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生物和环境协同进化原理在露天矿土地复垦中的应用

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露天采矿技术  2 6 0 年第5   0 期

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生 物和环境 协 同进 化原理 在 露天矿 土地 复垦 中的应 用 
周 玉祥 ,周 玉 民 ,李 莹 莹 
( 辽宁 工程技 术大学 .辽宁 阜新 130 ) 2 0 0 

摘  要 : 针对 中 国土地 复 垦起 步 晚 , 新技 术 与新 理论 应 用较 少的 问题 , 究 生物 和 环境 协 同进 化 原理在  研 露 天矿 土地复 垦 中的 应 用。 根据 生物和 环境 协 同进化 原 理 , 可使 生物 活性 的复 垦区土壤 迅 速 重 新建 立和 恢 复   土壤 微 生物体 系, 加速 复 垦土壤 熟化 , 高矿 区环境 质 量。 提   关键 字 : 土地 复 垦 ; 生物 和环 境协 同进 化 原理 ; 锋植 物  先

中图 分类号: D 8  T  8

文献标识码 :   B

文章编号 :6 1— 9 1 2 0 )0 17 8 6( 0 6 5— 0 4 0 9—0   2
能够 保 持一定 范 同 的物质  备 , 以保 证生 物再 生 。 生  态 复 垦遵 循这 一 原 理 , 一 囚地 、 时 制 宜 , 理 布 局 卜 凶 合 』  

煤炭 的露 天开 采需 大 量剥 离煤 层 上部 的覆 盖 物  并 将其运 至排 土 场 ,从而挖 损 和压 占了 宝贵 的土 地 
资源 , 破坏 了原有 生 态 环 境 , 当地 的农 、 业生 产  给 林 带 来不利 的影 响 。矿 …土 地复 垦 是人 为 的进行 生 态 

规划 , 理轮 作倒 茬 , 合 种养 结合 。   目前 , 就露 天煤 矿 土地 复 垦 的 目标 来 说 , 仅 是  不

将 复垦 对象 恢 复 到 可 供利 用 的 状 态 , 应 包 括 : 而 ①恢 
复甚 至 提高土 地 的生 产力 : 恢 复矿 区生 态* 衡 。为  ②
此, 在设 计和实 施 过程 中 , 应遵 循 生 物 和环境 协 同进 
化原 理 

恢 复和生 态重 建,同样 应 该遵 循 向然界 的客 观规 律 ,  
应 以生态 学 、 土壤 学 、 林 学 为理论 依据 。本文 研 究  农 了 如何应 用生 物 和环境 协 同进 化原 理指 导 矿 I 土 地  I l

3 生 物 和环 境 协 同 进 化原 理 在 元 宝 山露 天 矿 排 土  场土 地 复垦规 划 中的应 用 
3 1 矿 区 概 况  、  

复垦 ]程 的规 划 和设 ‘   以取得最 住 生态 效 益和 经 济 
效 益 

2 生物和 环境 协 同进 化原 理 

元 宝 山露 天煤 矿 现 在 每 年 岩 土 剥 离 量 为 8 0~ 0   10   0万 m , 0   当煤 炭 产 量 为 3 0万 t , 离 量 应 为  0 时 剥 10   0~1 0 0   0万 m 。南 排 土场 为 卡 车 排弃 ,现 已到  5   界 。西排 土场采 用 排 土机排 弃 , 3 0推 土机 整* , T2 但 
排 土 场 购地 极 其困难 , 已购 土地 基本 到 界 。 由于 西排 

生 态 系统 中的生 物不 是 孤立 存 在的 ,而 是 与 其  环境 紧密 联系 , 相互 作用 , 存 于统 一体 中。生物 与  共
环境 之间 存在 着复 杂 的物质 、能量 交换 关 系 。一 方 

面, 生物 为 了生 仔 与繁衍 , 必须 经常从 环 境 中摄取 物  质 与能量 , 如空气 、 、 、 及 营养 物质 等 。另一 方  水 光 热 面, 在生 物 生存 、 繁殖 和 活 动 过程 中 , 不 断地 通 过  也

土场 目前 的排 土位置 处 于 I岗上 , 之 基 础失 稳 , _ h 加 地 
形标 高较高 ,排土后 高 差增 大 。高 差 极 大 的排 土地  貌 , 春季 节极 易扬 沙扬 尘 , 季雨 水 冲刷 极 易 滑坡  冬 夏 以至 于形 成泥 石流 ,冲埋 附* 农 田造 成 恶 劣 的地 质 

释放 、 排泄 其残 体归 还给 环境 , 环境 得 到补 充 。 环  使
境影 响生 物 , 物 也影 响环 境 , 生 而受 生物 影 响得 到 改  变 的环境 反过 来又 影 响生物 ,使 2者处 于不 断地 相 
互 作用 、 同进 行 的过程 。就这 种关 系 而言 , 物 既  协 生 是环境 的 占有 者 ,同时 又是 自身所在 环 境 的组 成 部 

环境 。露天 矿 现使用 西 排土 场 ,内排 土 场也 已经起 
用 , 容量 相对 较小 。因此 , 用二 井 塌 陷地 等 已征  但 利 购 的矿 I 废弃 地 为 元 宝 【 露 天 煤 矿 开 辟 新 的排 土  J 1 J j
场 。同 时利 用 元宝 …露 天煤 矿 排弃 的剥离 物 填 埋二 

分。 作为 占有 者 , 物不 断地 利 用环 境 , 生 改造 环境 ; 而  另 一 面 作 为环境 成 员 , 又经 常对 环境 进行 补 偿 ,  ‘ 则  
收 稿 日期 :0 6 0 — 3 2 0 — 5 2 

井塌 陷地 , 形成 大 面积 的人 造* 原 而改 造 成 良出 , 进  行矿 … 废弃 地 的 生态 恢 复 , 合我 国《 土 保 持 法》 符 水  

和《 I土 地 复垦 规 定 》 矿 l I 等有 关 矿 …政 策 法 规 , 是  也
必要 的 和可行 的 , 是利 围利 民利 企 的 一 程 。 据露 天  r 根 矿 采剥 一 程 进 度 计 划 推 算 Ⅱ 各 年度 的 采 剥 T 程 位  T   ;

作者简 介 : 玉祥( 9 9 , 宁北 票人 ,9 9年 考入  用 17 一) 辽 19
辽 宁 工 程技 术 大 学 资 源 与 环 境 工 程 学 院 ,现 为 辽 宁 工 程 技  术 大 学 采矿 专 业 的 硕 士 研 究 生 .   .

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露天采矿技术  20年第5   06 期
322 先 锋植物 、 宜树 种 的选择  .. 适 选择适 生植 物 是植被 重 建 的关键 措施 之 一 。根 

置、 工程 量 。 计 到 2 1 年二 井 区排 土场 可形 成 , 预 08 二  井塌 陷 区最 终 可形 成 的复垦绿 化 面积 2 58h   1 . m 。其    中最 终* 台绿 化 面 积 7 . h   4  m 、下 部* 台绿 化 面 积  6 7 .h  台 阶坡面 绿化 面积 6 . h   7  、 6m 55 m 。    
32 排 土 场 的生物 复 垦  .

据 排土场 、 区周 边环境 影 响 区的立 地条件 , 矿 结合 当  * 等 限制 因 素 , 选择 的植 物 应具 有 以下 特 性 :  
() 1 适应 脆 弱 生 长环 境 , 性 强 , 旱 、 寒 、 抗 抗 抗 抗  瘠 薄 、 病虫 害 。 抗  

排 土场 最 终 形 成 后 , 过 深挖 垫 浅 、 经 土地 整 形 、  

表 土覆 盖等 阶段 的工 程 复垦 后 ,就 进行 以恢 复土 地 
肥力 , 促进 土 壤改 良和熟 化为 目的 的生 物 复垦 。 据  根 元 宝 …露天 煤矿 二井 塌 陷地复 垦 的实 际情 况 ,把 复  垦规 划 过程 分 为水 土保 持 、生态 效 益 和经 济 效 益 3   阶段 。初期 阶段 , 即*期 规划 : 以速生 植物 为 主迅 速  恢 复 植被 , 有效 控 制水 土流失 ; 中期 阶段 , 即过 渡期 :  
建立 具 有持 续 改 善 排 土场 生 态环 境 的永 久植 被 ; 后 

( ) 长快 , 固定大气 中的氮素 , 速土壤熟化 。 2生 能 加  
( ) 系 发达 , 3根 萌蘖 能 力强 , 防风 固土 , 挥生 态  发 作用。  

( ) 种 、 植 容易 , 活率 高 。 4播 栽 成  
矿 区所属植 物 区系的 自然 植被种类 有 5 0多个 科  日 20多种 植物 , 要有 : 0 主 菊科 、 科 、 豆 禾本 科 、 薇  蔷
科、 杨柳 科等 , 成矿 区的 主 体植 被 。在 2 0多 种植  构 0 物 中 , 用植 物 有 4 饲 0多 种 , 主要 有 野 豌豆 、 木樨 、 草  

期 阶段 , 即长 远规 划 : 着眼于 矿 区生 态环境 的综 合 治  理 和土地 开发 利用 的经 济效 益 。  

羊草 、 茅 、 羊 …韭 、 苇 、 枝 子 等 ; 用 植 物有 : 芦 胡 药 柴 
胡、 黄芪 、 委陵菜 、 志 、 远 车前 、 沙参 、 里香 、 百 甘草等 。   从棺被 水 土保 持和改 良土壤 的作 用 、矿 区 自然 

在排 土场 复垦模 式 中 ,按 . 生物 和环 境 协 同进  f { 《 {
化原理 , 首先 选 取 耐贫瘠 、 生 的牧 草 以改 良土壤 , 速   恢 复地力 。种 植 沙打 旺 、 草木樨 、 紫花 苜蓿 、 扫帚 、 铁  
红豆 草 等并配 合沙 棘 、 柠条 等灌 木带 的种 植 , 到 种  达

植 被生 长状况 以及经 济角度 等 方面 分析 ,适 宜该 地 
区生长状 况较 好 的草本植 物 有紫 花 苜蓿 、 沙打 旺 、 草 

地养地相结合 ; 后再根据土壤元 素组成及肥 力状况 , 然  
辅 之一 定 的水 、 措施 , 肥 培肥 土壤 , 选择 种植 刺槐 、 并   旱 柳 、 叶杨 、 小 油松 等 耐受 性 较 强 的树 种 ; 最终 通 过  对 复垦 过程 3阶段 调整 , 形成 立 体化 景观 生态 结构 。  
321 复垦地 土壤 的改 良 ..    

木桥、 草; 甘 灌木类 植物 有 柠条 、 沙棘 等 ; 乔木 类树 种  有 油松 、 叶 杨 、 小 旱柳 、 槐 杉 等 ; 济 类 树 种 有 『  刺 经 J J
杏 、 扁杏 等 。 大  
4 结 论 

矿 区植 被恢 复 最 主要 的 限 制 因子 是 土 壤肥 力 ,   而 排 土场 土 壤质 地 差 , 无任 何 土 壤 结构 , 透 性 差 , 渗   土壤坚 实 , 土壤 有效水 分 和有机 质 含量极 低 , 不利 于 
植 物生 长 , 因此 , 必须 进行 土壤改 良和熟 化 。  

以生物 和环境 协 同进 化 原理 为 指导 ,进 行合 适  的生物 选择 , 加速 土地 熟化 , 高 土地肥 力 。结 合元  提
宝 …地 区 的 自然 条件 、立地 条件 以及先 锋植 物 和适 

应树种 的生 理生 态 *性 , 植 物进行 合 理 的配 置 , 对 以  利于植 被 的稳定 和持续 发 展 ,创造 出更 高 的生 态效 

根据 矿 区 的实 际情况 ,复垦 土 地可 采用 种植 豆  科、 牧草 改 良措施 。  

益和经 济效 益 。 物改善 环境 , 境反 过来 又作 用 于  生 环 生 物 , 成 良性循 环 , 终 将 建 设 成 社 会 一 济 一自 形 最 经  
然 复合 生 态系统 。 系统 具 有较 高 的生 产力 、 态效  该 生 益 和经济效 益 。  
参考文献 :  

种植 豆科 、 牧草 主 要是用 来增 加 土壤 养 分 , 速  加
土壤熟 化 。 首先 种植 豆科 灌木 或牧 草 ( 固氮作 用 ) 有 ,   然 后 将植 物 ( 机 物 ) 过多 种 方 法 归还 土壤 , 有 通 如绿 

肥压 青 、 秸杆 还 田。 通过 如此循 环 来提 高 土壤有 机 质 
含 量是一 项 减少 能量 投入 、提高 能 量产 山的有 效措  施 , 资少 、 投 见效 快 。 这样 , 可增 加 土壤 的有 效氮 含  既 量 , 能通 过压青 提 高土壤 有机 质 含量 , 速 土壤熟  又 加
化 和 土壤 改 良速度 。  

[ ] 志斌 , 军富 . 态演替 原理 在露 天矿 土地复 垦 中的  1刘 范 生

应用 [ ] 露天采煤 技术 ,0 2 ( ) J. 20 ,5.  
[] 2 范军 富 , 志斌. 态位 原理在 露 灭矿 土地复 垦 中的应  刘 生 用 [ J露 天采矿技术 ,0 5 ( ) J. 20 ,1.  

[] 3 马彦卿. 微生物复垦技术在矿区生态重建中的应用[ J采  J.
矿技术 ,0 1 ( ) 20 ,1 .   [ 白中科 , 4] 赵景 逵 , 朱荫媚. 试论矿 区生态重建 [ ] 自然 资  J.
源 学 报 ,9 9 1 . 19 ,( )  

通 过种植 固氮植 物加 速土壤 的熟化 措 施 ,可综 
合 提 高 土壤 肥 力 , 善 土壤 理化 性 质 , 土地 的农 、 改 为  

林 、 利用 提供 有 利条件 。 牧  



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