有利于 植物较快生长， 恢复受损的生态环境； 成 了 坡整治， 形 边 植物选择与配置， 栽植与管护等 一系列技术措施 。通过 １ 　　　　 年的生态恢复，植被覆盖度坡顶达 ３％ 坡面达 ７％ 矿渣堆积区 ９％ ５、 ０ 、 达０ ，总的 效果 良好。柯 家 山石灰石矿 山生态恢复工 程国家总投 资 ２０ 万元 ，后期维护成本 ０４ 万元，恢复后每年可产生收入约 １￣ 万元，这不仅可以 １１ ． ２ ２ ４ 增加农民 收入， 而且可以安置农村剩 余劳动力。本工程 己通过 四川省 国土资源厅的验收 ，并计划 向全 省推广。 关键词 ： 石灰石矿 山废弃地 生态恢 复 集成技术 植被恢复石灰石矿 山废弃地生态恢复＿程研 究 １ ＿ｅ ｅ ｃ ｏ ｃｌ ａ Ｒ ｔａ ｉ Ｐ ｃ ｏ Ｒ ｓ ｒｂ Ｅ ｏ ｃｌ ｓ ｒｔ ｎ ｒ ｅｔ ａ ｎ ｉ ｇ Ｏ ｅ ｏ ｏ Ｏ ｊ ｆ Ｄｓ ｒｅ ａ ｄ ｎ 　　　　 Ｌ ｎ ｉ Ｌｍｅ ｏｅ ｎ ｇ ｉａ ｄ ｃｌ ｉ ｓ ｎ Ｍｉ ｎ ｔ ｉＭａ ｒＥｖ ｎ ｅｔ Ｅ ｉ ｅｎ 　　　　　　　　ｌ ｇ ｅｒｇ ｊ ： ｉ ｍｎ ｎ ｎ ｉ ｏｎ ｒ ｏ ａＮ ｍ １ｎ ｓ ｕ 　　　　　　　　 ａ ｅ ’ｇ ｈ ｉ ： ａ ｊ ｃ ＳＰｒ ｓｒ 殆 Ｚｉ ｎ 　　　　　　　　ｓａ ｕｅ ｉ ： ｉ ａｈ ｖ ｏ认Ａｂ ｔａ ｔ 　　　　　　　　　　 ｓｒ ｃＡｇｅｔ ａ ｕｔ ｋ ｌ ｅ ａ ｉ ｒ ａ ｗ ｒ ｆ ｍ ｂｃ ｅ ｆ ｒ １１ ? 　　　　ｆ ｂ Ｐ ｒｃ ｓ Ｐｓ ｎ ｄ ａ ｄｌ ｓ ｅｅ ｒ ｄ ｅａｓ ｏ ｏ ｌＩ ｇ ｒ ａｏ ｒ ｏ Ｏ ｄ ｓ ｄ ｃ ｅ ｄ ｎ ｏｅ ｕ ｅ １ｉ ｉ ｎｈ ｉ ｔ ｌ ｏｔ ｌ ｅｍ ｙ ｉ ｕｇｏ ｇ ｄ ａｅ Ｔｅ ｉ ｒ ｄｌ ｎｔｎ Ｔｅ ｓ ｉｙ ｆ址 ｓＰｓ ａ ｂ ｏｔｅｌ ｉｌｉｓｒ ｂ ｄ ａ ｅ ａｄ ｏｏｌ ｎａｉ ｂｔ Ｏ ｒ ｇ ｎ ＯＣ ｓｔ ａ ． ｃ ｓｄ ｎ ｙ ｈｓｅ ｏ Ｐ ｄｈ ｍｓ ｅａｄｂｔｌ ｐｌｔ ｔ ｅｖ ｎ ｎｓ沁 ｓ Ｔ ｅｆ ， ａｂｅ ｃ ｉ ｔ ａ ｓ ｌ ｓｕ ａ ｏ ｌｅ ｈ ｎ如ｍ ｔ ｒｕｌ ｈ ｏ ｎｕ ｅ ｅ ｖ ｉ ｎ Ｏ ｓ ｕ ｄｅ ｅ ｅ ． ｅ ｅ ｙ ｒ ｒｔ ｃｌ ｉ ｌｅ ｏａ ｎｏ ｄｓ ｒｃ ａ ｉ ｎｕ ｅ ａｄｕｌ ｒ 化 ｅｒ ａ ． ｈ ｈ ｏＯ ｃ ｒ ｔｒ ｉ ｆ ｉ ｄｄｌ ｓａ ｒ ｎ ｎ １Ｏ ａ ｓａ ｈｔ Ｔ ｉ ｅｅ ｇ ａ ｓ ｔ Ｏ ａ ｃ ｄ ｎ ｇ ｔ Ｐｔ ｔ ｎ ｃ ｓ ｋ ｓ ＰＰｒ 汕ｓｔｈ ｅ ｌ 允 ｌｅｔ ｉ Ｐ ｊ ｏ ｄ 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干扰与生态系统” 学术会议 ，系统 探讨了人类的千扰对 生物 圈、自 然景观、生态系统、种群和生物种的 生理 学特性的影响 。１８ 年， ｌｒ ２ １ ９５ Ａｂ 和 ｅ ｏ ｎ Ｊ ａ 两位英国学者提出了 恢复生态学” ｄ ｒ “ 的概念， 在此期间， 国际上召开了 一系列的学术会议 ， 成立 了国际生态恢 复学会 ， 并开始 定期组 织许多大 型生态 学国际会议 １ ７ 版的 《 ｓ ｔｎ ｃ ｇ 。 ９ 年出 ８ ｅ ｒｏ ｏ Ｒ ｏｉ Ｅ ｌ苏Ａｓ 址 ａ ｒ ｔ邸 ｆ元 ｔ ａ ｏ ｔ ｃ ｎ ｉ ｏ ｙ ｔ ｐ ａ ｏ ｏ ａ ｈ ｃ ｇｌ ｅ 毗 口ｒ 主 ） ， 复 态 被 确定 生 ｒ ａ 》 。 ａ等 编 中 恢 生 学 初步 为 态学 一门 应 性 货 ｄ ｎ 的 新的 用分支１ 。 ９ 年恢复生 ４ １ 习９ ２ 态学杂志在美国创刊发行。 ９ 年， 学者 Ｂ ｓ ｗ ９ １ ３ 英国 ｄ ａ ａ ｒ ｈ ，发 ‘ｅ ｒｉ Ｅ ｆ ａｓ 二 一 真 确 恢复 态学 学 地 表了， ｔ ｏ ｃ ｏ ，ｃ ｅ 文， 正 立 生 的 术 位以 Ｒｏ ｎ ｇ ｓａ ｏ ｙ ｔ ｅ ｉ’及在退化 生态系统恢 复中的理论意义。１ ４年 ８月在英 国曼彻斯特举行 的第六 ９ 届 国际生态学 大会上 ，代表们 就包 括生态恢复在 内的 １ ５个现代 生态议题进行 了石 灰石矿 山废 弃地生态恢复＿程研究 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 １ ＿广泛的 学术交流。１９ ９６年， 美国生态学年会把恢复 生态学作为 应用生态学的五 大研究领域之一Ｉ ９ 年，美国在恢复生态学年会中 ｌ ｅ 。１９ ８ 安排了 三个报告： 生态恢 复 的教育、 牧场的生态恢复和跨越边界的生态恢复。 第一次把生态恢复教育摆在 非 常重要的位置，强调在大众中 进行恢复生 态学教育的 重要性和紧迫性。２以 ０） 年 ９ 第 １届恢复生态学会国际大会 ２ 刃ｓ ｉ ｆ 价ｓｒｉ ｌ朴 ｔｎ 月， ２ （ｘ ｏｅ ｏ （ ｃｔ ｒ ｔａ ｎ ｙ ｏｏ ｔ ｔ ｎ ｏｌ ｉａ。ｎｒ ） 英 利 浦 ｅ ｎ ｆｅ 在 国 物 举行 同 在日 长 ｅ ｃ 。年 本 野市 开 国 植 科 学 也 召 的 际 被 学 会 将 恢 生 学 为 复 态 列 第一 题 。 １ ６ 瑞 第 届国 恢复 态 大 主 １ 从 ９ 年 士 一 ］ ７ 际 生 学 会至２ １ ０年加拿大尼亚加拉瀑布城 （份 ａ ） Ｎ ｇｒ 第十三届恢复生 ａ 态学国际大会，在短短 石年当 ， 际 复 态 会议 中 国 恢 生 学 频频 开 。 应了 为 代 物 域三 热 的 召 阁 反 作 现 生 领 大 点恢复生态学愈来愈受到全球的关注和重视以及 这门新生边缘交叉学科的旺盛生命力 。Ｌ ｌ矿 山 废弃地的生态恢复技术１ ? 态恢复 　　　　 １ １生） ｌ 态 复 概 （生 　　 恢 的 念： 复 一 具 概 性的 恢 是 个 有 括 术语 它 含了 复、 造 ， 包 修 改 或改良、 新和再 更 植等含义略有不同的术语间 ，这些术语从不同角度反映了恢复与 重建的基本意图。 它泛指改良 和重建被毁坏或被破坏的自 然生态系统， 恢复其生 物学潜力和重新有益于利用。 生态恢复是相对于生态破坏而言的。 生态破坏就是 生态系统结构， 功能 和关系的破坏； 而， 因 生态恢复就是恢复生态系统合理的结 构， 高效的功能和协调的关系。 生态恢复并不 意味 着在所 有场合 下， 恢复的生态 系 统都是原先的生态系统， 这既没有必要， 也不可能。 生态 恢复最本质的是恢复 系 统的必要功能并使系统自 我维持１ １ 。生态恢复过程一般是由 人工设计和进行， 并在生 态系统层次上进行的网 生态恢复的 。 难度和所需的时间与生态系统的退化 程 序、自 然能力以 及恢复方向密切相关， 而且 自 然恢复能力存 在地 域性差异。 ） ２ （生态恢复的理论：主要应用生态学的 　　　　 基本原理， 主要包括干 扰理论与生态 演替理论， 整体 性原理、 协调与平衡原理、自 生原理和再 循环原理， 尤其是生态 演替理论。 生态演替理论认为， 在退化生 态系 统中的植被恢复是恢复生态学的 首 要工作，因 为所有 自 然生态系统的恢复和重建，总是以 植被的 恢复为前 提的１ 。 １石灰石矿山 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 废弃地生态恢复工程研究按照演替发生的 起始条件不同， 可把演替分为两个基本类型： 原生演替和次生演 替， 原生演替发生在没有土壤的裸露岩石或沙丘表面。 大多数植物在土壤形成之 前是不能进入这样贫痔的 地区。 次生演替一般发生在有土壤， 而外界压力已 将天 然植被除掉的地方。 般来说， 一 生态恢复演替是可预见和有秩序的变化系列， 可看 是 界 力 复 在之 ， 态系 所经 的 系 恢 阶 １。 替 非 作 外 压 不 存 后 生 统 历 一 列 复 段１ 演 并 刀在任何情况下都能 修复所有的干 扰， 重建原 来的顶级群落。 对于受损生态系统的 恢复过程， 要正确理解干扰演替的最终 结果和它们与 正常演替的 关系。 天然恢复 过程要经历很长时间， 而生 态恢复在人为千 扰下可能加 速、 延缓、 改变方向 以致 向 相反方向 进行， 究竟朝哪个方向 进行，就取决于人 类的行为ｐ 气 （生态恢复的目 　　　　 ３ ） 标： 由于社会、 经济、 文化和生活需要的不同， 生态恢复目 标也将有所差异。 无论恢复何种类型的退化生态系统， 都应该存在一些基本目 标， 主要包括： 稳定地表基 Ｃ 底， 地表基底是生态系统发育与存在的载体， 基底不稳 定， 生态系统将不可能持 续演替 和发展。 ②恢复植被和土壤， 确保一定的植被覆 盖率和土壤肥力。 ③增加种类组 成、 恢复生物群 落， 提高生态系统的生产力和稳 定性。④控制污染、改善环境、 （生态恢复的原则： 　　　　 ４ ） 退化生态系统的 生态恢复必须遵循 自 然规 一 也应 律， 同时 发挥人类的主观能动性， 依据经济条件， 采取适当的技术， 修复受损生态系统并使 有 于 类 存与 活 生 恢 的 本 则包 ： 地 性 则 （ 然 之 益 人 生 生 。 态 复 基 原 括 ① 域 原 自 法则） 不同的区 ? 域具有不同的气候、 水文条 件和地 貌，地域的 差异性要 求生态恢复 须 体问 具 必 具 题 体分 。 生 析 ② 态学 系 与 统学 则生 学 理 生 演 ’ 质 原 一态 原 （ 态 替、 物 循 与 化、 物多 性、 态 食物 网 要 生 恢复 据生 系 身 环 转 生 样 生 位、 链 》 求 态 依 态 统自规律分阶段进行， 循序渐进：系统论则要求生态恢复应在生态系统层次上展开， 按照整体性思想， 构建生态系统结构和生物群落， 使物质循环和能量转化处于最 佳状态， 求土壤和生物协同演进， 力 恢复后生态系统持续发 展。 ③风险最小、 效 益最大原则 （ 会经济技术原则》 由 社 一 于生 态系统的 复杂性、 环境要素的 突变性， 认识的局限性， 人们往往不 可能 准确估计 和把握生 态恢复的后果以 及生态演替的 最终方向 具有一定的 ， 风险性， 因此我们必须深入研究、 系统 分析， 将风险降到 最低限度； 生态恢复工程投入较高， 在考虑经济 承受力的同时， 还要考虑经济效 益和收益周期。 风险最小、 效益最 大是生 态恢复的重要目 标之一， 这是实现三大效益完美统一的 必然要求 、 －石灰石矿山 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 废弃 地生态恢复１程研究 ＿） ５ 态恢复的步骤： （生 　　　　 生态恢复工程一般分为以下几个步骤： ①明确被恢复对 象、 确定系 统边界： ②诊断分析， 包括生态系统能量流动与 转化分 析， 退化主导因子 、退化过程 、退化类型 、退化阶段、退化强度 的诊断与辨 识；③综合评价，确定恢复目 标： ④生态恢复技术可行性分析； ⑤生态恢复的 风险评价， 建立优化 模型， 提出决策与具体的实 施方 案； ⑥生态恢复实地试验、 筛选最 优模式； ⑦生态恢复模 式示 范与推广 ，同时加强后续监测与评价 。Ｌ甲 　　　　 ｌ ２矿山废弃地的生 态恢复技术 生态恢复工程是一个跨地区、 　　　　 跨部门、 跨行业、 跨世纪的综合性系统工程， 其研究 领域主要涉及两个方面： ①如何将己 恶化的自 然生态系统重新改造使之恢 复原 有生 态功能。 ②如何利用人类智慧， 造更完美、 营 协调的自 然生态环境系统。 对于一个受 损的生态系统， 生物种类及其生长介质的丧失或改变是影响生态恢复 的主要障碍， 这正是大多 数陆生生 态系 统生态恢复的关键。 通常采用两种技术即 可获得满意的结果： ①选 择合适的植 物种类改 造介质， 使之变得更合适植物的生 长； ②利用物理或化学的方法直接改良 质， 介 使之能 够直接 进行为达到最终 目 标。 因此， 根据具体环境条件与需要选择适 宜的物种是生态恢复的关键技术之一。 通 常在陆地生 态系统恢复实践中， 耐千早、 耐贫清、固氮、 速生、 产的草本或灌 高 木是首选种类ｐ 。 月 在基质结构和功能完全丧失的地方， 利用物理或化学方法直接 改良 土壤是生 态恢复的必要手段。 在被酸沉降酸化的地方， 如 施加一定量的 石灰可以 速改 加 变土 的ｐ 值１ 壤 Ｈ １ 代采矿废弃地是因采矿所破坏的， 　　　　 非经治理而无法使用权用的土地１。 ５ １ 采矿废 ］ 弃地的恢复， 植被恢复是重建生 物群落的 第一步， 以人 工手段促进植被在短时 期 内 得以 恢复。 不同 的退化生态系 统的生 态恢复 技术是不同的， 但必须遵循生态学原 和 理 演替 律进 ① 度 化 态 统 土 规 行。 极 退 生 系 （地极 贫 ， 化结 ） 恢 度 膺 理 构差 的 复，应有针对性地分阶段进行综合治理。 早期适宜的 先锋植 物种类对退化生态系统的 生境洽理具 有重要作用， 在后期 进行多 种群的 生态系统构建时， 更要注意构建种 类的 选取。 ②次生林地生态系统的恢复， 应考虑封山 育林、 林分改 造、 透光抚育 等措施， 物群 按植 落的演替规律， 促进顺行演替。 漠或荒漠的生态恢复， 人为 ⑧沙 首先应充分利用地下水和其它水资源来营造绿地。 策略应以耐早灌木为主体 恢复 绿地的营造，以 林地为首要目 标， 以林、 牧、 农结合的原则安排轻重缓急， 并应 以灌草为主， 适当搭配乔木种类， 尤其应着力于多年生灌木的选择， 种类组成力石 灰石矿 山废弃地生态恢复工程研究 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　求多样化１ ０ １ ６ １矿 山废弃地的生态恢复技术有如下几种 ： 　　　　①物理修复 　　　　 就是利用物理措施对 废弃地的表面进行固 定处理。 常用的方法 有客土、 换土、 排土、 去表土和深耕翻土， 使耕作层土壤的重金属 浓度降 至临界 浓度以 下。 利用电 解法，在污染土壤中 通入直流电，使重金属 在电 解、电 迁移、电 和电 等 作 下 阳 （ 极 移 ｐ １ 渗 泳 的 用 在 阴） 被 走 ７ ２ － ｏ ］②化学修复 　　　　 在废弃地表面施用化学 物质，增强尾矿表层的 稳定性。 常采用 沉淀法、有机质法、抑制剂法等改良 措施脚 气 魂 ③生物修复 　　　　 就是利用微生物、 植物和动 物将土壤、 地下水或海洋中的危险 污染降解、 吸收 或富集的生 物工程技术系统脚 。 Ｊ生物修复具 有投 入较少， 治理后 不仅能有效阻止周围环 境的污染， 而且能够美化环境， 改变水文、 气候等条件， 还可能产生一定的经济效益。 依据参与修复的类型， 可分 为动物修复、 微生物修 复、菌 ‘根生物修复、 菌根根际生物修 复、 植物修复。 动物修复： 土壤中的某些低等 物（虹 ） 吸 土 动 如 叫 能 收 壤中 重 的 金属 据此 在重 属 染土 中 养 蜘， 。 ， 金 污 壤 放 虹待 其富集 重金属后， 用电激、 采 灌水等方法驱出 集中处 理， 一定 能 程度地降低污 染土壤中重金属的含量川； １ 微生物修复： 从污染土壤中筛 选出能降 解污染 物的细 菌、 放线菌、固 氮菌、 母和酶菌， 酵 通过实 验室的驯化、 修饰等提高其生物降能 力， 制成 菌剂再 用于污 染土壤的修复； 菌根生物修复： 根是土 菌 壤中的 真菌菌丝 与高 等植 物营 养根系形 成的一 种联合体， 利用菌根能 有效降 解和转 移环境污染物 的 特点，将其应用到生物修复中 卿周，目 前，国内 外科 研人员己 将菌根生物修 复 技术用于污水污泥、 污染土壤的治理； 菌根根际生物修 复： 菌根根际既包括菌 根的 真菌菌丝表面， 包括从菌根发出浸染周围 根， 也 土壤的 外延菌丝的 菌丝表面， 后者主要与土壤中的 营养的固 定、 吸收、 转移和植物传递有关， 植物以 积累的光‘ 合产物作为交换ｐ ； 刃 植物修复： 物修复技术是以 植 植物忍 耐和超量积累某 种或某 些化学元素的 理论为基础， 利用植物及其共存微生物体系清除环境中的污染物的一门 境 染 理 术 ｌ 义 植物 技 包 利 植 固 或 复 金 环 污 治 技 脚 广 的 修复 术 括 用 物 定 修 重 属 （污染土壤、 利用植物净化环境中 有机污 染物等方面脚 ； ｊ狭义的植物修复技术主要 指利用植物清洁污染土壤中的 重金属） 。 矿业废弃地常具确极端的生境条件， 　　　　 植被恢复的 难度较大。 矿业废弃地影响 植物定居的主要胁迫因子有沐 ： 】 ①物理结构不良， 持水保肥能力 ②极端贫 差； 膺，石灰石矿山 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 废弃地生 态恢复工 程研究Ｎ 、Ｋ及有机质含量 、Ｐ 极低或者养分不平衡； ③重金属含量过高， 影响植物各 种代谢途径， 抑制植物对营养元素的吸收及根的生长， 加剧干早。 在重金属 毒性较 的 况 施 无 肥 无 植 大 情 下， 用 机 也 益于 物的 长； 端声 值， 性条 会 生 ④极 酸 件 加剧重金属的溶出 和毒害， 并会导致养分不足。 强碱性也会引 起植物的 养分不足以 及酶的不稳定性等；⑤干 早或过高盐分 会引起的生理千早；⑥尾矿松散易流动， 风扬现象及表面温度过高等。 不同 类型的 矿业废弃地影响植物定居的因素不同， 因此， 在进行实施生态恢复前， 应分析矿业废弃地的理化性质， 找出 影响植物定 居的 胁迫因子，对 基质采取相应的改良 措施。 矿业废弃地的生态恢复应以 　　　　 恢复生态学作 为它的 理论基础， 通常处理的步骤 是先 用物理 法或化学法对废弃地进行处理， 消除或减缓尾矿、 废石对生态系统恢复或重 的物理化 学影 响，再铺 上一定厚度 的土壤 ， 矿物 具有毒性，还需有隔离 二 若 层再铺 土，然后种上植物 。１ 国内外矿山废弃地生态恢复研究概况 ２ ．１ １国外研究概况 　　　　　　 ． ２ 近半个世纪以 　　　　 来，世界发达国家对矿区废弃地治理非常重视。 据统计， 全世界 弃 区 积 ７万ｈＺ其中 夭 矿 坏 抛 地 废 矿 面 约６ ０ ｍ， 露 采 破 和 荒 约占５％ 根 美 ０ 。据国 矿务局调查， 美国平均每年采矿占用 土地４０ 万 ｈ Ｚ ５ ｍ，被占 用土地己 ４％ 有７的 地 复 生 环 。 是 界 废弃 恢 了 态 境 德国 世 上重 的 国 年 煤 达２ ， 要 采煤 家， 产 量 亿ｔ ‘以露天开采为主，德国政府对煤矿废弃地的复 垦、 生态恢复十 分重 视。１ 年， ９ ％ 全国 煤矿采 矿破坏土 践３ 万 ｌ１ 经完 地 ４ ｍ２ ，已 成复垦、生态恢复的面积有 ８ ３ 卫万腼产恢复 达犯 ％ 〕呈 在 大 亚， ． 该 的 导 业 矿 恢 ， 率 ５ 汉 ＊ ， 。 澳 利 采矿 业是 国 主 产 ， 区 复己经取 得长 足进展和 令人嘱目 的成绩， 被认为是世界上先进而且成功地处理扰动土 的 家 土 垦 生 恢 经 地 国 ， 地复 、 态 复已 成为 采 艺的 部 复 生 恢 开 工 一 分。 垦、 态 复 后 矿 被 攫 环 美、 气 鲜， 难以 认一 矿区 贾。 的 区 绿色 盖， 境优 空 新 已 辨 般 面貌３ 习为了保证 　　　　 废弃地生 矿区 态环境恢复的工作顺利进行， 许多国 家如美国、 加拿 大、 德国、 澳大利亚及东欧一些国 家都先后制定了有关法律、 法令、 章来约束 规采矿 对 地 破 以 律 式 求 矿占 、 坏 土 生 环 行恢 业 士 的 坏， 法 形 要 采 用 破 的 地 态 境进 复。石灰石矿 山废 弃地生态恢复工程研究 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　如甸牙利就有严格的 法律规定： 把肥 当 沃的土 地作其它用途时， 使用者应付一大 笔赔偿费， 其相当部分是用来改良 贫瘩的土 地， 在工业生产活动中被破坏的并已 不用作工业用途的 土地， 原使用者必须将其复垦， 然后归还农业部门。 此外， 许 多国 家为了 搞好生态恢复工作建立了 一些机构。 如美国一些州成立专门的生态恢 复企业， 包括农林业和工矿业的 其中 专家共同 从事这项工作， 自 在 行恢复的露天 矿，从事生态恢复 的工作人员己占 露天矿职工总 人数的 １％： ０ 澳大 利亚 在新南 威尔士州还专门 成立了 采矿工业土壤保持服务公司， 该公司制定长期的生态恢复 研究计划， 发展和改进恢复方法， 协助矿业部门 进行恢复工作， 进行矿区土壤调 查和土壤理化分析， 提供种子、苗木和专门的 技术人 才阴 。 １ 　　　　研究概况 么２国内 我国约有例 心多 　　　　 兀 座大中型国 有矿山， 万多座乡 ６ ２ 镇经 营和个人开采的 山 矿 。 如此数量众多的矿山开 采对土地和环境的 破坏是相当 惊人的倒。据统计， （ ２５ ） Ｘ 年我国因采 矿直接破坏森林面 积累计达 １ 万ｈ Ｚ ６ ０ ｍ， 破坏草地面积为２．万 ｈ Ｚ ６３ ｍ， 全国因 采矿累计占 用土地约 ５ 万 ｈ Ｚ 破坏土地 １ 万 ｈ 平 且每年仍以４ ６ ８ ｍ， ７ ５ ｍ， 万 ｈＺ ｍ 的速度递增， 而矿区土地复垦率仅为 １ １ 矿业固体废弃物的 ％ ０ 均。 污染持续时 间相当长， 据有关模型计算， 废石堆的污染会持 ５ 年， 续 ０ 未经处 置的 尾矿污染 也在 １ 年以 加 上训 。 因此矿山 废弃地的生 态恢复 在退化生态系 统的 恢复与重建中 具有重要的 位置。我国 废弃 的 复 作 在古 就开 少。 浙 绍兴 东 是 　　　　 地 恢 工 早 代 始了 ］ 如 江 矿区 例 的 湖原一处古 采石场， 从汉代起开山 取石。 隋代扩建绍兴城时， 大规模开采， 长年累月 开凿 千奇百 怪的峭壁和深邃的小 构成了东 塘， 湖的雏形。 代， 到清 东湖筑堤分界， 外为 河、 湖， 内为 并经长期的改造， 形成了山 水交融、 洞窍盘错的 风景旅游胜地。东湖风景 名胜 区在国内外都享有盛名 ， 在世 界矿区废弃地恢 复史上 占有显著 的地 位。我国 　　　　 废弃地的恢复工作开 近代矿区 始于 １ ０ ５ ９ 年代末。 但是，由 于社会、经 济和技术等方面的 原因， 直到 １８ 年代这项工作基本上还是处于零星、 ９０ 分散、 小规模、 低水平的 状况。１８ 年我国 《 ９ 土地复垦 规定》的出台，使我国矿区废 弃地的生态恢复工作步入了法制轨道， 废弃地恢复的速度和质量都有较大的 矿区提 ， ９ 年 １ ５ 全国 计 复 类 弃 地 ３ 万ｈＺ 其 ５ 高 １ ９ ０ 至 ９ 年 ９ 累 恢 各 废 土 约５３ ｍ， 中１ ． ６ ２家大、 中型矿区恢复 矿区 废弃地约为４ 万 卜 Ｚ占全国累计矿区废弃地面积的 ． ７ ６ ｍ，石灰石矿山 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 废弃地生态恢复工程研究１ ６％。 ． ２ 然而对３９ ８ 座乡镇矿区 调查表明， 镇小型矿区对土地破坏十分严重， 乡 生态恢复 率几乎为零。因此， 我国 矿区废弃地生 态恢复的任务还十分艰巨 书 ５ ３ １ 气我国 关 　　　　业废 地 态 复 论的 究 步于１ 年 有 矿 弃 生 恢 理 研 起 ９ 代，９ 年 ０ ５ １ ０ ９ 代以 后才初步形成一定规模， 研究领域主要集中在煤矿废弃地和有色金 属矿尾矿上恢复 植被等。 主要的 研究机构有中国 矿业大学、中山大学、山 西农大、 科院生态 中 环 境中心、 北京矿冶总院、 北京师大、 长沙黑 色冶金设计院等。 于参与 由 矿业废 弃 地复垦研究的人员中 有采矿、 地质、 测量、 农学、 地理学、 土壤学、 环保、 水利、 生态、 土地规划与利用、 林学 等多专 业， 我国的矿业废弃地的恢复正从较低层次 上的复垦向较高层次上的 生态恢复 过渡。我国矿业废 　　　　 弃地生态恢复率远低 于国外矿业大 国。 造成这种落后状态 的原 因主 要是①环保意识淡薄， 传统意识落后于形势； ②法律管理未落实到位； ③生态 恢复资 金不到位； ④科研工作跟不上； ⑤生态恢复 对象和方式较为单一， 多限 于绿 、 土 持 ‘。 化 水 保 脚３ ］我国 业 　　　　弃 研究 作 在 距 周。 生 恢复 矿 废 地 工 存 差 １ ① 态 ４ 技术 限 一 基 途 只 于 些 本径的研究，单一用途 的复垦；②土地复垦途径研究多为工程技术研 究，生态恢复技术研究较少，使农林复垦土地生产力 低，经济效益较差； ③矿山 废石或研石、 尾矿及废 水、 废气是 矿山生态系统破坏的主要污染源， 从理论上探索如何 减小土地破坏 ，减 少剥岩数量的新方法 。探索尾矿 的综合利用和复垦 ，尾矿水 的净化 、 回收 、循环、再利用 技术，尚在局部探索 实践，未从生态 学理论 高度 ，综合研究 减少废石生产 ，抑 制污染源 ，进行生态恢 复和 治理 ，使矿 山重建 良性生态系统，Ｌ ３石灰矿 山 废弃地生态恢复技术Ｌ １石灰石矿山 　　　　 ． ３ 废弃 地生态恢复技术 石灰石 　　　　 矿山废弃地裸露边坡因无 植物生 长的条件， 其生态恢复历来都是岩土 工程界的重点 和难点， 其治理难以达到 预期的效果。 在传统的工程护坡中， 对边 坡的处理主 要是强调其强度功效， 却往往忽视了 其对环境的 破坏； 生态护坡作为 岩土工程与 环境工 程相结合的产物， 它兼顾了防护与环境两方面的 功效， 是一种有 效的护坡、固坡手 段。石灰石矿山 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 废弃 地生 态恢复工 程研究生 　　　　 态护坡是指开挖边坡形成以后， 在其上通过植物的 种植， 利用植物与岩土 体的 相互作用 （ 根系锚固作用） 对边坡表层进行防 护、 加固， 使之既能满足设计 对边坡表层稳定的要 求， 又能 恢复植被破坏的自 然生态环境。 生态护坡在国外应 用己 较成熟， 但在国内 还处于起步阶段， 前所采用的护坡方式还是以 目 草坪种植 为主， 而且主要是 应用于 土质边坡， 在岩质边坡中的应用却还存在诸多问题。 从 目 前岩石边坡生态恢复的 方法来看， 根据基层形成的方式和途径不同， 主要有挂网 草 格 梁 和 播 轰。 植 法、 子 法 沟 法州挂网植草法是通过在开挖的 　　　　 岩石边坡 表面上， 挂网形成基层附着层， 在其 再 上栽种植被以 达到生 态的 恢复。 其施工过程为： 开挖边坡一 清理并平整坡面一 排水 施工一 基层处理 （ 含挂网 和土壤的 填固等） 植被的播 （ 一 种 撒播、 喷播） 植 ． 被的 养护。 根据挂 网形式 的不 同， 具体分为喷播植草、 三维植被 网护坡 、 沟植 草护坡 、 挖 土 式格室护坡。格子梁法是在岩石边坡上构筑一定厚度的 　　　　 格子梁， 在表面形成网格， 部 其内回 壤 从而 成 被 长 基 ， 栽 植 以 到 态 恢 。 据需 填土 ， 形 植 生 的 层 再 种 被 达 生 的 复 根 要，格构 的形式 可以是多样的 ， 如菱形格构 、 形格 构、三角形格构等 ， 构梁可 以 矩 格采用钢筋混凝土、浆砌条石等制作。沟播法 （ 　　　　马道法 ） 是在岩石边坡坡面上每间隔一定的高差设置一层马道 ， 形成阶段边坡， 在马道上按需要每间隔一定距离开 挖一定宽 度和深度的沟槽， 沟槽 内 回填土壤进行植被的恢复。该法在我国台湾地区的矿山生态恢复中被广泛使 用。 １ 是台 图＊ １ 湾亚洲水 泥股份有限公司花莲制造厂对开采之后的 矿山 边坡进行复垦的典型边坡 设计图。扮才图 １ 中国台湾省某边坡生态恢复的 　　　　　　　　　　 一 坡面设计图中可看出，设计总体坡角为 ５。 ３，在坡面上每 间隔 １ｍ 高差设置一层宽 ０石灰石矿山 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 废弃地生态恢复＿ 〔 程研究４ 道， ｍ马 形成阶段边坡， 阶段边坡坡角为７ ；马道上开挖深 １ｍ 宽 Ｌｍ的 ０ ２ ５ ．、 ｓ 沟槽， 并填土恢复植被。 Ｌ ２石灰石矿山 　　　　 ． ３ 尾矿废弃地生态恢复技术 石灰石矿山 　　　　 尾矿废 弃地土 壤贫痔， 理化性质差， 保水保 养能力 差， 植被恢复 与重建的 难度很大， 根据其不同的 利用 目 标，生态恢复可 采取不同的技 术措施， 主要包括： 植被 恢复演替 技术、土壤 生物改良 技术和客土 复垦技术 ３ 种模式脚 气 植被恢复演替是 　　　　 利用群落演替规 律， 根据矿 山 尾矿废弃地立地条件， 通过植 物种类筛选和合理的 植被顺序， 达到矿山 废弃地利用和植被恢复的目 的。 垦的 复 目的 是恢复废弃地植被， 改善生态 环境， 最终实现林业利用。 土壤生物改良 　　　　 技术是人工 干预下的一种群落演替类型， 最终出 现人工 干预的 偏途演替顶级一 农田， 发挥最大的经济效益。 客土复垦是指在有覆土条件的 　　　　 矿山 废弃 地上， 覆盖一定厚度 （ 为 ５ ｍ 通常 Ｃ ０ 左右） 有生 产能力的土壤， 并通过一些土壤改良措施 （ 如施肥、 种植豆科或绿肥作物 ） 直接对矿 山废 弃地进行利用的一种途径 ， 复垦 的 目的往 往是农业 或经济 利用。Ｌ ４研究 目 的和意义据不完全统计， 　　　　 我国 石灰石矿山开 采面积约 ７ 万 ｈ Ｚ 其中 ０ ｍ， 有良 好植被或 耕地覆盖的约 ５ 万 ｈ ， ． ６ 扩 还不到 １％ 。 ０ １ 石灰石矿山废弃地的危害： （ ５ ４ ①录离天 量的表土和废石， 改变原来的生 态环 境， 毁坏开采区的土壤、 植被： ②形成大量 的裸露边坡， 边坡的不稳定产生掉块或崩塌， 严重时 会发生 泥石流； ⑧产生大量的废石和矿渣堆积区 、占据大量的耕地和农 田。本研究以四川省龙门山国家地质公园内的柯家山 　　　　 石灰石矿山 废弃地为研究 对象， 结合前 人研究的结果， 采用现场调研， 综合分析与判断的 研究途径与方法， 研究石灰 石矿山 废弃地生态恢复工程， 为石灰石矿山 废弃生态恢复的安全设计和 生 态恢复 提供经验， 建立和完善石灰石矿山 废弃地生态恢复研究的基础理论和工 程方法。并为四 川省石灰石矿及同 类的矿山 生态恢复提供理论依据和工程措施； 并对四川 及全国防治区域性生态系统退化、 国土整治 和绿化、 美化和净化生态环石灰石矿 山废 弃地 生态恢复＿程研 究 １境， 有重要的理论价值和指导生产的实践意义。Ｌ ４本论文的研究内容通过以 　　　　 上对国内 外矿山废弃地生态恢复理论及研究概况的分析， 结合柯家山 石灰石矿场的具体 地质、 气候土壤 情况， 本文主要研究了 适合石灰石矿山 废弃地 裸露岩质边坡生态护坡的方 以 法 及适合石灰石尾矿地生态恢复的方 研究内 法， 容 主要包括五部分： 第一部分柯山家 石灰石 矿山 废弃地生 态现状研究； 第二部分石 灰石矿山 废弃地生态恢复系统集成技术研究； 第三部分石灰石矿山废弃地生态恢 复的 植被选择研究； 第四部分石灰石矿山 废弃地生态恢复工程研究； 第五部分石 灰石矿山 废弃地生态恢复 技术经济分析。 要解决 在关键技术问 题有： ①找到适合 柯家山 石灰石矿场地区 地质、 气候土壤条 件的植 物种类： ②因地 制宜选取适合柯 山 石灰石矿山 废弃地裸露岩质边坡生态护坡的方法， 力求达到边坡绿化和稳定的 统一； ③因地制宜选取适合 柯家山 石灰石尾矿地生态恢复的方 法， 达到恢复矿 区植被和改善生态环境。
石灰 石矿 山废 弃地 生态 恢复工程研 究第三章 石灰石矿山废弃地生态恢复系统集成技术研究石灰石矿山废弃 　　　　 地的生态恢复， 植被恢复是 重建生 物群落的 第一步。 柯山 家 石灰石矿山由于开采历史较长， 在过去的 历史背景 下， 只注重经济效益而忽略对环境破坏 ， 其矿 山环境 日趋恶化 ， 植被遭到严重破坏 ，形成不稳定边坡；矿渣堆 积区土壤贫痔 ，理化结构差，植被发育困难 ；生态恢复的障碍是土壤因子 。． ３ １物理化学修复技术研究３ ｌ物理修复 　　　　 ． Ｌ 技术 常用的物理修复技术有客土和 　　　　 深耕翻土，客土 是利用尾矿 库附近取土覆盖， 直接对尾矿表层起固定作用， 但需要 大量客 土资源， 投资高： 利用一定量的无污 客土与污土成比 例混合 是一种比 较常见的 方法， 从而降低土壤重金属的 含量， 减 少客土需求量； 这种措施在日 本用于处理重金属污染的土壤取得了 成功。 深耕翻 土即采用深耕， 翻动上下土层， 使得表土中的 重金 属含量降低， 这种方法动土虽然较 少， 在严重污染区不宜采用 ， 但 因为其受污染 的土层较深 ，尽管深耕也不能改 变土壤中重金属的含量， 相反， 可能带来严重的后果 ， 气 ． ３ ２化学修复 　　　　 ． １ 向 　　　　 污染土壤中投加改良 剂， 增加土壤有机质、 阳离子代换量和粘粒含量， 以 及改变 声 值、 ｈ Ｅ 值和电导等理化性 质， 使土壤中的重金属发生氧化、 还原、 沉 淀、 吸附、 抑制和拮抗等作用， 以减少 重金属的生物有效性。 如在土壤中 投加石 灰或铝酸盐矿物改良 剂可以 提高矿业废弃地土壤的 ｐ 值， Ｈ 从而改善原有的 理化结 构。 土 投 向 壤中 加改良 来 善 构 调 Ｈ 减 或 免 蚀， 时 剂 改 结 ， 节ｐ 值， 轻 避 风 同 增强尾矿的 持水保肥能力，为植物在尾 矿的定居提供良 好的环境１ １ ２ ５ 。 ３ ５ 物理和化学修复的 　　　　 优点是快速成， 但所需投入较大， 而且不能改变原 有的丑陋景观 。石灰石矿山废弃地生态恢复工 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 程研究３ ３工程护坡 　　　　 ． １ 传统工程护坡包括挡土墙护坡、 　　　　 干砌块石护坡、 桨砌石棱形网 格护坡、 三合土灰 浆抹 面护坡 、 挂网喷锚护坡等 ， 这类护坡 的优 点是护坡 能力强 ， 但缺 点是一次性投资大， 难以 恢复自 然植被， 不利于生 态环境的 保护， 在外观上较为单调生 硬，多 数情况下与周边的景观不协调 脾。 〕 针对柯家山 　　　　 地区的生态现状， 边坡存在一 定的 不稳定性， 有掉块、 崩塌、 滑坡 的可 能， 坡面 上几 乎无植被 生长的土壤 条件； 山渣堆积 区土壤无重金属污染 ， 矿但是土壤松散，理化性质差，土壤 养分缺乏，上 壤有机质、Ｎ Ｐ Ｋ含量偏低， 、 、 土壤贫痔。 由此 采取如下的物理修复技术： ①对边危岩体进行清除， 在坡顶和坡 脚修排水沟； ②分级削 坡的 基础上修 筑马道 及沟槽并回填土壤： ③修筑蓄水池和 挡渣墙； ④矿渣堆积区 土壤平整压实处 理； ⑤对边坡及矿渣堆积区土壤施用少量客土及有机肥 。１ ２生物恢复技术． 对裸露边坡的生 ３ １ 　　　　 ２ 物恢复技术 ①挂网植草法： 　　　　 是目 前使用最多的生态护坡形式， 这种方法的 特点是适宜性 比 较强， 可以 适用于陡 边坡甚 至直立 边坡， 工程措施相对简单， 但也存在显著的 缺点， 就是由于 基层的厚 度较薄， 持水性不好， 营养成分 以留 难 存， 难形成植 很 被长期生长所需要的 自 能 我调节的 生态环境，因 此养护的成本高，不 便于管理， 尤其降雨不充沛的地区或是在少 雨的季节为甚： 外， 另 当遇到高 强度降 雨时， 易 于导致基层的冲刷、 流失。 此，目 因 前这种方法虽然使用比较广泛， 但其长久 性 很 难保证，生态的恢复难以 真正实现， 叹 ②格子梁法： 种最为常见的结构护坡方式， 　　　　 是一 构筑格子梁可以 起到 边坡表 面防护的目 这种结 的： 构护坡方式可以与生态护坡结合考虑， 使其既能 满足强 度 功效，也能达到生态恢复的目 的； 这种方法适宜于坡角在 ６“ 下的岩石边坡； ０以 格子梁的施工方法比较简单， 所形成的植被 基层可以有一定的厚 度， 有利于 水分 的保持和地表水的涵养； 同时， 也使采用灌木、 甚至乔木进行边坡生态护坡成为可能 。不足的是，这种结构对坡度在 ６。 ０以上的陡边坡 具有 施工难度大 、格构成石灰石矿山 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 废弃地生态恢复汪程研究 ＿型困 难的特点； 另外一个往往容易被忽视的问 题是格构梁与地基的 适宜性， 格 当 构梁与边坡的岩性具有较大的刚度差异时， 往往会出 现格构梁的开裂、 破损或架空现象脚。 ｝③ 播 （ 法 ： 种生 护 式更 调 是 被 生 观效 其 　　　　 道 ）这 态 坡方 强 的 植 的 态景 应， 沟 法马对边坡表面的防护是通过植被的阻拦作用形成的。 于工法简单， 由 适宜性强， 尤 其是对坡角为５ 护￣沁。 陡边坡， 的 更能体现植被的遮挡效果。 外， 于用于放 另 由 置土壤基层的岩槽开凿在水平的马道上， 且深度和宽 度可以根 据需 要做较大的 调 整，因 此， 这种方式具有最好的水分涵养、保持和植被生长条件， 可以 进行乔、 灌、 相结合的立体绿 不足之处 草 化。 在于马 道上开 槽具有 较大的施工 难度： 外， 另 由于 这种方 式是通过植被的遮蔽来实现生态景观效果的， 因此， 它只适宜于坡角 在 ５。 上的中陡或陡 ０以 边坡，并且生 态景观效果的形成需要一定的植被生长时间娜 ｌ针对柯家山 　　　　 石灰石 矿山边坡的实际 情况， 裸露边坡坡度较大， 复垦的 可能性 不大、 从安全性、 长效性和实 用性出发， 选择沟播法对石灰石矿山 裸露边坡进行生态护坡 ，最终 实现绿化造 林．． 对矿渣堆积区的生 ３２ 　　　　 ． ２ 物恢复技术 ①植被恢复演替技术： 　　　　 属于人工干预下的早生砂土基质演替系列。 在这类演 替系列中， 起到首要作用的控制因子是土壤因子， 即土壤养分和水分等及其可能 得到改善的速度。 按照群落演替理论 矿山废弃地植被恢复过程是从先锋植物的 ，引入开始 ，经过一系列演替阶段 ，最终达到 中生 性的顶级群落。在 自然状态下，这一演替过程具有较长的 历史， 受到许多因素的制约， 特别是受到种子传播来源 的约束。 而矿山 废弃地植物的恢复与重建是人为干预下有 目 标的植被演替， 不受 种子传播来源的约束， 人工调 并能 控植被组成及辅助一些管理措施， 使生 境迅 速 得以改善，大大加速演替进程刚 。 ②土壤生物改良 　　　　 技术： 种模式的开始阶段与植被恢复演替相同， 先锋草 该 即 本植物 阶段， 使裸地迅速被植物所覆盖， 形成草丛群落， 同时改 善上壤和小气 候 条件， 创造适宜更多 植物生 长的生 境。 逐渐引 入对土 壤改良 作用 较强的 绿肥植 物 如紫花苗 猎、 沙棘、 瞥、 田 猪屎豆等作物进行压青， 使士壤迅速得到改良。 继而 引 进具有固 氮作用的豆科作 物与绿肥作物， 并轮番种植， 使土壤 得到改良的同 时获得 一定经 济效益， 使草丛群落逐步为低产农 田所 替代。 与此 同时加强水肥管理，石灰石矿山 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 废弃 地生态恢复 工 程研究并坚持一 季作 物的原则 使土壤得到进一步改良， 逐渐引进其它作物， 变低产农田 为高 产农田。 土壤生物改良 技术的特点是： 前期为 牧草地，以改良 土壤为目 的；后期 为农业利用 ，以经 济效 益为 目的。投 资较少，对于土地 资源紧张 、客土及 资金缺乏的 地区 具有重大应用价值１ 刃 气 ③客 　　　　 土复垦技术： 它克服矿山 废弃地土壤极端贫瘩问题， 并能 迅速为 植物所 定居， 矿山 废弃地为 森林、 草场、 果园及高产农田 等。 主要技术为： 在攫土的初期 ，由于新覆土 一般为未经熟化 的生土，需进行土壤熟化 改 良， 特别是有机肥 的施用， ‘ 提高土壤有 机质含 量和水肥保持及供给能力， 轮番种植绿肥作物和豆科作 物是一 条有效的途径。 当土壤培肥后， 应根据利用目 的加强作物栽培管理技术。 该种恢复、 建技术的 重 优点是： 快速， 能很快实现复垦目的； 缺点是： 需要大量 客土资源， 工程量大，投资高，大面积推广的现实性差溯 。 针对柯家山石灰石矿山矿渣堆积区的实际情况， 　　　　 堆积区虽然稳定性较差、 土 壤贫疮， 但其处于地势较低的位置， 对其稳定处理、 可 土壤改良 后复垦利 用。 从 经济 性、 全性、 用性出 安 实 发， 采取土壤生 物改良 技术对矿渣堆积区进行复垦利用。３ 石灰石 矿 山废弃 地生态 恢 复系 统集 成技 术研究 ３石灰石矿山 　　　　 废弃地生态恢复系统集成技术主要应用生 态学的 基本原 特别 理， 是生态演替理论， 并充分利用岩土工程学、 环境工 程学、 态学、 生 土壤学、 农学、 土地规划与 利用的 原理， 运用物理和生物的方法， 兼顾了防 护、 环境、 社会、 经 济四 方面的效益， 是一种有效的 矿山废弃地恢复手段。 生态恢复系统集成技术选用原则应遵循安全性、长效性、 　　　　 经济性、 实用性、 系统性 和集成性紧密结合的总体原则１。 ５ 根据柯家山 ］ 石灰石矿山 废弃 地的工 程地 质条 件、 边坡及渣场的稳定性、 土壤的理化性质， 制定出技术上科学、 工程上合 理、经济 上可行的综 合技术方案。 根据 　　　　 石灰石矿山 对柯家山 废弃地的 立地条件调查和分析， 其边坡有局部失稳 可能会出 现掉块、 崩塌等灾害， 新矿渣废弃地在暴雨或地震作用下易出 大规模的 滑塌事故； 渗透 土壤 系数大， 蓄水能力弱， 水分易蒸发， 抗早力 弱； 士壤有机质、石灰石矿 山废 弃地生 态恢 复工程研究 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｎ 、Ｋ 含量偏低 ，植物养 分不易吸收 。因此针对柯家 山地 区的立地 条件 ，首 、Ｐ 先采用物理的方法对废弃地进 行稳定处理后再用生物 方法进 行修复， 从而形成了石灰石矿山 废弃地物理一 生物生态恢复系 统集成技术： ①工程措施对边坡及矿渣堆积区稳定处理： 　　　　 危岩体的清除避免 边坡的不稳定带来的地质 灾害；对局部高 陡和 欠稳定边坡进 行分级 削坡，提高边坡稳 定性 ；对局部稳定性较差及失稳后果严重的边坡采用喷 锚支护加固 岩体； 在坡脚修排水沟，减少因降雨给坡面及坡脚带 来的危 害； 对矿渣废弃地采用工程机械铲平 、压 实，提高矿渣 的稳定性。②修筑水池及挡渣墙： 　　　　 利用区内自 然沟口 汇水处修筑蓄水池， 减少降 雨带 来的危 害， 还可在降雨时汇集大 量雨水并可利用池水进行 灌溉 ； 在坡脚修筑挡渣墙 ， 避免 因矿渣 的不稳 定性而发生的崩塌 、掉块对坡下铁路公路造成的破坏 。 ③坡面上修筑 马道及 沟槽并 回填土壤 ： 　　　　 坡面上几 乎无植 被生长 的土壤 ， 采用 工程机械在坡面上每 隔 １ｍ高差修筑一层 台面宽 ４ 的马道 ， ０ ｍ 形成阶梯边坡 ， 在马道上按 ３ 距开 ｍ间 挖宽 １ ｍ ５ ． 、深 １ｍ的绿化坑， ５ ． 并回填熟土， 为植被的生长和定居提供条件 。④选择适合当 　　　　 地生长的植物种类： 柯家山 地区气候条件、 地形地貌较好， 适合多数植物的生长 ， 但是 由于废 弃地的理化条件较差 ， 因此应选择耐早、 抗贫痔 、 根系发达、生长快的植被 ，如青 冈栋、小叶扶芳藤、黑麦草等。⑤坡面及矿渣堆积区恢复植被： 　　　　 削坡基础上在坡面上修筑马道及沟槽， 沟槽内填 土进行 乔、灌、草 的立体 绿化；边坡通过从裸地＊ 草丛、 灌从、针 叶林、常绿与 落叶阔叶混交林的自 然演替规律， 在辅以 人工的 干预措施在各演替阶 段都积 极引 进下 一演替阶段的植物种类， 使其迅速实现草本、 灌木和乔木复合的 森林群落一 常绿与落 叶阔叶混交林 的地带性植被形成 。矿渣堆积 区由于稳 定性较差 、土壤贫瘩， 应先对矿渣堆积区施用物理手段进行土地的平整、 压实使其具有一定的稳定性 ；再采取土壤 生物改 良措施 ， 选择抗逆性强 的草本类植物进行栽种 ， 使裸露地迅速被植物所覆盖， 形成草丛群落， 同时 改善土壤和小气候条件， 创造适宜 更多植物生长的生境； 演替规律遵循从土壤＊草丛、低产农田 ＊高产农田 的演替规律，在土壤得到改 良后 引入经济作物而实现土地复垦利用 。⑥栽后管护：由 　　　　 于废弃土壤贫痔，栽种植物后 应有专门人员进行定期施肥、浇水、除病虫，保证植物 的 良 生长。 性石灰石矿山 废弃地生 态恢复＿群 １ 研究 ＿第四章 石灰石矿山废弃地生态恢复的植被选择研究． ４ １石灰石矿 山 废弃地生态恢复的 植被建植理论从生 　　　　 度来看石灰石矿山 态学的角 废弃地的 创伤坡面属于次生裸 在人工不 地， 加以干 扰的 条件下它将沿着这样的路线进行演替１１先 ６ ５ ： 锋植物， 主要是一些多年生杂草、喜 阳的高草与灌木群落、 以乔木为主 的相对稳 定的顶 级群落 。 对于石灰石矿山 废弃地裸露边坡来说， 这样的演替过程需要很长的时间， 而且由于人为的 千扰， 一般只能 进行到第二阶段， 最终的 演替结果是以 木本植物为主的群落。 因 此， 在建植时 不仅要考虑当前的植被覆盖效果， 还要考 虑将来的植物群落组成。 对于陡 峭的岩石边坡， 即使周围为森林群落时， 也不宜建立中低型植物群落， 因 为林木根系不能扎入坚硬的岩石中， 其根系只能在表层土壤中 畸形生 长， 此建 由 立起来的中 低林型植物群落对自 然灾害的抵御力弱，不易形成稳定的植物群落。 陡峭的 岩石边坡首先以建立草本型或草灌型植物群落为宜， 自 在 然力的作用下， 随着植物群落的 逐渐演替， 早期的草 本型或 草灌型植物群落被中低林型甚至 森林 型植物群落所代替。 此可见石灰石矿山废 由 弃地的生态恢复应遵循以 下几条基本指导思想 ；（ 人工辅助 自 　　　　 ） １ 然植物群落的 建立绿色植物 　　　　 是 自然的产物 ， 而并 非人类所创造 。对于 己遭到破坏的边坡 ， 地 其表土处于不断 移动的状态时， 植物就不能 侵入和定居。 但是， 当地表土移动变得 极为缓 慢或完全停止时， 植物就可能 侵入。 据此， 对无表土的岩石坡面挖掘马道 及沟槽， 在沟槽内填充土壤， 对矿渣堆积区进行平整、 压实等 稳定性处理， 为植 物的 侵入和定 居创造可能的机会， 通过人工辅助的方法， 促进自 然恢复力的发 挥。 植物侵 入后， 未必都能持续生长发育， 干旱 霜冻等因素都可导致植物死亡， 土壤 养分贫乏时可 形成 自 然状态下不能生 长发 育的 弱小个体。 对此， 生态恢复提供的 土壤需 要满足植物的水分需求和一定的 养分供给。 此， 因 生态恢复的首要任务就石灰 石矿 山废 弃地生态恢 复 ＿程研究 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 「是建造植物生长 的稳定环境， 稳定植物群落最终依靠 自 然本身的 恢复 力来实 现。 （） 物种以 　　　　　　 ２植 外来的草本型先锋植物为主， 灌木种为 辅一般地 ， 　　　　 选用施工地的乡土类植物建立起来的植物群落更 易于向稳定 的植物 群落 发展，因为依照 自然进化的“ 优胜劣汰” 法则 ， 乡土类植物通过不 同种类间 的 竞争 己适应 了当地的生存环境 ，它们 比外来 的植物种对 当地气候 的适应 能力更 强。 但是 ， 乡土类植物的种子却不易大量采集 ， 不利于生态恢复技术的大量应用 。 基于此 ， 以采用与乡土植物 的生理 、 可 生态等特性相近的且易于大量获得的外来牧草类、 草坪类及灌木植物种作为先锋型植物种， 先在废弃地建造外来的先锋植物群落 ，然后再演替 为乡土类植物 群落 。． ４ ２石灰石矿山 废弃地生态恢复的 植被分布特征柯家山地区受区域气候和地形的影响 ， 　　　　 植被类 型繁 多， 物区系丰 富。 植 植物垂直性带谱明显。 区内 松柏类发达， 特别是在中山 带普遍有铁杉， 成各种铁杉 组 常绿阔叶林混交林。 区内属中、 针阔 低山 叶林带， 海拔 ９ 一１０ 米， ０ ２ ０ （ ］ 气候温凉， 多为山 地黄 壤及山地黄棕壤， 为次生性植被。 主要由 樟科、 矾科、山 山 茶科、山 毛样科、木兰 科等常绿树种组成；从低 处到高处的阴坡坡上依次出 现云 南松林、 华山 松林、 川西云杉树、 鳞皮冷杉树、 红杉树。 阳坡地带则全为硬叶常绿的高山 栋灌从、 林所占 矮 有。 另有适应其气候和环境的高山 柏、 香柏、 杜鹃、 杨柳等植物 ，均 已矮化为 灌木 丛。区内主要 自 然植被 如表 ４１ 一所示 ： 表 今１柯家 山石灰石矿 区的 自 植被类型 　　　　　　　　　　　　　　　　 然 植被类 型 常绿 与落 叶阔叶林 针 叶林 竹林灌丛 草 荒 山草丛 、草 甸 主要植物名称青冈、 　　 麻栋、 栓皮栋、档木、水青杠、樟树林、茶 马尾松、杉木、川板木、 铁杉、 云杉、 高山 松、 冷杉箭竹、杜 鹃、高山栋 、地盘松 、青香木、合金欢 、白刺花 穗序 野古草、垂穗鹅冠草、四川篙草、银莲花、矮 生篙草从 以上 自然 　　　　 植被 类型的分析 可大致看 出柯 家 山石 灰石矿 区 自 植被的演替 然规律如图今 。 １石灰石矿 山废弃地 生态恢复＿程研究 Ｌ图４ 　　　　　　　　　　　　　　 － １柯家山石灰石矿区 自 然植被的演替规律从 图中可以看 出在 自然状态下植被 向上演 替， 　　　　 而在人为干扰下则发生 向下演替， 根据人为影响的强 度和持续时间 不同， 向下演替的阶 段有所不同。 柯家山 地 带性植被是常绿与落叶阔叶混交林， 但在人为影响下开始发生向 下演替， 取而代 之的是一些喜阳的 植物， 如马 尾松。 如果马 尾松继续 遭到 砍伐， 就会变成各种灌 从； 灌从再被砍伐或火 烧， 则出 现禾本科及其他杂 草形成荒山草 地， 最后成为次 生裸地。 在向下 演替的某一阶段中， 如果停止人为干扰， 加之封山 育林， 自 在 然 状态下植被就会向 上演替， 种演替是长期的、 这 缓慢的演替； 相反， 则会向 下演 替， 而且这一演替过程往往是快速的。 了解和掌握植被的 演替规 律， 对矿山 废弃 地植被恢复与重建过程中优良 植物种 类的筛选、 适时引 入及人工加 速恢复 演替进程具有十分重要的意义 。． ４ ３石灰石矿 山 废弃地生态恢复的植被选择科学地选择适宜于石灰石矿 山 　　　　 废弃地的植物种类是建立废弃地植物群落的重要工作之一。 不同的植物具有各 自不同的基 因特性 ， 因而对 环境条件表现 出不同的适应性，生 态恢复 植物种类的选择应遵循以下原则 飞 ，① 适应 当地 　　　　 的气候条件 ；②适 　　　　 应当 地的土壤 条件（ 水分、 值、土壤性质等 ： Ｈ Ｐ ）石灰石矿山 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 废弃地生态恢复＿程研究 １③ 逆 （ 抗 性 抗 性、 寒 抗 瘩 抗 虫 等 强 　　　　 括 旱 、 热 抗 性、 贫 性、 病 害 ） ； 抗 性包④地上部较矮 ，根系发达 ，生长迅速 ，能在短 期内覆盖坡面 ； 　　　　 ⑤ 越年 生或多年生 ； 　　　　⑥适应粗放管理，能产生适量种子； 　　　　 ⑦种子易得且成本合理。 　　　　 针对 　　　　 柯家山石灰石矿区 特殊的气候特征，生态恢复草种一般选用冷 季型草 种。草 坪用冷季型草种发芽的最低温度为 ０ ５ ￣ ℃，最高 温度为 ３℃， ５ 最适温度 为 １ ５℃。 ５ ￣２ 研究表明冷季型草的 营养生长亦是在 较低的 温度下进行的， 适合 高 寒地区 生长。 草坪用冷季型草的主要种类有： 早熟禾属、羊茅属、剪股颖属、 黑 麦草属、 梯牧草、 冰草属、 雀麦属、 鸭茅等大属类 草种。 而且岩质边坡生态恢 复的草坪和草种至少要 满足以下三点要求： ①短时间内能 　　　　 在坡面形成纵横交错的网络， 能增加地表粗糙度， 具有拦截坡面径流 ，削减径流流速 ，防止 坡面侵蚀 功能；②能与周围景观融为 　　　　 一体， 简洁， 线条 气势宏伟壮观， 优美和方便交通； 舒适 ③造 　　　　 价要低， 而且有利于 后期粗 放式养 护管 理，适应市 场经 济要求。 按照中国草坪生态气候区 　　　　 划和国内常 用冷季型 草种的 根系状况； 地上部高度 及其对环境的抗性， 参考四川川主寺一 黄龙公 路生态 绿化方案， 建议柯家山 地区 用于生态 恢复的植被先锋型物种如表 ４ 所示， 一 ２ 实际运用过程中 应考虑豆科草 种 与 其它 草种、灌 木、藤蔓类植物搭配，以 及植物之间的 可适应性。 表 ４ 柯家山 　　　　　　　　　　 遭 地区生态恢复草本植物种选型及其特性序号名称根系 状况发达 　　　　 须根系 发达 须根系发达 须根系发达 须根系发达 须根系发达 须根系发达 须根系发达株高 ｍ ｃ （ ）０ ６ ４ 一０ ７ ￣３ ０１ ０ ７户 ０８ ０ ５ ９ 压 ０ ９ ．５０ ０１抗旱性 较强 强 　　 强 　　 一般强 　　抗寒性强 强抗贫瘩性 一般 强 强 一般 强 强分桑力 一般 强 　　 强 　　 强 　　 强 　　 强 　　 强 　　 一般草地早熟禾 高羊茅 　　 蒙古冰草 黑麦草 　　 小冠花 　　 小叶扶芳藤 剑竹 　　 蒲 公英 　　强 一般 强 强 强 强强 　　１ 一０ ０ ２ 加一 ５ ２强 　　 一般强 一般石灰石矿 山废弃地生态恢复 「 程研究． ４ 小结 ４通过以 　　　　 上分析研究， 结合 柯家山 石灰石矿山 废弃地的实际情况， 在坡顶主要选择抗寒 、 抗贫瘩能力强 的小叶扶芳藤为藤蔓植被 ， 利用 其攀爬 能力 实现对边坡 的覆盖 ； 在坡面和尾矿地 选择黑麦草 、 草地早 熟禾作 为先锋型草种 ， 到保 护坡 起 面和尾矿地初期稳定 的 目的；区内乡土类物种青 冈发达 ， 适宜在微碱性 石灰岩土 壤上生长 ，耐干燥 ，可 生长于多石砾的 山地 ，因此可选作坡面绿化 的主要树种 。 区内可见狗尾草、蒲公英 、小飞蓬发育 良好 ，可作为矿渣堆积区先锋草种 。
石灰石矿 山废弃地 生态恢复工程研究第六章 石灰石矿山废弃地生态恢复技术经济分析６ 技术分析 Ｊ６ １原理 　　　　 ． １本研究主要应用生态学的基本原理 （ 　　　　 千扰和演替理论， 整体性、 协调与平衡 性、自 生性和再循环性原理等） 尤其是生态系统演替理论，并综合利用岩土工 ， 程学、环境工程学、土 壤学、农学、土地规划与利 用的原理；遵循地域性原则， 生态学和系统学原 则， 社会经济技术原 则； 运用物理方法和工程措施对石灰石矿 山 废弃地进行系统处理， 消除或减缓尾矿、 废石对生态系统恢复的物理化学影响， 营造出适于植被生 长的生 境条件； 运用生 物的 方法选择耐干旱、 耐贫清的植被对坡面及矿渣堆积 区进 行生态恢复。６ Ｚ技术分析 　　　　 ． Ｌ 石灰石矿山 　　　　 裸露 边坡由于其无植被生长的生境条 件， 恢复的难 度较大； 矿渣 堆积区土壤贫膺， 理化性 质差， 植物生长困难。 本工程目 的是在较短的时间内 恢复植被，消除边坡发 生地质 灾害的隐患，减少边坡失稳造 成的经济损失 ， 改变丑陋的景观， 增加国家地质公园主要道路景观的 观赏性、 美学性。 本论文根据柯家 山矿场的生态现状选择石灰石矿山废弃地物理， 生物生态恢复系统集成技术： 废 弃地生态现状调查及分析一工 程措施对边 坡及矿 渣堆积区稳定处理、修筑水池 及挡渣墙、坡面上 修筑马道及 沟槽并回 填土壤、 选择适合当地生长的植物、坡 面及 矿渣堆积区 恢复植 被、栽后管护， 整个工 程技术兼 顾了防护、 环境、 社会三 方面的效益， 是一种有效的 矿山 废弃地生态恢复手段。 该技术工艺简单， 适宜性 强； 在坡面上修筑马 道及 沟槽并回填土壤， 该法具 有最好的水分 涵养、 保持和植 被生长条件， 可以进行乔、 草相结 灌、 合的 立体绿化， 体现植 更能 被的遮挡效果。 因此该技术具良 好的安 全性、 长效性、 实用性、 系统性、 集成性， 是一种有效的 生态 恢复工程技术方案， 适宜广泛推广。才灰石矿 山废弃地生态恢 复＿程研 究 ； Ｊ 二． ６ ２经济分析． １ ６ ． 投资费 　　　　 用分析 ２ ｌ （经费 　　　　 容 ） 分析内生态环境治理恢 复费用构成如下： 　　　　①清除危岩体及削坡工程； 　　　　 ②马道及沟槽工程； 　　　　③沟槽回填粘性土 ； 　　　　④蓄水池及灌溉管道； 　　　　 ⑤复垦及植树造林 （ 　　　　 含平整场地、 防护林等） ： ⑥方案设计费用； 　　　　⑦１ 创 地 　　　　 ） 形测量及详细地质调查工作费用 ； ：１ Ｘ⑧施工图设计费用； 　　　　⑨ 业主费用 　　　　 ；⑩工程监 　　　　 理费用。２ （分析费用说 明 　　　　 ）①一 是根 　　　　 据 《 ④项 四川省建筑工程计价 ２以 定额》及配套文件为依据编制， ０） 其中 材料价格按成都市调价表１和当地市场信息价调差， ０ 费用金额为１４６９ ０４１． ６ ４兀 。第 　　　　 ⑤项为复垦绿化工程； 作为生态环境恢复工 程单独核算， 参照成都市相关 农业、 林业植树造林价格执行。复垦及绿化造林面积：１ 亩，单价为 ４ 刃元 ６ ０ 以 ／亩 ， 计６众 元； 小 ４ 刃 （第⑥项为方案设计费用，按恢复治理工程总费用的 ３ 收取，即 ６ 元。 　　　　 ％ 万第⑦项为 ：１ 　　　　 １ 《 地形测量及详细地质调查工作 费用 ，按工程总费用的 ３ 拟） ％ 收取 ，即 ６ 万元 。第⑧项为施工图设计费用， 　　　　 按总费用的 ４ 收取，即为８ ％ 万元。 第 　　　　 ⑨项为业主费 用，按总费用的 ４ ％ ． 收取，即 ９ 万元。 ５ 为． ５第⑩ 项为工程监理费用，按总费用的 １ 　　　　 ％收取 ，即为 ２ 万元 。石灰石矿山 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 废弃地生 态恢受工程研究（费用汇总 　　　　 ３ ） 柯家山 　　　　 地区己 关闭 石灰石矿场生态恢复工程总投资费 用为 ２ 拭Ｘ 元丈 以 又又 大写 ） 贰百 万元） 详见表 尔 。 ， １ 表乐 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 １投资费用分析汇总表工程单项 单价 工程量 费用 （ 元） 备注治 理工程 （ 清方、 削坡、开挖马道及沟糟 、回填粘 性土 、修筑蓄水池等等 ） 复垦及绿化造林 　　　　 方案设计 　　　　　　　　 地形测量及地质调查工作 施工图设计 　　　　　　 业主费用 　　　　　　　　 工程监理 　　　　　　　　 合计 　　　　　　　　　　 礴 刃元庙 以 １ 亩 ０ ６１ ４ ９４ ４ ０ ６１ ６妇妙 妙 ｓｗｔ９５ｏｐ Ｚｗｔ『复垦 １ 亩、绿化造林 ４ 亩 ０ ２ ０按总费 　　 用的３ 的计价 ％按总费用 的 ３ 　　 ％的计价 按总费用的 ４ 　　 ％的计价 按总费用的 ４ ％的计价 　　 ． ５ 按总费用的 １ 　　 ％的计价． ６ ２运行费用成本分析 　　　　 ． ２①人工费 　　　　绿化造林 ４ 　　　　 亩， ０ 维护需要人员２ 人。 复垦土地 １ 亩， ０ ２ 维护需要人员６ 人。 人工费用按五类地区计算， 人工费单价为 ２５元／ 日， ０ 人． 植被生长至能 够通过 自 身的生态系统来维持平衡的时间 需要大 ５ 因此绿化造林 致 年， 人工费 用计算如下式：２ ２．元／ 日 ３ 日 ｘ 年二 ８ 　　　　　　　　　　　　　　　　 元 人ｘ ５ 人． ｘ６ 洋 ｓ ７ ２ ０ ５ ４５ 复垦土地维护即将土地改良 至能 够种植作 物为至需 要大 １ 时间， 致 年的 因此复垦 土地人工费用计算式如下式： ６ ２０ 元／ 日 ６ 日 ｘ 年二 ９ 　　　　　　　　　　　　　　　　 元 人ｘ． ５ 人 ｘ５ 库 ｌ ３ 科８ ５ 总的维护人工费用合计４ ２ 元＋ ９ 元二 １７０ ７８５ 科８５ １９２ 元 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ② 材料费 　　　　材料费 　　　　 包括植被生长所需要的 营养 （ 肥料） ，维护人员的工具， 因植被损 坏 或死掉需要重植。 恢复阶段按每亩地每年施氮 ８ 肥 公斤， 施钾肥 １ 公开，施 ０ 磷犯 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　石灰石矿 山废 弃地 生态恢复工程研究肥 ６公斤 ，按现阶段每公斤氮肥 （ 尿素 ）的价格为 ２ 元／ ， ％ ． １ 公斤 ４ 含量硫 酸钾 ５ 复合肥 的价格为 ２ 元／ ． ５ 公斤 ， ％含量磷酸二氢钱 的价格为 ２ 元／ ４ ６ ． ８ 公斤。因此肥 料 费用计算式 ：０ ４ 亩ｘ（ １８ ２ ｘ０ ２ ｘ ） 亩． ｓ １ ０ 　　　　　　　　　　 ８６ 元／ 年ｘ 年二１２ 元 ２ ｘ ＋ ５１ ＋ ７１０ 　　　　　　　　　　 ２ ｘ ）元／ 年ｘ 年二０２ ２ 亩ｘ （． ８ ２ ｘｏ＋ ８ ６ ２ ｘ ＋． ｌ ｌ ｓ 亩 ｌ ７３ 元 肥料费用合计： １７０ ７３ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 １２ 元＋０２元二８５ 元 １７ ２维护人员的工 具按每人一年 ５ 元计， ０ 那么维护人员工具支出费用：（ 人ｘ 年ｘ０元从 ． 　　　　　　　　　　 ）＋ （ 人ｘ 年ｘ０ 人． ）＝０ 元 ２ ｓ ５ 年 ６ ｌ ５ 元／ 年 ８０因植被损坏或 死掉重植估计花费 按植被种植价格的 １ 计算 （ ％ 只针对坡面绿化部分） ： ０ ４ 亩ｘ０ 元／ ｘ％二 ０ 元 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ４加 亩 ｌ １ ６材料费用总计为以上三种费 用的总 和：１７２ ８ 元＋６０ 二 １５ 元 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ８５ 元十 （ 刃 １０ 元 ２１２ ③该生态恢复工程总 的运行 费用 成本为人工成本与材料成本的总和 ： 　　　　 １９２ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 １７０元＋ １５ 元二 ４８２ ２１２ １ ７ 元 ） （． ６ ３项目 　　　　效益分析 ． ２随着生态环 　　　　 境恢复项 目的实施 ，必将 带来长远的社会 生态效益。在有 效保护地质遗迹和风景名胜的同时，矿山环境及周边区 域也得到了 有效治理和恢复。 通过改善该区生态环境， 可形成区域性生态屏障， 步发 进一 展壮大彭州市旅游业， 促进区 域经济的快速发展，为全面建设小康社会奠定 坚实 基础。①社会效益 　　　　柯家山 　　　　 地区采矿场及周边区域生态环境治理恢复是彭州市各级领导和当 地人民极为关注的大事 ，已经影响到当地社会稳 定。因此，该区生态环境 的治理恢 复对社会稳定及经济发展 必将 产生积极影响 。 ②生态效益 　　　　柯家山 　　　　 地区及采矿场及周边区域生态环境治理恢复， 必将改 变该区生态环境现 状，增强该区生态环境 的美观性、观赏性和 完整性，同时保护了珍奇的地质景 观 一飞来峰。 增强龙 门山国家地质公园主要道 路可视范围的生态环境与地质公园内景区 环境的 协调性和统一性， 观上拓宽了 客 地质公园的空间， 为地质公园建设石灰石矿山废弃地生态恢复Ｊ程研 究 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 二提 供可供观赏的景点 。 ③经 济效益 　　　　该 目 施后， 　　　　 项 实 采矿场平台约 １０ ２ 亩土地可以复垦 利用， 是良 好经济作物种植场地 ， 上可种植杜仲 、 其 黄连及果树 ， 按每亩每年综合收入 １ 洲 叨０ 《〕 Ｘ 一２ 元计 ，年可收入约 １万￣ 万元， ２ ４ ２ 这不仅可以 增加农民 收入， 而且可以 安置农村剩余劳动力 ，是一举 多得 的好 事 。． ６ 小结 ３通过以 　　　　 上分析，技术上采用石灰石矿山 废弃地物理一 生物生态恢复 系统集成 技术， 其工程量较大， 前期投入２０ ０ 万元， 用相对较高， 费 但此法具有良 好的安 全性、长效性、实用性、系统性和集成性，后 期维 护成本 １．万元，费用相对 ４１较低。矿 渣废弃地恢 复后，土地得以利用，每年 可收入约 １ 万一２ 万 元。 ２ ４石灰石矿 山废弃地生态恢复工程研究第七章 研究结论与展望． ７ １研 究 结论ｌ （通过对生态现状的研究， 　　　　 ） 柯家山 石灰石矿山 废弃地生态现状如 下： ①采矿区全 年平均 气温 １．℃，年平均降雨量 １０１ｎ ２６ ３ ｌ ，气候条件较好 ，地形地貌条件 ｌ ｌ中 等； ②边坡属岩质边坡， 坡角在 ５ ７“ 边坡大部分地段稳定 － ， ０８ 性较好， 但局部陡坡地段 因卸荷裂隙发育 ； 于堆积 时间较长 的渣场 ， 定性一般较好 ， 对 稳 但新堆渣场， 其稳定 性相对较差；③矿渣废弃地土壤质地 ｎ １、 Ｖ 区不同 、 Ｉ 层次 土壤溶 （ １ ｍ １ Ｚ ， １ ３ ｍ分 为ｌＺ ｃ３０ｓ 时、． ｇｍ， 重 一 ０ ，０ ｌ ２一 ０ ） 别 ｉｇｍ、．ｇ ０ Ｃ 一 ｃ ｍ Ｃ ／ ｇ ｃ ／ ０５ ３ ９／ ｃ自 上而下由高 、低的波动变化趋势， 区 而１ 的土壤 容重由 上到下则呈现由 低、高 的变化趋势： 土壤以 石质粗砂土为 主： 土壤的 渗透系数较大， 且从上到下渗透系 数由 高到低， 土壤的 排水性能良 好； Ｈ ｐ 值都大于７ 呈弱碱性， 土壤有机质、 、 Ｎ Ｐ Ｋ含量较低； 、 土壤 矿质元素含量达到国 家土壤质量二 级标准，可以 保障农业 生产和人体健康。 ２ （柯家山 　　　　 ） 生态恢复的主要障碍是土壤因子， 由于开挖边坡为岩质边坡， 坡面上几乎无土壤层 ；即使采用客土 覆盖，由于重力作用和 降雨等 条件 的影响土壤不易在坡面上形成稳定 和利于植被生长的土壤层： 矿渣堆积区 土壤理 化性质较差，植被生长困难 。） ３ （本论文针对柯家山 　　　　 石灰石 矿山废弃地的生态现状选择了物理一 生物生态 恢 复系统集成技术： 废弃地生态现状调查及分析、 工程措施对边坡及矿渣堆积区稳定处理 、 修筑水池及挡渣 墙、坡面上修 筑马道及沟槽并回填土壤 、 择适合当地 选生长的 植物、 坡面及矿渣堆 积区恢复植被、 栽后管护。 成了边坡整治， 形 植物 选择 与配置 ， 植与管护等一系列工程与生物相 结合 的技术措 施。 栽 该法 具有 良好的 安全 性、长效性 、经济性 、实用 性、系统性和集成性 ，是一种有效 的生态恢 复工 程技 术措施 。石灰石矿山废弃地生态恢复 工 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 程研究４ （选择了 　　　　 ） 植物种类： 坡顶小叶扶芳滕、 爬山 虎； 坡面黑麦草、 草地早熟禾、杜鹃 、青冈栋 ；矿渣堆积 区狗尾草 、蒲公英、黑麦草 、小飞篷 。 过这 些植物结 通 合的群落配置 ， 结合废弃地熟土回填 的处理 ， 有利 于植物较快 的生长 ，恢复受损 的生态环境。 ） ５ （采取先物理方法对废弃进行稳定处理 ， 　　　　 再用生物方法 针对不 同地 段选用 不同物种进行植被的恢复。 恢复 １ 年后各坡段植被群落覆盖度分别为： 坡顶 ３％ ５ ， 坡面 ７％， ０ 矿渣堆积区 ９％， ０ 总的恢复效果较好， 但坡顶由 于本身 立地条 件较 差且 恢复的时间较短， 其恢复效果较差。） ６ （柯 家山石灰石矿山废弃地生态恢复工程总投资 ２ 万元 ，运行成 本 １． 　　　　 ０ ４ １万元， 恢复后每年可产生收 入约 １万一２ 万元， ２ ４ 这不仅可以 增加农民收入， 而且 可以安置农 村剩余劳动力。 本工程 己通过 四川省 国上 资源厅 的验 收， 并计划 向 全省推广 。． ７ 建议 与展 望 ２） ｌ （石灰石矿山 　　　　 废弃地的 生态恢复研究涵盖环境学、 生态学、 土壤学、 岩土工程、 农学 、矿物学、地质 学、水土保持和土地规划与利用等 多门学科 ，此学科在国外应用己 较成熟， 但在国内 还处于 起步阶段， 前 目 从事该学科的 研究人员很少，还有许多工作需要实验 、 需要研究 、需要创 新。本人是在前人研究 的基础 上，结合柯家山 石灰石矿山废弃地生态现状和恢复 目 的，运用物理一 生物生态恢复系统 集成 技术对 石灰石矿山 废弃地进行生态恢复具有一定的实 用价值， 但在理论上还 不够 完善、不够成熟， 还需要进一步的加深研究。 ） ２ （由于资金的原因及本人知识的局限， 　　　　 本工程对植被的 选择和恢复没有 进行 室内实 验而采用前人研究的经验直接进 行的， 因此对植被的 恢复只做了 定性的 分析。） ３ （矿山生 　　　　 态恢复工程 研究 基质的改良 和物 种的选择， 要本 着经济、 合理的原 则， 就近取材， 可尝 以废治 ， 试“ 废” 如利用生活垃圾和污水污泥等有机废改良 废弃地不但 效果 好，并且具有较 高的生态环境 综合 效益。 ４ （ 由于资金、 　　　　 ） 技术和 国情 ， 中国不可能象 发达国家那样把环境保护作为矿 山石灰石矿山 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 废弃地生态恢复工程研究废弃生态恢复唯一的目 标， 而应兼顾生 态、 社会 和经济三大效益。 我国矿山 废弃 地的生 态恢复应注 意如下几个方面： ①切实贯彻 《 土地复垦规定》 《 、 土地复垦技 术标准》 《 和 土地管理法》 依法治理矿山 ， 废弃地。 ②改进生 产工艺， 将矿业生 产和生 态恢复结合 起来， 发展绿色矿业， 从源头上解决 矿业废弃地的问 题。 ③实 施适宜市场 经济和中国国 情的矿业废弃地生态恢复的 产业化战略。 ④在生态恢复 过程中， 应结合当地的自 然环境条件， 尽可能的 选择乡土植物。 ⑤由于中国 矿山 欠帐太多，国 家可 适当给 予扶持和政策优惠， 加快矿业废弃地的生态 恢复。石灰石矿 山废弃地生态恢 复＿程研究 〔致谢本文是 　　　　 在恩师魏 在山副 教授和唐述文高级工程师的悉心指导下完成的。 从最 初的 选题、 研究 方案的设计、写作提纲的拟定、内 容的修改，直至论文的完成， 每一步 都凝聚 着恩师的大量心血。谨此致谢 里 论文期间， 　　　　 得到了四川治金地质勘查局申 欢华工程师和同事的支持和帮助， 在此表示感谢！感谢我 的父母 、爱人及家人对我多年学业的大力支持和无私的帮助 里 　　　　谨 　　　　 借此文，向所有关心、支持、 帮助和支持我的恩师、老师、 领导、 同事、 朋友和亲人表示最诚挚的敬意：谢谢您们 ！ 幸苦您们！石灰石矿 山废 弃地生态恢 复 Ｌ ＿ 究 程研参考文献１ 钦佩， ］ １ 安树青， 颜京松． 生态工程学． 二版． 第 南京： 南京大学出版社，０２ ２ ：１ ９１１ ０ 一１价 马 骏 现 １ 世 代生 学 视． ： 学 版 态 透 北京 科 出 社， ９ １ ０ ９ 阎 许木 ， 瑶． 损 域生 系统 复 重 研 生 学 启 黄玉 受 水 态 恢 与 建 究． 态 报， ９ ， １ １ ８ ９ ８（ ） ４ 一５ 　　：５ ７ ５ ５卜 赵晓英， ］ 孙成权． 恢复生态学及其发展． 地球科学进展，９ ， （ ：７一 １ １ ５ ４ ４ ８ ９ ３ ） ４ ８ ０５ 家 徐 恢复 态 研 一 基 题 讨． 用 态 报，９ ［ 章 恩， 琪． 生 学 究的 些 本问 探 应 生 学 １ ９ １ ９ ，１ （ ） １ 一１ ０ １ ： ０ １２ ９！ 彭 麟． 复 态学 热 雨 的 复 世 科 研 发 １ ７１（ ： １ ６ 少 恢 生 与 带 林 恢 ． 界 技 究与 展，９ ９ ３ ９ ， ）５８６１ 一ｌ ｖ Ｉ 彭少麟， 赵平．以创新理论深入推进恢复生态学的自 然与社会实践． 应用生态学报，２ Ｘ １（ ） ９一（ 以） ，１ ５ ：７９８ ） Ｘ【 包维楷， ］ ８ 刘照光， 刘庆 生态恢复重建研究与发展现状及存在的主要问题． 世 界 科技研究与发展， ０１ ３ （） ４一 ２ ，２ １：４ ４ ８四 陈昌 持 发展 生 学． 京： 国 学 技 版 』 笃． 续 与 态 北 中 科 与 术出 社， ９ １ ３ ９〔 １尚 ０ １ 玉昌． 生态学 及人类未来． 北京：中国 青年出 版社， ９９ １ ８〔 周 生 石 矿区 态 复 论 述 中 矿 ， ０ ， （ ： ０ ］ １ 进 ， 森， 生 恢 理 综 ． 国 业 ２ ４ １ ３ １ １ ０ ３ ） 一 ２ ［ １ 欢， ２ １ 吴 周兴． 矿山废弃 地生 恢复 究 广西 态 研 师范 学院 报 （ 然科学 学 自版） ２ ） ０：３一５ （ ，２ ０３ ２ ３【］ 慧 王 功． 态 复 重 环 污 治 技 与 备，９ ， （ ： ３ １ 岑 贤， 树 生 恢 与 建， 境 染 理 术 设 １ ７６ ９ ）１１１２ １?１ｌ叼Ｌ习ｇ康乐． 生态系统的恢复与重建． 现代生态学透视，马世骏主编，１ １ ９ ９ １８７ 格默尔 Ｒ 倪彭年等译）． （ ． Ｐ 工业废 弃地上的 植物定 居， 北京： 科学出 版社，石灰石矿 山废弃地 生态恢复 丁程研 究 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ＿〔］ ６ １ 彭少 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