廢棄礦區生態環境恢復林業復墾技術的探究

解坤梅 何銀忠

種情況，礦山廢棄地區的復墾以及生態修復技術成為了生態環境相關領域研究的重點。在此基礎上，本文對礦區廢棄地區的生態修復技術進行簡單探究，并對土壤重構與生物恢復技術的優勢進行了總結。

[關鍵詞]土地重構；物理改良；生物修復

[中圖分類號]F407 [文獻標識碼]A

廢棄礦山的土地植被覆蓋退化較為嚴重，土壤成分貧瘠、有害物質含量超標、物理的性狀表現較為惡劣，因此，對廢棄礦區進行生態環境改造，修復生態系統是當前階段改善礦區環境條件的重點。生態系統的修復不僅包括土壤、動植物等條件的改善，還包括對水系污染的治理。環境條件的改善與恢復可以為區域生態群落的多樣性發展、水體治理和農業、林業的利用提供必要的基礎。

1 在廢棄礦區開展生態修復工程中的土壤重構復墾技術

1.1 土壤重構物理改良技術

在廢棄礦山進行物理改良的工作內容包括排土、客土、去表土以及深耕翻土等技術方法。在技術選擇時應該結合礦區的土質條件、恢復目標、項目經費以及設計方案等選擇合理的物理改良方法。在進行地表擾動之前，應先對土壤分層取樣，對土壤結構、性質、成分等數據進行分析、錄入，保證生態恢復工程對土壤的物理結構、植物種子、微生物、動物及營養成分產生的影響處于標準范圍之內。在工程結束后需要將土壤分層回填，這一過程屬于礦山環境恢復的標準程序之一。其中，土壤結構主要指的是顆粒排列、組合形式以及顆粒的大小。土壤結構的松散程度對植物根系的成長有著直接的影響。如植物根系的土壤如果是熔塊狀，那么根系可以在土壤基層中充分滲透，獲取植物生長需要的水分、營養。土壤結構的緊密與松散程度能夠通過表層土的替換來調整。礦山廢棄地區的土壤結構通常較為緊密，在開展生物修復工程之前需要通過換土、深耕等形式來改變土壤顆粒的密度，然后使用剝離、固定、粉碎等方法改變土壤的化學性質與營養成分。如果需要改造的廢棄土地的污染程度較為嚴重、土壤層薄甚至沒有土壤覆蓋，需要進行客土覆蓋。客土覆蓋工程的關鍵在于土源的確定以及覆蓋厚度、工程方法的選擇。除此之外，如果土壤的重金屬含量超過相關標準，需要采用動電法來進行修復。該種方法是將電極插入重金屬污染超標的土地中，輸入直流電，重金屬成分受電場作用的影響向電極移動，被集中處理。這種環境修復技術近幾年在土壤改造工程中應用較為廣泛，但由于土壤成分復雜性的影響，無法完全發揮技術優勢。

1.2 土壤重構的化學技術

礦山廢棄的土地大部分酸堿化程度較為嚴重，對于該種廢棄地，通常會采用化學手段進行改造。如使用FeSO4、硫酸氫鹽等化學物質，使土壤的鈉離子轉化為鈣離子，減輕鹽堿化程度，加強土壤中水分子對基質的滲透作用。如果廢棄土壤酸性較強，可以用生石灰、碳酸鹽等物質進行中和。重金屬中氫氧化物的實際溶解度僅僅弱于硫化物，在重金屬含量超標的土壤中加入石灰，能夠使其轉化為氫氧化物。與此同時，pH數值一旦升高，將引發重金屬離子、鈣離子的共沉淀，能夠抑制土壤重金屬分子的移動性，降低重金屬在植物中的富集程度。除此之外，利用木屑、糞肥以及污泥、綠色垃圾等有機物，也可以對土壤結構進行改善，能夠在提升持水能力的同時，保證陽離子的交換率。在土壤層上鋪設二十厘米厚度的垃圾、每平鋪蓋二十千克的石灰，對尾礦酸化情況有著十分顯著的抑制作用。

土壤重構中改善原有土層營養匱乏、有機質缺失也是重要的技術研究要點。土壤營養成分缺乏不僅會降低植物的成活率與生長率，還會進一步縮減生態群落的多樣性。因此土地復墾工程中，通常需要對土地中營養成分的含量、配比進行調節。研究表明，木屑作為一種獲取渠道廣泛、經濟成本較低的有機物質，能夠提升樹木、部分草本植物以及灌木的成活率。部分植物、土壤生物生長所需要的氮素主要來源于有機氮礦化或者生物固氮，因此，通過含氮木屑的鋪設可以提升土壤的實際肥力。與此同時，還可以使用城市污泥來提升土壤肥力。城市污泥主要指污水處理單位在進行污水治理時產生的廢棄物質，由于污泥中含有豐富的N、P、K以及有機物質，且黏性較強，因此能夠提升廢棄礦區土壤中的保水性，是土壤復墾工程中使用范圍較廣的填充物質。土壤中金屬超標作為礦區復墾的難題之一，由于隱蔽性好、影響范圍廣、持續時間長、不可逆轉性等特點，成為復墾技術深入研究的重點課題。工程單位可使用磷酸鹽進行重金屬的治理。

2 在廢棄礦區開展生態修復工程中的生物技術

生物修復土壤工程是指利用植物、動物以及微生物等生命體的活動、代謝改變土壤的化學性質與物理結構，進一步提升土壤肥力的修復項目。生物修復在污染物降解、吸收以及富集方面具備較大的優勢，且經濟成本投入較少，是較為常見的礦區生態修復技術。土壤重構的物理改良與化學改良盡管能夠對土質進行改造。但對礦區景觀的改善作用不高。相對而言，生物修復不僅能夠改善大氣環境與水環境，還可以降低污染影響，通過農林開發技術，提升礦區經濟開發價值。

2.1 植物修復技術

相關環保單位將植物修復工程定義為通過植物提取、轉化、吸收、分解、固定土壤中的沉積物、污染物或其他有害物質等技術的總稱。具體來講生物修復主要包括水生植物與土壤植物修復兩種。采用的主要技術類型包括根際過濾、人工濕地建設、廢物填埋淋洗、植物固化與蒸發等，通過誘導對水環境與土壤環境進行改造。生物修復技術在毒性不高的環境條件下應用較為廣泛，如豆科植物通過與根瘤菌的共生，能夠將大氣中蘊含的氮素固定起來。據研究數據表明，將豆科植物種植在受污染的土壤中，可以改善土壤的固氮積累速度，耐受低營養與毒金屬，是生物修復的重要植物選擇類型。

土地復墾和生態恢復的初始階段，植物種類的選擇至關重要。物種配置可運用恢復生態學、景觀生態學和植被群落理論等原理對植被群落的組成、結構和密度等進行設計，創造適宜的植物生存空間，避免種間競爭。植被的群落組成根據多樣性促進穩定性的原理，廢棄地造林應盡量配置成混交林，以增加植物生態系統的物種多樣性和層次結構。植被的群落結構應該模擬天然植被結構，實行喬灌草復層混交。實踐證明，對落葉喬、灌木應采用少量配土栽植，對常綠樹種則應帶土球移植，對于草本植物應采用蘸泥漿或拌土播撒種植。另外，通過礦區表層土壤發育的優劣，分別采用覆土和無覆土栽培技術。當表層土壤厚度較低時，可以在礦山廢棄地表面覆蓋一定厚度的土壤、污泥、粉煤灰等，促使土壤環境得到較大改善。對于分化較好的礦山廢棄地，由于表層土壤發育較好，可將植物直接栽植于土壤上，進行生態修復建設。

2.2 土壤動物技術

土壤動物在改良土壤結構、增加土壤肥力和分解枯枝落葉、促進營養物質的生物小循環方面起著不可替代的作用。作為生態系統食物鏈中不可缺少的組分，土壤動物扮演著初級消費者和分解者的重要角色，是食物鏈的基礎。植被恢復取得階段性進展后，可在土壤中培養某些低等動物。土壤動物的活動可以改善土壤的物理結構，增加孔隙度。蚯蚓還可以富集重金屬，采用電擊、灌水的方法驅出蚯蚓集中處理，可降低土壤中重金屬的含量。此外，生態修復還包括微生物的修復工作等。

3 結語

當前階段，我國的土壤修復、土地復墾方面的項目技術還處于發展的初級階段，盡管取得了一定的生態修復成果，但與廢棄礦區的總數量、面積相比，復墾比例較低。為此，研究行之有效的復墾技術既是保護耕地面積、對廢棄礦區的潛在價值進行二次開發的有效途徑，也是修復生態環境、保證區域生態群落多樣性發展的重要基礎。

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