矿山土地复垦简要

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–完整的生态循环系统和丰富的生态功能群体。
–完整的生态(服务)功能和效益产出体系。
–丰富的生物多样性
(2)生态重建的生态学原理
• 与物质相关的 (主导生态因子原理) • 与能量有关的 (能量转换的食物网原理) • 与空间有关的 (种群密度制约原理, 种群空间
分布格局原理, 边缘效应原理及生态位原理)
土地复垦意识还有待提高
七、生态恢复误区 ➢片面强调植被的覆盖率 ➢忽略了健康生态系统对异质性的要求 ➢大量使用外来物种 ➢缺乏对当地濒危物种的考虑
第二讲 国内外土地复垦进展
一、中国矿区土地复垦研究工作回顾
• 回顾过去50年内的工作,总体上,可划分 为四个发展阶段:
(1)上世纪50、60年代
• 矿区土地复垦沿用传统思路:通过填埋、 刮土、复土等措施将退化土地改造成可耕 种土地。这是一种以实现矿区土地可进行 农业耕种为目标的土壤修复工作。
• 与时间有关的(演替理论) • 与多样性有关的 (多样性导致稳定性, 植物多
样性是生态系统其它生物多样性的基础)
(3)土地复垦与生态重建的关系
• 土地复垦强调的是矿山土地可利用能力的 恢复,生态重建则在土地可利用能力恢复 的基础上,强调建立一个和环境协调的、 具有稳定生物群落的人工生态系统。
• 土地复垦是生态重建的前期工程,而生态 重建是土地复垦的最终目标,土地复垦应 是生态重建中的核心部分。
(2)进入70、80 年代
• 开始关注矿区土地资源的稳定利用以及相 关的基本环境工程的配套问题,使得土地 复垦更加系统化。
• 例如,中国煤矿学界取得了一系列研究成 果,其中包括煤矿开采引起塌陷的预报预 警系统、抗建筑变形理论、修复煤矿塌方 土地的综合技术等
• 这是以矿区土地资源稳定与持续利用为目 标的环境工程修复工作。
四、目前和今后的几个重要研究领域 1、酸性矿山废弃物污染预防技术
酸性排土场污染预防技术 2、边坡地水土流失防治技术 (1)边坡地水土流失的成因及其规律研究 (2)防治边坡地水土流失植被技术 3、土壤重构与培肥技术 (1)复垦土壤重构和熟化培肥技术 (2)煤矸石生物复垦技术 (3)尾矿无土复垦与菌根技术 (4)矿山污染场地生物修复技术 4、复垦地貌恢复与景观设计
三大功能群
①生产者:自养生物,主 要是各种绿色植物,也包 括蓝绿藻和一些能进行光 合作用的细菌。
②消费者:异养生物,主 要指以其他生物为食的各 种动物。
③分解者:异养生物,把 复杂的有机物分解成简单 无机物,包括细菌、真菌、 放线菌和动物等。
生态系统 的结构
形态结构 营养结构
生态系 统的功能
与推广,以及技术的工程化与产业化。
三、国内研究现状
1、《中华人民共和国土地管理法》、《中华 人民共和国矿产资源法》和《中华人民共 和国环境保护法》以及《土地复垦规定》 的颁布,为我国矿山废弃地复垦提供了法 律和政策依据。
2、20世纪80年代以来,我国土地复垦工作在 国家有关部门的领导和财政支持下已经取 得显著成绩。
• 环境污染:由于人类活动,把大量有毒有害污 染物质排入环境,使环境质量下降,以至危害 人类或其它生物正常生存和发展的现象。
• 生态破坏:由于人类不合理地开发利用自然环 境和自然资源,致使生态系统的结构和功能遭 到损坏而威胁人类和其它生物正常生存和发展 的现象。
第一讲


一、土地复垦
1、土地复垦
(3)20世纪90年代
• 在矿区土地复垦问题上更多地强调了生态学 方面的观点,包括:
–①选用适宜的表土、植物和肥料;
–②研究先锋植物根的生长模式及根系分 布结构;
–③研究重金属的迁移模式;
–④优化回填肥料的性质,例如利用煤炭 垃圾或粉煤灰回填或促进植物生长;
–⑤在生态恢复中综合考虑景观美化、可 持续性发展、人与自然的和谐等问题。
• 核心是迅速建成人工植被群落
地表有土性的土壤培肥
生 土壤培肥 物 (改良)
地表无土性培肥 微生物培肥技术
复 垦
生态恢复 (重建)
植被恢复 土壤系统的恢复
生态系统结构和功能的恢复
生态系统的组成
六大组成成分
• 无机物
非生物
• 有机化合物 成分
• 气候因素
• 生产者
• 消费者
生物成分 (生物群落)
• 分解者 (还原者)
3、生物复垦技术研究与应用受到高度重视, 特别是在应用微生物技术加速土壤熟化方 面成绩显著。
4、加强适生优良先锋植物种类的筛选、改良、 培育、种植技术及植被结构和功能设计、 食物链设计等研究。
5、生态修复技术达到消除环境中重金属等污 染的目的。
6、解决了酸性废弃堆场酸性污染产生的预防 技术。
7、边坡地侵蚀防治技术已实现工程化。 8、重视信息技术和3S等一批高新技术的应用
根瘤菌和菌根的生成,从而固定废弃物和加 速废弃物风化成土,促进植物迅速生长。
(2)矿山尾矿的多层覆盖技术 • 在矿山废弃物的上方加3层覆盖材料,并在覆
盖材料中间加薄薄的地质滤网。 • 3层材料分别是
–上层是约0.6 m厚土壤,供植被生长; –中部为约1.2 m厚且渗透较好的石块覆盖层,
增加材料透气性,促进水的水平流动; –下部为有机材料,用以耗气 • 这种覆盖技术可使尾矿酸化最小,污染迁移也 最小。
制,矿区土地质量变化规律研究,矿区生态 退化机理与修复等。 2、矿区土地复垦与生态重建实用技术 ➢包括采矿控制土地与环境破坏的技术、土壤 重构技术、景观重塑技术、植被恢复技术、 固体废弃物资源化与无害化技术。
3、矿区域土地与生态环境管理的综合研究 4、新技术的应用研究 ➢包括3S与VR技术在矿区复垦规划中的应用、
• 土地复垦是指对在生产建设过程中,因挖损、 塌陷、压占等造成破坏的土地,采取整治措施, 使其恢复到可供利用状态的活动。
——中国
• 恢复被破坏土地的生产效能和国民经济及改善 环境条件为目标的各项工作之总和。 ——俄罗斯
• 将因采矿而荒芜的、不用了的地区恢复到所期 望状态的行动。——美国
2、矿区土地复垦
(1)煤矿塌陷地景观设计与生态重建技术 (2)有色金属矿采矿——复垦联合技术与生态
重建。 (3)金属矿山废弃地景观设计与高效生态系统
建设模式 (4)半干旱山区矿山废弃地景观设计与生态重
建技术 (5)报废矿山的生态重建技术
五、我国矿区土地复垦 与生态重建研究的重点
1、土地复垦与生态重建的基础理论问题 ➢包括矿区土地利用僵盖变化驱动力与响应机
• 依据生态学、土地经济学、环境科学、测绘
学、土壤学及区域规划等理论,结合采矿工
程特点,对采矿过程中因挖损、塌陷、压占
等造成破坏的土地,采取整治措施,使其恢
复到可供利用状态的活动。
• 土地复垦是一项综合工程技术,包括两个过
程。
工程复垦
生物复垦
3、工程复垦
• 根据采矿后形成废弃地的地形、地貌现状, 按照规划的新复垦地利用方向的要求,并结
合采矿工程特点,采用采矿设备,纳入采矿 工艺,对破坏土地进行顺序回填、平整、覆
土及综合整治。
• 核心是造地,为生物复垦阶段生物群落的建 立,创造一个良好的生态环境。
工程复垦技术形式
充填复垦 非充填复垦
4、生物Байду номын сангаас垦
• 利用生物措施,恢复土壤肥力与生物生产 力的活动,是工程复垦的延续。
• 关键技术在于解决土壤熟化和培肥问题, 加速复垦地“生土”熟化过程。
二、土地复垦的特点
1、综合性
自然科学 技术科学 社会科学
2、技术性 3、系统性 4、地域性 5、多样性
破坏类型的多样性 复垦手段的多样性
三、土地复垦原则 1、谁破坏、谁复垦,谁复垦、谁受益 2、因地制宜、优先复垦为农业用地 3、复垦与生产建设统一规划 4、经济、生态与社会效益相结合
四、矿山土地复垦后用途(目的) • 森林 • 牧草地 • 农田 • 野生生物栖息地 • 娱乐用地 • 商业用地 • 水利及水产养殖 • 综合利用
• 土地复垦后的用途,应在制定复垦规划时予 以确定。
③开采出来的矿石经各种分选方法分选出精矿 后的剩余物排放堆积形成的尾矿废弃地;
④采矿作业面、机械设施、矿山辅助建筑物和 道路交通等先占用而后废弃的土地。
3、矿业废弃地特点 ➢土壤物理结构不良,基质过于坚实或疏松,
持水保肥能力差 ➢极端贫瘠或养分不平衡 ➢重金属含量过高 ➢极端pH值(强酸或强碱) ➢干旱或生理干旱严重
工程技术
• 土壤重金属污染治理技术 • 植被恢复技术
生物技术
• 矿区废弃物综合利用技术
• 大气污染治理技术
• 水土流失综合治理技术
二、土地复垦规划
• 土地复垦规划是土地利用总体规划的组成部 分,由各有关行业管理部门负责制定和实施。
1、基本任务
• 根据经济合理的原则、自然条件、土地破坏 状况,确定复垦的方法、措施以及复垦后土 地的用途。
矿山土地复垦
• 环境指影响人类生存和发展的各种天然的和经 过人工改造的自然因素的总体,包括大气、水、 海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、 自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜 区、城市和乡村等。
• 环境问题指由于人类活动或自然原因引起环境 质量恶化或生态系统失调,对人类生活或生产 带来不利影响或灾害,甚至对人体健康带来有 害影响的现象。
4、矿业废弃地对环境的影响 ➢地表景观破坏 ➢诱发地质灾害 ➢水文干扰与水质污染 ➢大气污染与微气候扰动 ➢土地资源破坏与占用 ➢土壤退化与污染 ➢水土流失加剧 ➢破坏生物群落的生态平衡和生物多样性
六、我国土地复垦存在的主要问题 • 土地复垦的配套法规不健全,缺乏强有力的
约束机制 • 国家政策不能全面地贯彻落实 • 土地复垦资金没有可靠保障 • 土地复垦技术研究严重滞后 • 缺乏健全的机构和执法监督 • 企业复垦的积极性未得到有效的保护,全民
能量流动 物质循环 信息传递




太 生 草食
一级
二级


动物
肉食者 肉食者
能者
还原者

(1)生态恢复的目标
• 对废弃矿地这样极度退化的生境,生态恢复的目标 是恢复生态系统必要的结构和功能,使受损的生态 系统回到一个更自然的状态下,能够自我维持,最 终实现系统的生态完整性。
• 完整性的生态系统特征 –完整的植被结构、丰富的植被层次和充分的地表 覆盖。
五、矿山废弃地 1、矿山废弃地 • 是指采矿剥离土、废矿坑、尾矿、矸石和洗
矿废水沉淀物等占用的土地,还包括采矿作 业面、机械设施、矿山辅助建筑物和矿山道 路等先占用后废弃的土地。
2、矿业废弃地类型 根据矿业废弃地的来源可划分
①由剥离表土、开采的岩石碎块和低品位矿石 堆积而成的废石堆废弃地;
②随着矿物开采而形成的大量的采空区和塌陷 区,即采矿坑废弃地;
3、水利播种与覆盖
• 是利用水利喷播机械进行水利播种。 • 为了提高植物成活率和减少侵蚀,在种液
中添加肥料和各种纤维覆盖物。
• 纤维覆盖材料通常是木质或纸质纤维制成 碎屑状(多为废弃的木、纸再生利用材料), 与种子一起混合成种液。
4、矿山固体废弃物复垦的新技术 • 矿山固体废弃物复垦技术主要有两项 (1)微生物技术 • 在矿山固体废弃物中引入微生物,促进植物
(4)跨入21世纪以来
• 一种以矿区生态系统健康与环境安全为恢复 重建目标的污染土地生物修复在中国逐渐受 到重视,其中包含了金属矿区土壤的植物修 复、微生物修复、动物修复及其联合协同修 复等多项环境与生物新技术。
• 随着该领域研究的逐步深入,可以预见,这 些新理念和新技术将会在全国范围内得到广 泛地应用,并在实践中进一步发展完善。
微生物复垦技术的应用、复垦中抗侵蚀与 防渗漏材料的应用、环境岩土工程等新技 术新材料的应用等 。
第三讲 矿山土地复垦工艺与方法
一、土地复垦技术体系
• 针对矿区生态环境特点,我国当前矿区土地复垦 的典型技术体系主要包括:
• 管理技术
• 规划设计技术
• 剥离一采矿一复垦一体化工程技术
• 地表整形工程技术 • 土壤培肥改良技术
• 发达国家的复垦率50%以上,主要原因是: –严格执行复垦法律法规 • 政府部门将复垦成效作为矿山运行管理 的主要内容之一; –复垦资金纳入企业成本 • 一般占5%一20%; –强化复垦科研工作
二、国外技术研究现状 1、新矿山均要求采用开采与复垦同步进行的
工艺与技术,从根本上改变复垦工作中“末 端治理”的诸多弊端。 2、对露采矿的复垦工作不仅考虑地形、地貌 和水资源的经济再利用,还注重社会的可接 受性和村庄的搬迁,复垦标准要求达到复垦 场地可持续使用、生态稳定性和社会可接受 性。
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