專利名稱：一種循環(huán)可持續(xù)式草原礦區(qū)排土場(chǎng)植被恢復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種循環(huán)可持續(xù)式草原礦區(qū)植被恢復(fù)方法，特別涉及一種半干旱草原礦區(qū)排土場(chǎng)植被恢復(fù)方法。
背景技術(shù)：
半干旱草原區(qū)氣候干燥，年降雨量少于400mm，植被以草本植物為主，草地退化常有發(fā)生，生態(tài)環(huán)境脆弱。近年來(lái)隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源需求的日益強(qiáng)烈，礦物開(kāi)采活動(dòng)在半干旱草原區(qū)的開(kāi)展日趨強(qiáng)烈。礦物的開(kāi)采導(dǎo)致了大量的土方剝離與堆積，在礦區(qū)形成了較大的堆積體，這些排土場(chǎng)形成的大型土堆其坡面植被恢復(fù)比較困難。特別困難的是在半干旱草原區(qū)，降雨量少且時(shí)間分布不均，在雨季排土場(chǎng)水土流失比較嚴(yán)重，而在寒冷干燥的冬季因大風(fēng)作用導(dǎo)致沙塵暴發(fā)生頻率較高。因此，干旱、水土流失、沙塵暴、生態(tài)環(huán)境脆弱成為半干旱草原礦區(qū)植被恢復(fù)的主要障礙和困難。為此，相關(guān)部門嘗試了各種方法來(lái)恢復(fù)治理礦區(qū)的排土場(chǎng)，已使用的技術(shù)包括沙障治理技術(shù)、修筑梯田技術(shù)、挖取魚(yú)鱗坑技術(shù)、水力噴播技術(shù)、客土與施加有機(jī)物改良土壤技術(shù)等，這些技術(shù)涵蓋了工程措施、植被措施、土壤改良措施等幾個(gè)方面。這些措施實(shí)施的目的是恢復(fù)排土場(chǎng)原有植被，控制坡面水土流失與沙塵飛揚(yáng)。這些技術(shù)都在不同程度上對(duì)排土場(chǎng)的植被恢復(fù)起到一定的作用，特別是措施實(shí)行的第一年效果非常好，但是第二、三年坡面植被逐漸退化，原因是第一年養(yǎng)護(hù)措施良好，大量的灌溉、澆水保證了植物所需的水分，而隨后幾年灌溉等養(yǎng)護(hù)措施跟不上，導(dǎo)致植被生長(zhǎng)緩慢或停滯，甚至全部植物死亡。而土壤改良與坡面客土技術(shù)需要大量的表土，但在實(shí)際環(huán)境中，表土資源非常有限，其他有機(jī)肥料的添加又增加了成本，所以這些措施既不長(zhǎng)久也不具有大面積推廣的可能性，沒(méi)有從根本上解決植被恢復(fù)的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種循環(huán)可持續(xù)式草原礦區(qū)排土場(chǎng)植被恢復(fù)方法。本發(fā)明的目的通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)循環(huán)可持續(xù)式草原礦區(qū)排土場(chǎng)植被恢復(fù)方法，首先，排土場(chǎng)土石的堆置應(yīng)把表土和底土分別處理，底土與石頭塊等堆積在坡體的基礎(chǔ)位置；表土單獨(dú)堆放，僅在必要的坡面部位使用。然后，對(duì)排土場(chǎng)坡體按照坡度進(jìn)行分類，分成坡頂治理區(qū)、陡坡治理區(qū)(坡度大于30度)、中坡治理區(qū)(坡度介于15-30度)和緩坡治理區(qū)(坡度低于15度)；針對(duì)不同的坡體(陡坡治理區(qū)、中坡治理區(qū)、緩坡治理區(qū))部位，配置不同的植被恢復(fù)措施；針對(duì)不同的坡體部位采用不同透光率的網(wǎng)狀覆蓋材料覆蓋；在各坡面治理區(qū)內(nèi)設(shè)計(jì)雨水收集系統(tǒng)， 所收集的雨水用于所述植物育種基地灌溉用水，在旱季緩解干旱對(duì)于植物的脅迫，增加了雨水利用率和植物成活率；所述植物育種基地是在礦區(qū)大氣揚(yáng)塵影響的草地劃定一定區(qū)域，進(jìn)行圍封管理，種植排土場(chǎng)植被恢復(fù)所需的鄉(xiāng)土植物種，在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行種子的繁育和收集，所收集的種子每年春季播撒到排土場(chǎng)坡面植被稀疏的片區(qū)。此措施在降低購(gòu)買草種所需成本的同時(shí)，大大增加了坡面植被的成活率，同時(shí)圍封區(qū)域禁止牲畜采食，降低了礦區(qū)揚(yáng)塵對(duì)于牛羊肺部健康的影響。本方法關(guān)鍵步驟所述如下I.表土添加與網(wǎng)狀材料覆蓋。對(duì)于陡坡治理區(qū)，因其坡度較大，易發(fā)生水土流失， 因此采用透光率(即將材料水平放置地面，垂直光照后材料下光斑面積占整個(gè)材料的面積)小于30%的網(wǎng)狀覆蓋材料覆蓋，覆蓋后可大大降低水土流失的發(fā)生。但也降低了光照對(duì)于土壤熟化的速率，為了彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，在坡面進(jìn)行表土的施加處理，一般施加的土壤厚度在IOcm以上即可。表土的施加可大大提高植物的成活能力。對(duì)于中坡治理區(qū)，采用疏密相間、透光率介于30% -50%的網(wǎng)狀覆蓋材料覆蓋。密集的部位因其遮蔭保溫效果，植物的成活較容易，稀疏部位接受的日光比較充分，有利于土壤的熟化。疏密相間，既有利于植物的成活又有利于土壤的熟化，同時(shí)密集部位可有效降低坡面的水土流失。如果在陡坡區(qū)表土覆蓋后，表土還有剩余，則優(yōu)先在中坡區(qū)覆蓋。對(duì)于緩坡治理區(qū)，因其坡度較小，水土流失相對(duì)較輕微，因此，采用透光率介于 50% -80%的稀疏網(wǎng)狀覆蓋材料覆蓋，一般不進(jìn)行表土覆蓋。2.雨水收集再利用技術(shù)針對(duì)半干旱草原區(qū)降水少且時(shí)間分配相對(duì)集中的特點(diǎn)， 為減少坡面雨水匯集產(chǎn)生大的地表徑流，在坡面鋪設(shè)雨水收集系統(tǒng)，所收集的雨水用于所述植物育種基地灌溉用水，在旱季緩解干旱對(duì)于植物的脅迫，增加了雨水利用率和植物成活率。3.植物育種基地的建立植物育種基地的建立，是在礦區(qū)大氣揚(yáng)塵影響的草地劃定一定區(qū)域，進(jìn)行圍封管理，種植排土場(chǎng)植被恢復(fù)所需的鄉(xiāng)土植物種，在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行種子的繁育和收集，所收集的種子每年春季播撒到排土場(chǎng)坡面植被稀疏的片區(qū)。此措施在降低購(gòu)買草種所需成本的同時(shí)，大大增加了坡面成活植株的數(shù)量，同時(shí)圍封區(qū)域禁止牲畜采食，降低了礦區(qū)揚(yáng)塵對(duì)于牛羊肺部健康的影響。4.植物配置與栽培技術(shù)本發(fā)明針對(duì)不同的坡體部位，配置不同的植被恢復(fù)措施，分成坡頂治理區(qū)、陡坡治理區(qū)、中坡治理區(qū)、緩坡治理區(qū)。對(duì)于坡頂治理區(qū)，因土壤以生土或者底土為主，比較貧瘠，故選用耐貧瘠的植物一芥菜型油菜(Brassica juncea L.)進(jìn)行種植。根據(jù)實(shí)際觀測(cè)，芥菜型油菜在半干旱草原礦區(qū)具有良好的生態(tài)適應(yīng)性，成活率較高。在坡頂種植2-3年油菜以后，土壤已經(jīng)基本熟化，可以調(diào)整種植其他植物。對(duì)于陡坡治理區(qū)(坡度大于30度)和中坡治理區(qū)(15-30度)，陡坡治理區(qū)因有表土的添加，所以植物的成活相對(duì)容易一些，根據(jù)實(shí)際觀測(cè)，宜以豆科、深根系的植物如小葉錦雞兒(Caragana microphylla Lam)或沙打旺(Astragalus adsurgens Pall)和非豆科淺根性植物如大籽蒿(Artemisia sieversiana Ehrhart ex Willd)相間搭配種植較好,豆科植物通過(guò)固氮作用可有效增加土壤養(yǎng)分，促進(jìn)非豆科植物成長(zhǎng)。對(duì)于中坡治理區(qū)，若沒(méi)有表土施加，可以先種植2年左右的芥菜型油菜，土壤熟化后再按照陡坡治理區(qū)模式進(jìn)行植物的配置，后期等到植物群落基本穩(wěn)定后可以播撒其他植物種子，所需種子來(lái)源于周圍的育種基地。對(duì)于緩坡治理區(qū)，因其沒(méi)有表土添加，所以早期應(yīng)種植芥菜型油菜，改良土壤。本區(qū)因距離平坦草原區(qū)非常近，所以后期植物的種植應(yīng)以平坦草原區(qū)的植物種類為主，所需植物種子來(lái)源于圍封的植物育種基地，采用隨機(jī)混播的播種方式，遵循植物自然的生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)規(guī)律，讓其自然競(jìng)爭(zhēng)演替。本發(fā)明專利與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和創(chuàng)新(I)本發(fā)明針對(duì)半干旱草原礦區(qū)干旱缺水的特點(diǎn)，在坡面建立雨水收集系統(tǒng)，將寶貴的雨水資源加以收集和再利用，可有效緩解植物育種基地內(nèi)植物生長(zhǎng)所受干旱的脅迫。(2)本發(fā)明在草原礦區(qū)粉塵影響的區(qū)域劃定一定區(qū)域，進(jìn)行圍封禁牧管理，避免了粉塵對(duì)于當(dāng)?shù)啬羺^(qū)牛羊牲畜呼吸系統(tǒng)和健康的影響，同時(shí)又培育了礦區(qū)排土場(chǎng)坡面治理所需的植物種子，每年可培育足量的種子滿足礦區(qū)排土場(chǎng)治理需求，同時(shí)降低了歷年購(gòu)買植物種子的成本，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可持續(xù)。(3)本發(fā)明針對(duì)草原礦區(qū)表土資源比較短缺的特點(diǎn)，在坡面不同的坡度劃定不同的治理區(qū)，因地制宜采用不同的治理措施，僅在陡坡治理區(qū)添加表土并鋪設(shè)密集的網(wǎng)狀覆蓋材料，而在中坡采用疏密相間的網(wǎng)狀覆蓋材料，在緩坡再用稀疏的網(wǎng)狀覆蓋材料，預(yù)留了稀疏部位作為土壤熟化的空間，同時(shí)又控制了水土流失與塵土飛揚(yáng)。(4)本發(fā)明在植物配置方面，采用芥菜型油菜這一非常耐貧瘠的植物種作為底土生土區(qū)域種植的先鋒植物，而在后期采用深根性的豆科牧草小葉錦雞兒或者沙打旺與非豆科牧草大籽蒿相間搭配種植，可有效改良土壤和控制水土流失；在半干旱草原區(qū)具有良好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。


圖I為本發(fā)明草原礦區(qū)排土場(chǎng)植被恢復(fù)方法示意圖。圖2為不同治理區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)差異圖3為不同治理區(qū)域地表濕度差異(a早晨6點(diǎn)，b中午14點(diǎn))圖4為不同治理區(qū)不同深度土壤地溫差異圖5為不同治理區(qū)小葉錦雞兒主根長(zhǎng)(a)與株高(b)狀況對(duì)比圖6為不同治理區(qū)大籽蒿主根長(zhǎng)(a)與株高(b)狀況對(duì)比圖7為不同治理區(qū)植物多樣性差異圖8為宏文煤礦陡坡治理區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量圖9為宏文煤礦陡坡治理區(qū)兩種植物高度狀況圖10為宏文煤礦陡坡治理區(qū)兩種植物密度狀況圖I中各標(biāo)號(hào)含義如下1，坡頂治理區(qū)；2，芥菜型油菜；3，陡坡治理區(qū)；4，小葉錦雞兒/沙打旺；5，大籽蒿；6，中坡治理區(qū)；7，緩坡治理區(qū)；8，混播牧草；9，雨水收集管；10， 表土層；11，碎石底土層；12，網(wǎng)狀覆蓋材料；13，集水池；14，坡面治理所需植物育種基地。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合2個(gè)實(shí)例做進(jìn)一步的闡述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例I參考圖1，坡頂治理區(qū)1，區(qū)內(nèi)種植芥菜型油菜2 ;陡坡治理區(qū)3內(nèi)添加表土 10，并有網(wǎng)狀覆蓋材料12覆蓋，然后種植小葉錦雞兒/沙打旺4和大籽蒿5 ;中坡治理區(qū)6內(nèi)添加碎石底土層11后鋪設(shè)網(wǎng)狀覆蓋材料12，然后早期種植芥菜型油菜2，后期種植小葉錦雞兒/沙打旺4和大籽蒿5 ;緩坡治理區(qū)7內(nèi)添加碎石底土層11后鋪設(shè)網(wǎng)狀覆蓋材料12，種植混播牧草8 ;上述陡坡治理區(qū)，中坡治理區(qū)和緩坡治理區(qū)交界處設(shè)有雨水收集管9 ;收集雨水后流入集水池13 ;集水池13內(nèi)的雨水用于在旱季灌溉坡面治理所需植物育種基地14 內(nèi)的植物。所述混播牧草8是指按照當(dāng)?shù)夭菰参锶郝浣M成進(jìn)行配置。所述雨水收集管9為普通PVC塑料管，管直徑大于20厘米，從管道橫截面縱向剖開(kāi)成2瓣，分別單獨(dú)使用。所述表土層10是指草原礦區(qū)開(kāi)采剝離出來(lái)的表層土壤(剝離深度在20厘米左右)，坡面鋪設(shè)厚度一般在10厘米左右。所述碎石底土層11是指草原礦區(qū)開(kāi)采挖掘剝離出來(lái)的碎石和底層土壤(表土以下部分)。所述網(wǎng)狀覆蓋材料12可以是生物或者非生物材料編制而成，形狀不限，僅對(duì)透光率做要求，分成密集,稀疏和疏密相間網(wǎng)三種。所述集水池13為混凝土澆筑而成，池深與容量可根據(jù)當(dāng)?shù)啬杲涤炅亢推旅婕畢^(qū)面積計(jì)算得出。所述坡面治理所需植物育種基地14，是指在采礦粉塵影響的草地區(qū)域內(nèi)，劃定一定面積進(jìn)行圍封禁牧，基地內(nèi)可再劃小區(qū)管理，種植不同的植物。實(shí)施例2:2007年在內(nèi)蒙古錫林浩特市烏蘭圖噶煤礦西排土場(chǎng)進(jìn)行實(shí)踐。首先對(duì)礦區(qū)采礦剝離的表土和碎石底土分別進(jìn)行放置，碎石底土主要用于堆積坡體，坡體堆積后根據(jù)坡面不同的坡度劃定不同的治理區(qū)。本案例中通過(guò)坡度儀現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)坡度，發(fā)現(xiàn)多數(shù)坡度介于25-30度，所以治理方式按照中坡治理區(qū)的模式；而坡腳坡度較緩，為10度左右，故按照緩坡治理模式進(jìn)行治理。對(duì)于坡頂治理區(qū)，因其地面比較平坦，且以生土為主，所以主要種植芥菜型油菜， 采用條播的方式，播種量按照12公斤/畝，行株距15cm。對(duì)于中坡治理區(qū)，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)有多余的表土，所以首先在坡面覆蓋表土，覆蓋厚度 10cm，按照坡上-坡中-坡下的次序覆蓋。沿坡頂?shù)狡履_方向每隔10米水平鋪設(shè)一段雨水收集管(PVC塑料管)，管直徑為25cm，沿中線縱向剖成2部分，單獨(dú)埋入坡面土壤，分橫向和縱向管道，橫向長(zhǎng)度每10米一段。兩根橫向雨水收集管之間設(shè)置縱向的管道連接， 縱向管道將雨水導(dǎo)入下面的集水池，在地面沿著橫向方向在坡腳每隔50米建造一個(gè)圓柱形集水池，池深5. I米,半徑3米,集水池容積為144立方米(按照年降雨量300mm計(jì)算， 坡長(zhǎng)為30米，坡度為25度，坡體水平占地面積為50 X 30 X cos25° = 1360平米，年匯水量476立方米，考慮到坡面土壤結(jié)構(gòu)松散，按照60 %的雨水滲透到土壤中計(jì)算，坡面產(chǎn)流量476Χ(1-60%) = 142. 8立方米)，然后用混凝土硬化底部和坑壁，四周設(shè)置護(hù)欄，以防止人畜掉入集水池。澆灌時(shí)，采用水泵抽取池內(nèi)水，澆灌到育種基地。然后在坡面采用小葉錦雞兒與大籽蒿相間種植，采用條帶狀種植的方式，行、株距15cm，播種量12公斤/畝 (兩種植物播種量各6公斤)。播種后在坡面鋪設(shè)柳條編織的網(wǎng)狀覆蓋材料，考慮到此處坡度中等，因此采用疏密相間的網(wǎng)狀覆蓋材料覆蓋坡面，覆蓋材料形狀為矩形方塊，方塊規(guī)格為2mX Im,其透光率為40 %左右，方塊內(nèi)包括大網(wǎng)格和小網(wǎng)格疏密相間，大網(wǎng)格規(guī)格 20cmX20cm，小網(wǎng)格規(guī)格20cmX2cm。以后每年春季在植被稀疏處補(bǔ)播一定量的種子，所需種子來(lái)源于周圍的育種基地。對(duì)于坡腳區(qū)，因其坡度小于15度，故按照緩坡治理區(qū)的模式治理，早期主要種植芥菜型油菜，2年后在坡面種植與周邊草地類似的植物種(如克氏針茅、豬毛菜、蟲(chóng)實(shí)、 冰草、冷蒿、狗尾草、輪葉委陵菜、羊草、篇蓄豆、胡枝子、錦雞兒等)，采用隨機(jī)混合播撒草種的方式種植，播種量每畝12公斤以上。播種后覆蓋稀疏的矩形網(wǎng)狀材料，網(wǎng)格大小為 20cmX 20cm,其透光率為70 %左右，用三根柳條緊挨并用橫豎編織而成。植物育種基地建設(shè)。對(duì)于礦區(qū)周邊受粉塵影響的草地，牛羊采食牧草后常有肺部和呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生。為了控制這種不良影響并且把采礦對(duì)周邊的人畜健康影響程度降低到最低，在礦區(qū)周邊牧草地劃定一定的區(qū)域進(jìn)行圍封管理，面積至少6000平米以上(按照坡長(zhǎng)為30米，跨度200米計(jì)算，坡面面積為6000平米)。采用普通鐵絲網(wǎng)護(hù)欄進(jìn)行圍封禁牧，區(qū)域內(nèi)可進(jìn)一步分成若干小區(qū)培育種植不同的植物，包括芥菜型油菜育種小區(qū)、小葉錦雞兒/沙打旺與大籽蒿育種小區(qū)、原始草地植物育種小區(qū)。各個(gè)小區(qū)春季耕翻耙除原有雜草根后，將購(gòu)買的新種子播撒到對(duì)應(yīng)小區(qū)種植即可。在基地建立后，需要對(duì)排土場(chǎng)用鐵絲網(wǎng)進(jìn)行圍封，防止牲畜對(duì)于坡面的破壞。在旱季，為了緩解干旱對(duì)于植物的脅迫可用水泵抽取集水池的雨水澆灌育種基地內(nèi)的植物。在秋季采集植物種子，次年春節(jié)隨機(jī)播撒在排土場(chǎng)坡面植被稀疏的地段。治理效果調(diào)查調(diào)查于2011年8月份進(jìn)行。調(diào)查主要針對(duì)措施實(shí)施3年后排土場(chǎng)坡面土壤和植物特征進(jìn)行，土壤方面調(diào)查了土壤有機(jī)質(zhì)(采用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定)，地溫 (地溫計(jì)法)，相對(duì)濕度(濕度儀法)，植物特征主要對(duì)坡面植物的組成、密度(樣方法)，并在坡中位置隨機(jī)挖取大籽蒿和小葉錦雞兒各4株作為典型，測(cè)定主根長(zhǎng)度和地上部高度。 為了對(duì)比本技術(shù)的治理效果，對(duì)同一坡面的直立式沙障治理區(qū)也進(jìn)行調(diào)查，作為本技術(shù)的對(duì)照，沙障治理區(qū)植物配置與排水設(shè)施與前文中坡治理區(qū)相同，措施的實(shí)施時(shí)間也大致相同。直立式沙障由同類型的柳條插入坡面土壤，分成橫向壟和縱向壟交叉構(gòu)成矩形格狀，行距30cm,株距5cm,柳條直徑約Icm,沙障高度25cm。從土壤有機(jī)質(zhì)含量來(lái)看(圖2)，中坡治理區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)尤其是表層0-3厘米深度的土壤有機(jī)質(zhì)明顯高于對(duì)照的沙障治理區(qū)，這可能與中坡治理區(qū)植物生長(zhǎng)良好，枯枝落葉較多有關(guān)；加上坡面的柳條網(wǎng)狀材料的覆蓋，增大了坡面對(duì)于有機(jī)物的保留能力。特別是在冬季干燥、大風(fēng)的作用下，中坡治理區(qū)對(duì)于有機(jī)物的保留能力應(yīng)該強(qiáng)于沙障區(qū)。從土壤濕度來(lái)看(圖3)，在夏季，無(wú)論是早晨六點(diǎn)最冷的時(shí)段還是中午14點(diǎn)最熱的時(shí)段，均以中坡治理區(qū)的濕度較大，尤其在早晨差異更明顯。濕度大表明地面水分含量多，在氣候干旱的草原地區(qū)，這對(duì)于植物的生長(zhǎng)具有積極效果，有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育。進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在地表溫度方面(圖4)，中坡治理區(qū)的地溫在最熱時(shí)段明顯低于對(duì)照區(qū)，表明中坡治理區(qū)具有較低的地溫，降低了高溫對(duì)于植物的脅迫作用。同時(shí)低溫降低了水分的蒸發(fā)，因此，增加了土壤對(duì)于水分的保留能力，客觀上緩解了干旱對(duì)于植物的脅迫，有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育。良好的植物生長(zhǎng)發(fā)育，對(duì)于坡面水土保持具有重要作用。調(diào)查還對(duì)小葉錦雞兒和大籽蒿的完整植株進(jìn)行了取樣分析，在坡面不同位置隨機(jī)選擇4株，盡量挖取完整的根系，現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)株高和主根長(zhǎng)度。由圖5可見(jiàn)，對(duì)于小葉錦雞兒來(lái)說(shuō)，中坡治理區(qū)與對(duì)照區(qū)的植株高度沒(méi)有差異，但是主根長(zhǎng)度卻有明顯差異，位于對(duì)照區(qū)的小葉錦雞兒主根更長(zhǎng)，扎根更深表明植物受到了干旱的脅迫。為了尋求更多的水分，植物扎根明顯加深。這些表明小葉錦雞兒在中坡治理區(qū)更容易成活。對(duì)于大籽蒿來(lái)說(shuō)(圖6)， 主根長(zhǎng)度和株高在對(duì)照區(qū)和中坡治理區(qū)沒(méi)有差異，這可能與大籽蒿屬于淺根性植物有關(guān)。從坡面植物多樣性來(lái)看(圖7)，中坡治理區(qū)在措施實(shí)施3年后，坡面植物的組成明顯趨于豐富多樣，平均每平米有5種植物，而對(duì)照區(qū)域只有2種植物，這說(shuō)明中坡治理區(qū)植物更容易成活。實(shí)施例3 2008年在內(nèi)蒙古錫林浩特市宏文集團(tuán)露天煤礦南排土場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)踐。首先通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)坡度發(fā)現(xiàn)，多數(shù)坡度為35度，屬于陡坡，因此按照陡坡治理區(qū)的模式進(jìn)行治理，僅坡腳區(qū)坡度為12度左右，故坡腳區(qū)按照緩坡治理區(qū)模式進(jìn)行。對(duì)于陡坡治理區(qū)，首先對(duì)于坡面進(jìn)行平整，填補(bǔ)小的溝壑，然后在坡面鋪設(shè)表土， 厚度10cm，鋪設(shè)后平整坡面，然后鋪設(shè)排水管道，鋪設(shè)方法與管道規(guī)格同案例I所述，鋪設(shè)后在坡面播種沙打旺和大籽蒿，同樣采用相間條帶狀種植的方式，行、株距15cm，播種量12 公斤/畝(兩種植物各6公斤)。種植后建設(shè)排水管道與集水池(同案例I)，然后再鋪設(shè)由柳條編制的矩形網(wǎng)狀覆蓋材料，其透光率為25%左右,矩形塊體規(guī)格為2mXlm,塊體內(nèi)網(wǎng)格規(guī)格為2cmX2cm。坡頂區(qū)、坡腳區(qū)治理與排土場(chǎng)周圍植物育種基地的建設(shè)同案例I.鑒于案例2宏文煤礦排土場(chǎng)與實(shí)施例2烏蘭圖噶煤礦排土場(chǎng)堆積的坡度及種植的植物都不盡相同，鋪設(shè)的時(shí)間也不同，因此不對(duì)兩排土場(chǎng)做對(duì)比，僅單獨(dú)對(duì)其治理效果進(jìn)行了初步的調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下治理效果調(diào)查調(diào)查方法同實(shí)施例2。結(jié)果顯示，從土壤有機(jī)質(zhì)含量來(lái)看(圖8)， 陡坡治理區(qū)表層0-3cm 土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，明顯高于3-lOcm 土壤，這可能與表土的覆蓋有關(guān)。較高的有機(jī)質(zhì)含量使得土壤比較肥沃，而這也有利于植物的成活。從兩種植物的高度(圖9)來(lái)看，平均高度達(dá)到80cm左右，說(shuō)明兩種植物個(gè)體在坡面生長(zhǎng)良好。從兩種植物的密度來(lái)看(圖10)，在陡坡治理區(qū)沙打旺的平均密度為8株/平米， 而大籽蒿平均為I. 5株/平米左右，兩種植物差異較大，可見(jiàn)沙打旺的生態(tài)適應(yīng)性要更強(qiáng)一些，大量的沙打旺生長(zhǎng)在坡面，可能導(dǎo)致了大籽蒿的生長(zhǎng)空間受到了局限。從現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，坡面沙打旺的分布也確實(shí)比較多，但這不影響措施的應(yīng)用效果。在35度這樣的陡坡區(qū)，植被可以正常生長(zhǎng)，對(duì)于控制水土流失與沙塵飛揚(yáng)具有重要的意義。應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)可持續(xù)式草原礦區(qū)排土場(chǎng)植被恢復(fù)方法，其特征在于，首先，排土場(chǎng)土石的堆置應(yīng)把表土和底土分別處理，底土與石頭塊等堆積在坡體的基礎(chǔ)位置；表土單獨(dú)堆放，僅在必要的坡面部位使用；根據(jù)排土場(chǎng)坡體坡度的大小劃分成坡頂治理區(qū)、陡坡治理區(qū)、中坡治理區(qū)和緩坡治理區(qū)；在各坡面治理區(qū)內(nèi)種植不同的植物并鋪設(shè)不同透光率的網(wǎng)狀覆蓋材料；在各坡面治理區(qū)內(nèi)設(shè)計(jì)雨水收集系統(tǒng)，將坡面的雨水疏導(dǎo)、收集、再利用；在排土場(chǎng)周邊建立植物育種基地；雨水收集系統(tǒng)獲得的雨水主要用于澆灌育種基地內(nèi)的植物，而坡面治理所需植物種子又主要來(lái)源于育種基地。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的循環(huán)可持續(xù)式草原礦區(qū)排土場(chǎng)植被恢復(fù)方法，其特征在于， 坡頂治理區(qū)是指排土場(chǎng)頂部水平區(qū)域，區(qū)域內(nèi)土壤為底土，區(qū)內(nèi)早期主要種植耐貧瘠的芥菜型油菜，后期土壤熟化后可改種其他植物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的循環(huán)可持續(xù)式草原礦區(qū)排土場(chǎng)植被恢復(fù)方法，其特征在于， 陡坡治理區(qū)是指坡度大于30度的區(qū)域，區(qū)域內(nèi)坡面覆蓋約IOcm厚的表土，采用小葉錦雞兒 /沙打旺與大籽蒿相間種植，沿著坡頂?shù)狡履_方向每隔IOm鋪設(shè)雨水收集管；在此基礎(chǔ)上， 再鋪設(shè)透光率小于30%的密集網(wǎng)狀覆蓋材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的循環(huán)可持續(xù)式草原礦區(qū)排土場(chǎng)植被恢復(fù)方法，其特征在于， 中坡治理區(qū)是指坡度介于15-30度的區(qū)域；在區(qū)域內(nèi)，若有表土覆蓋可采用小葉錦雞兒/沙打旺與大籽蒿相間種植，若沒(méi)有表土覆蓋則在早期種植芥菜型油菜，后期采用小葉錦雞兒/ 沙打旺與大籽蒿相間種植；種植植物的同期沿著坡頂?shù)狡履_每隔10米鋪設(shè)雨水收集管；在此基礎(chǔ)上，再在坡面鋪設(shè)疏密相間、透光率介于30% -50%的網(wǎng)狀覆蓋材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的循環(huán)可持續(xù)式草原礦區(qū)排土場(chǎng)植被恢復(fù)方法，其特征在于， 緩坡治理區(qū)是指坡度小于15度的區(qū)域；區(qū)域內(nèi)土壤為底土，早期種植芥菜型油菜，后期采用與周邊草地植物群落組成相類似的植物種混播種植，種植后再在坡面鋪設(shè)透光率介于 50% -80%的網(wǎng)狀覆蓋材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的循環(huán)可持續(xù)式草原礦區(qū)排土場(chǎng)植被恢復(fù)方法，其特征在于， 雨水收集系統(tǒng)包括收集管道和集水池，收集管道是指由普通PVC材料制成的半圓形管道， 集水池由混凝土澆筑而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的循環(huán)可持續(xù)式草原礦區(qū)排土場(chǎng)植被恢復(fù)方法，其特征在于， 植物育種基地是指在礦區(qū)周邊受粉塵影響的牧草地內(nèi)，劃定一定的區(qū)域進(jìn)行圍封禁牧，種植坡面治理所需的植物，并收獲種子以供坡面治理需要；基地內(nèi)灌溉用水來(lái)源于坡面雨水收集系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種循環(huán)可持續(xù)式草原礦區(qū)排土場(chǎng)植被恢復(fù)方法。排土場(chǎng)土石的堆置應(yīng)把表土和底土分別處理，底土與石頭塊等堆積在坡體的基礎(chǔ)位置；表土單獨(dú)堆放，僅在必要的坡面部位使用；根據(jù)排土場(chǎng)坡體坡度的大小劃分成坡頂治理區(qū)、陡坡治理區(qū)、中坡治理區(qū)和緩坡治理區(qū)；在各坡面治理區(qū)內(nèi)種植不同的植物并鋪設(shè)不同透光率的網(wǎng)狀覆蓋材料；在各坡面治理區(qū)內(nèi)設(shè)計(jì)雨水收集系統(tǒng)，將坡面的雨水疏導(dǎo)、收集、再利用；在排土場(chǎng)周邊建立植物育種基地；雨水收集系統(tǒng)獲得的雨水主要用于澆灌育種基地內(nèi)的植物，而坡面治理所需植物種子又主要來(lái)源于育種基地。可有效改良土壤和控制水土流失；在半干旱草原區(qū)具有良好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)A01G1/00GK102577789SQ201210018540
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
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