扎赉诺尔露天矿排土场水土保持生态修复中土壤恢复效果研究

摘要：本研究以扎赉诺尔露天矿排土场内8个不同生态修复模式为研究对象，在野外定点观测和数据采集的基础上，综合运用恢复生态学、自然地理学和资源环境学等理论和方法，通过对扎赉诺尔矿区排土场人工复垦地生态修复过程中生态环境的变化及驱动因素的深入研究，探索矿业复垦地特殊的生态系统结构、功能和演变的过程以及整体调控的途径和对策。对不同生态修复模式进行水土保持生态修复中土壤恢复效果评价，初步研究得出的一些结论。

关键词：排土场；水土保持生态修复；植被恢复；土壤恢复；水土保持功能

中图分类号：S154 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）04-0-01

一、研究背景

改善和保护生态环境，实施可持续发展战略，是我国的一项基本国策。全国每年新增水土流失面积10000km2，新增沙化土地面积2460km2，新增草原“三化”面积2×106km2，由此造成的直接和间接经济损失约1700亿元，接近我国国民生产总值的3%～5%。《2001年中国国土资源公报》显示：我国矿山生态环境破坏和污染十分严重，累计毁坏面积近40000km2，目前全国仅有4000km2的土地得到了复垦利用，仍有30000km2被破坏土地荒芜，每年还以数1000km2的速度在递增。

随着矿区水土流失面积的持续增大，土壤侵蚀强度均为强度侵蚀以上，给生态环境带来巨大的破坏。矿区水土流失是由于人为扰动地面或堆置固体废弃物而造成的水资源和土地资源的破坏和损失，是以人类生产活动为外营力而产生的一种特殊水土流失类型，既有水土流失的共性，也具有自身的特殊性。其明显区别于其他因素造成土壤侵蚀的特点在于是一种典型的现代人为加速侵蚀。矿区水土流失的这种破坏有时是不可逆的。人们由于重视矿区生产而忽视水土保持。由于矿区人为破坏较严重，水土流失较剧烈，其生态修复过程往往需要人为辅助。改善排土场环境条件、绿化美化排土场是需要我们共同努力的一项长期而艰巨的任务。

二、研究的目的意义

内蒙古扎赉诺尔煤业有限责任公司1902 年建矿，先后经历了东清铁路办矿、沙俄资本家办矿和日伪统治时期，1945 年终归人民所有，1958 年设立扎赉诺尔矿务局，原属中直大一型煤炭企业。1998 年下放到内蒙古自治区管理，1999 年改制为扎赉诺尔煤业有限责任公司，2007 年回归中央直属企业中国华能集团，隶属华能呼伦贝尔能源公司管理。扎赉诺尔煤田南北长 45km，东西宽 23 km，总面积 1035 km2，截止 2005 年末保有资源储量 104 亿吨，以褐煤为主，不仅是理想的发电燃料，而且极具深度转化和综合利用潜力。主要市场为内蒙古东部和东北三省。扎煤公司现有 6 个生产矿 ，其中扎赉诺尔露天矿南北走向长度4.1 km，东西倾斜宽度2.3 km，面积9.43 km2。可采储量为6453万吨。扎赉诺尔露天煤矿开采所带来的排土场、废弃地、塌陷地的复垦再利用成为目前急需解决的问题。

因此矿山水土保持生态修复，是关系地方经济发展、社会稳定和居民健康的重大任务。本论文正是在这样一种环境及社会背景下提出的。

1.研究区植被恢复效果研究

植物是群落结构的主体，它也是对生态退化的敏感者，它是衡量和评估生态系统退化或恢复的最基础的和最重要的指标。本文对植物种类样地调查和植被多样性进行研究，对不同生态修复模式下的植物群落特征比较分析。

2.研究区土壤恢复效果研究

运用土壤学理论对不同生态修复模式下的土壤的基本性质作系统分析，研究不同修复模式对土壤理化性质的影响；通过建立土壤评价指标体系及相应权重值，利用灰色关联度分析方法，进行生态修复中的土壤质量评价，确立最佳生态修复模式。提出切实可行的生态修复方案。

3.研究区水土保持功能研究

生态系统水土保持功能与土壤侵蚀密不可分，生态系统表面的植被可以很好的减弱水土流失的程度，减少水土流失量，同时也保住了土壤中大量的养分。

生态系统保持水土功能主要体现在三个方面：（1）植被对降水的截留作用；（2）植被下土壤的透水和蓄水性能；（3）植被根系对土壤的固结作用。

从植被和土壤两个方面研究不同生态修复模式的水土保持功能。

三、研究区自然概况

扎赉诺尔煤矿位于呼伦贝尔市满洲里市东南部，行政区划隶属于内蒙古自治区满洲里市。年设计能力576万吨，年核定能力为543万吨，主要工业煤产品是理想的电煤和民用煤种。矿区西距满洲里市区中心24km，东与新巴尔虎左旗接壤，南濒中国第五大淡水湖 ——呼伦湖，北经二卡口岸与俄罗斯赤塔州的阿巴盖图水陆相通。扎赉诺尔区火车站是滨（哈尔滨）～洲（满洲里）铁路的主要车站之一，西通满洲里，东达齐齐哈尔、哈尔滨等地。

扎赉诺尔露天矿南北走向长度4.1km，东西倾斜宽度2.3 km，面积9.43 km2。可采储量为6453万吨。

扎赉诺尔露天矿地处呼伦贝尔高平原，北部及东北部与低山丘陵相接，地势北东高而南西低。区内地形起伏呈缓波状，表层大部分为第四系所覆盖。

项目区属寒温带大陆性季风气候。气候特征为冬季漫长而寒冷，夏季短促雨水集中，春秋两季气温变化急剧。春、冬季风大风多，项目区属于中温带半干旱大陆性季风气候。多年平均气温为-0.7℃，年降水量287.5mm，6～8月占全年降水量的70%左右；全年主导风向wnw，年平均风速4.1m/s，最大风速25.7m/s。10年一遇24小时最大降雨量36.7mm，20年一遇24小时最大降雨量52.4mm。最大冻土层深3.89m，无霜期111d。

本区地带性土壤为栗钙土，部分低洼地段为草甸土，腐殖质层厚度约20～40cm，有机质含量2.9%～4%，土壤质地为轻壤-中壤土，土壤细沙、粉沙含量高。

本区自然植被为呼伦贝尔高平原典型草原，以羊草草原生态为主，分布贝加尔针茅、羊草、大针茅、野豌豆、冰草、糙隐子草、小叶樟、冷蒿等植物，草群高度25～44cm，植被盖度为50%～70%。本地区适宜人工种植的草种有羊草、冰草、披碱草、紫花苜蓿等；树种有樟子松、落叶松、小叶杨、柳树、柠条、胡枝子、紫穗槐等；绿化树种为云杉、榆树、丁香、玫瑰、黄刺玫、榆叶梅等；绿化草坪草种为草地早熟禾等。农业植被有玉米、大豆等。

扎赉诺尔露天矿排土场坐落于采掘场南侧，是露天矿剥离物的外排弃场。扎赉诺尔排土场1960年开始启用，1966年形成规模，1999年停止外排，南北长5.4km，东西宽1.1km，目前占地面积为6.04×106m2，总排弃剥离土层1.81×105万吨。

2005年，扎赉诺尔煤业公司在排土场最顶盘进行大面积复垦，主要把整个排土场划分为农用地、林地、草地、苗圃等几大部分，进行不同利用方式的种植。

四、结论

以扎赉诺尔露天矿排土场8种不同的修复模式为对象，应用土壤发生学及其相关学科的基本理论，就不同生态修复模式对土壤质量及其发生、发展和演化过程运用方差、显著性分析，对不同生态修复模式下的土壤化学质量、物理质量指标间差异进行了对比研究，初步确定了生态修复效果评价指标及其权重，运用灰色关联分析法进行了较全面的土壤质量效果评价。为建立有效改善土壤质量的修复模式，合理利用土地资源提供了决策依据。

扎赉诺尔露天矿排土场不同修复模式对于土壤综合恢复效果并不相同，落叶乔木、固氮树种刺槐、豆科固氮灌木紫花苜蓿、非豆科固氮灌木沙棘、樟子松和人工牧草紫花苜蓿改良土壤效果较好，提高土壤肥力明显，有利于矿区废弃地土壤理化性质的改善。

针对内蒙东部地区生态修复普遍缺乏科学及生态修复效应分析的现状，本文基于扎赉诺尔露天矿排土场生态修复工程的实施，选取土壤机械组成、土壤容重、土壤孔隙度、土壤田间持水率、土壤有机质、土壤碱解氮、土壤速效磷、土壤速效钾和土壤PH值作为评价土壤恢复的指标，利用方差分析、相关分析、关联度分析、层次分析法、熵值法和组合权重法等方法对数据进行处理和分析，对生态修复区生态修复效果进行分析。在此基础上，依据前人经验及论文前面的单因素分析结果，制定了土壤质量评价指标，运用灰色关联分析法建立了评价模型，计算了各评价因子的权重，最终将各土壤理化性质评价因子的隶属度与其权重加权求和，得出土壤综合质量指数。本模型评价结果如下：

不同修复模式土壤质量评价综合值由大到小依次为：CK2未干扰群落>C1刺槐群落>C4紫穗槐群落>C5沙棘群落>C3樟子松群落>C6人工牧草群落>C2杨树群落>CK1未修复群落。扎赉诺尔露天矿排土场不同修复模式对于土壤综合恢复效果并不相同，落叶乔木、固氮树种刺槐、豆科固氮灌木紫花苜蓿、非豆科固氮灌木沙棘、乔木樟子松和人工牧草紫花苜蓿改良土壤效果较好，提高土壤肥力明显，有利于矿区废弃地土壤理化性质的改善。从土壤恢复功能的分析结果发现，灌木、人工牧草的土壤恢复效果较好。

推荐访问:诺尔 露天矿 水土保持 土壤 修复