废弃地的生态恢复..

• • • • 占用和破坏大量的耕地资源 对本地生态景观造成严重影响 对周围地区产生严重环境影响 对整体生态环境造成影响
2.2 矿区废弃地生态恢复技术
• 对矿区废弃地生态恢复的通常处理步骤
– 先用物理法或化学法对矿区进行处理，消除或 减缓尾矿、矿石对生态系统恢复的物理化学影 响。 – 再铺上一定厚度的土壤。若矿物具有毒性，还 需设置隔离层再铺土。 – 然后栽种植物以逐渐恢复生态系统。
– 木本树种选择
• 东北地区；小叶杨、旱柳、大黄杨、家榆、小黑杨、 垂柳、皂角等 • 华北地区：臭椿、法桐、柳、柏树、银杏、丁香、苹 果、山楂、桃等 • 西北地区；家榆、榆叶梅、桃叶卫茅、小叶丁香、银 杏、臭椿 • 华中、华东地区：马尾松、加拿大杨、泡桐、旱杨、 毛白杨、火炬树、臭椿、白榆等 • 华南地区：园柏、藏柏、华东松、栎树、圣诞树、黑 荆、蓝桉等
• 垃圾处理场地landfills
– 城市固体废弃物的简单处理地 – 垃圾填埋场
1980年城市生 活废弃物达 3100万吨。 1995年上升为 1.07亿吨。
1.3 废弃地生态恢复的目标和意义
• 目标
– 矿区废弃地生态恢复要求进行生态复原或生态 修复，即恢复到自然的原始状态或可利用状态。 – 城市工业废弃地和垃圾填埋场的生态恢复要求 进行生态改建，恢复到一种具有景观美学价值， 或者可以利用的生态系统。
• 化学恢复
– 利用相对较少，一般只应用于小范围的生 态恢复 – 目的：和工程恢复方法结合，改良土壤的 本底，以适合植物生长；在生态恢复的过 程中增加植物的成活率和生长速度。 酸化 碱化 去除盐分 去除毒物 营养物添加
• 生物恢复方法
– 应用较广泛 – 目的：恢复土壤肥力和生物生产能力，建立稳 定的植被层以构建生态系统。 – 微生物土壤改良、特种植物栽种、植物引种等
• Waste land；是指弃置不用的土地。
– 包括在工业、农业、城市建设等不同类型的土 地利用形式中产生的种种没有进行利用的土地。 – 是人类文明发展的伴生物，是人类活动强度超 过自然恢复能力的结果。 – 产生废弃的原因主要包括能源和资源开采、城 市和工业的发展以及人类废弃物的处置不当等。
1.2废弃地类型
– 适宜度评价：是对被恢复地在一定条件下对不同土地 利用方式的适宜程度进行评价。 – 质量评价；是对被恢复的土质、坡度、土壤状况、排 灌条件等土地质量方面进行评价。
经济评价：是对被恢复地在某一用途上可能取得 的经济效益进行综合评定，依据被恢复地上获得 的效益与投入的人力、物力资源间的对比关系， 以生态恢复净收益作为评价标准。
• 工程恢复方法
– 为基础方法 – 主要目的是对废弃地的地形、地貌和土壤本底 进行恢复，建立利于植物生长的表土层和生根 层，获得较好的土壤基质层。 表土处理方法：堆置、平整等 矿坑恢复方法：矿坑充填、积水坑疏排 土壤改良措施：强夯、疏松、淋溶、表土更换 物理方法：客土法、土壤电修复、土壤热修复
矿区类型
金矿 石墨矿
恢复类型
农业、林业、草地 农业、林业、工矿
煤矿
锰矿 沙矿
林业
果园、工业用地 农田（水田）
煤矿排土场
煤矿塌陷区
工业、建筑、农业、旅游业
渔业、水上公园
废弃地生态恢复的意义 • 社会效益：美化环境，节约土地资源 • 经济效益：创造经济价值 • 生态效益：减少污染，改善环境
1.4 废弃地生态恢复的原则、步骤和方法
废弃地的生态恢复
1 2 3 4 废弃地生态恢复总论 矿区废弃地的生态恢复 城市工业废弃地的生态恢复 垃圾处理场地的生态恢复
1 总论
• 废弃地是人类文明进程的产物。 • 印度的废弃地达1.2×107hm2。 • 估计21世纪中期，我国因生产建设而人为 破坏的土地将达400万公顷。
1.1废弃地的定义
– 排土场：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积地。 – 采场：矿体采完后留下的采空区和塌陷区形成 的采矿废弃地 – 尾矿区：开采出的矿石经选出精矿后产生的尾 矿堆积形成的尾矿废弃地。 – 其他：采矿作业面、机械设施、矿区辅助建筑 和道路交通等先占用后废弃的土地。
2.1 矿区废弃地的危害
• 矿区废弃地(mining wasteland)
– 人类对资源和能源的索取时所产生的一种废弃 地。 – 露天采集区和非露天采集区 – 采场、排土区和尾矿区
• 城市工业废弃地（urban industrial wasteland)
– 城市工业改建留下的城市空白地。通常已被重 污染 – 恢复途径主要是建设成城市花园或自然保留地
（1）矿区废弃地地形地貌恢复技术
• 主要任务
– 恢复废弃地的原始地形地貌，防止地质变动， 提供土壤基质，为今后的土壤恢复和生态系统 恢复奠定基础。
废弃地充填恢复技术
• 就是使用一定的固体物质，对矿业开采留 下的矿坑或沉陷区进行充填。 • 煤矸石充填恢复技术
– 煤矸石分层充填：充填一层，压实一层 – 煤矸石全厚充填 – 填充注意之点：填充时应该注意将下层的矸石 压紧或者加入一定的辅助材料进行压实，以形 成一定的隔水层。
• 粉煤灰充填恢复技术
– 粉煤灰为燃煤电厂排放的一种废料，产量1万 吨/万KW. 年。 – 方法；
• 先在恢复区修筑储灰场，并好围堰，然后利用水力 将煤灰经管道送到沉陷区的储灰场。 • 煤灰沉积后填充，而水分经排水口流出，循环使用。 • 煤灰积累到预计高度时，停止充灰，在粉种VA菌根，不仅有利于磷的吸收，而且 还有利于对钼的吸收，并能促进根系生长和根瘤形成， 促进地上部分生长。
（3）矿区废弃地植被恢复技术
• 植被恢复的重要性
– 植被恢复在整个生态恢复过程中处于核心地位。 利用多层多种植物群落的整体结构，控制水土 流失。 利用植物的有机残体和根系穿透力以及分泌物 的物理化学作用，促进土壤的发育形成和熟化。 利用植物群落根系错落交叉的整体网络结构， 增加固土防冲能力，为其他生物提供生境。
• 原则（五原则）
– 自然原则：必须首先考虑当地的各种自然特征、 环境因素，因地制宜地进行恢复。 – 系统原则：遵循生态系统规律。 – 无害化原则：采用对其他生态系统无害的手段 进行恢复。 – 经济原则：实事求是，地力、人力、财力三方 面量力而行。 – 管理和监督原则：恢复前的规划，恢复后有效 管理和监督。
• 排土法
– 采矿工程启动前，先把表层30cm及亚表层3060cm土壤取走，并加以保存，待工程结束后 再把它们放回原处。
• 土壤热修复
– 利用污染物的热挥发性，采用加热方法将汞或 容易蒸发污染物从土壤中解吸出来。
• 土壤电修复
– 20世纪90年代后期发展起来的技术 – 在被污染的土壤两端加上低压直流电，利用电 场作用，将污染物迁移到一端，而实现分离的 技术。
• 影响城市的经济发展
– 影响城市土地利用带来的收益
• 对城市生态环境具有一定影响
– 裸土扬尘 – 污染元素在风力降雨搬运作用下，污染城市水环境、气 环境。如硫酸厂、化肥厂、农业药厂、化学药品厂废址 等。
城市工业废弃地生态恢复的特点
• 生态恢复具有很大的便利性
– 城市工业废弃地往往具有相对小的污染效应， 一般不需进行土壤系统的修复。 – 位于城市中央，生态恢复后具有很大经济利用 价值和多种用途，资金较易筹集，运输等工程 较便利。
种植植被
种植植被 种植植被 排水 抗性植物
主要营养 元素
微量元素
种植固N，抗 性物种
种抗性植物 同上 同上 同上
酸碱度
毒性 方面 重金属 盐度
土壤系统的物理修复技术
• 客土法
– 采用别地土壤掺入本地土壤以改良土质，或者 挖去污染层，从土壤资源丰富的地方采集表土 覆盖在废弃地表层形成土壤。 – 一般不宜采用。（原因）
– 污泥作为表土覆盖，增加持水性和保水性、土 壤肥力、微生物活性与数量。
（2）矿区废弃地土壤系统修复技术
• 目的：建立适宜植物生长的土壤层，以迎 合绿色植物恢复的需要。 • 废弃地生态恢复的核心是“废弃地土壤的 物理、化学性状的修复”。 • “要想获得恢复的成功，首先必须解决土 壤问题，否则生态恢复就是水中捞月。” （Bradshaw,1997)
矿区废弃地土壤系统的化学修复技术
• 应用较广
– 向土壤中加入各种化学物质，以改造土壤系统 的化学特征。
施肥
– 加入有机和无机添加剂
酸化和碱化 重金属去除（EDTA）
矿区废弃地土壤系统的植物修复技术
• 种植耐受力强或积累能力高的物种
– 禾谷类或块根类作物可以耐受砷污染 – 水稻可耐受铬污染 – 苔藓、地衣、蕨类能积累铬 – 甜菜和菠菜能积累Zn
• 植被恢复的栽种技术
– 播种植物 – 栽培植株 – 移栽植物
• 不可取 • 国外很不允许迁移关键物种，特别是那些长寿的木 本植物。
2.3 矿区废弃地生态恢复的评价与管理
• 矿区废弃地生态恢复评价是指在一定的用途条件 下，评定被恢复土地质量的高低以及被恢复土地 对一定利用目的的适宜性。 自然评价
• 植被恢复选种原则和不同地区的选种
– 选择生长快、适应性强、抗逆性好的植物 – 优先选择固N物种和优先选择当地乡土树种和 先锋树种 – 综合考虑经济价值和生态效益 – 植被恢复时要采用乔、灌、草、藤多层配置相 结合原则。
– 草本植物
• 禾本科和豆科植物首选 • 禾本科中狗牙根是使用最早、最频繁、最广泛的植物 之一。 • 近年发现香根草和百喜草被发现对酸、贫瘠和重金属 都有很强抗性，适用于矿区植被恢复。 • 豆科植物中应先撒播非入侵性的生长迅速的一年生乡 土豆科植物，如三叶草和胡枝子，以及一些木本豆科 植物，如金合欢。
• 其它平整恢复技术
– 疏干法：开沟排水 – 挖深垫浅法 – 积水区综合利用技术
• 养鱼、蓄洪、水上公园
废弃物利用恢复技术