[发明专利]一种露天矿排土场土壤修复方法

说明书

本发明属于一种露天矿排土场修复技术领域，具体涉及一种露天矿排土场土壤修复方法。该方法包括以下步骤：构建微生物系统重构层：将含有铁还原菌和硫酸盐还原菌的微生物菌剂添加到待修复的区域中；构建土壤基质改良层：将多孔土壤修复材料与待修复的区域中的表土混合；构建节水碳汇植物群落层：将耐寒旱及碳汇为导向的灌草种类按照节水碳汇特性划分植物功能群，然后将植物功能群在待修复的区域中建立植被配置，采用不同整地方式、抗旱节水栽植和土壤培肥的方式营建植被。该方法是一种碳增汇导向和自维持导向的修复方法，可以同时实现减污降碳增汇协同的效果。

技术领域

本发明涉及一种露天矿排土场修复技术领域，具体涉及一种露天矿排土场土壤修复方法。

背景技术

保障国家能源安全需要开发黄河流域的煤炭，然而煤炭开发对黄河流域的地表环境、地表水和地下水资源等生态资源产生显著影响，因此对黄河流域生态环境的修复迫在眉睫，特别是其中的黄河中游地区，它属于干旱半干旱缺水的生态脆弱区，有明显的大陆性季风气候的特点，四季冷暖分明，因此，亟待破解煤炭资源开发与生态环境保护的矛盾，高度重视黄河流域煤矿矿区生态环境修复与治理，构建黄河流域高质量发展新格局。

土壤是植物赖以生存的介质，植被生长立地条件的好坏，在很大程度上取决于土壤质量，因此复垦后土壤质量的高低直接关系到复垦土地的成功与否。土壤重构作为土地复垦的核心内容，通过构造一个与原土壤一致或更加合理的土壤剖面以达到重构并快速培肥土壤的目的，使重构土壤具有较优的土壤物理、化学和生物条件。而土壤基质改良是露天煤矿区土地复垦与生态构建的核心内容，如何充分利用矿区当地资源进行土壤基质改良是当前关注的热点问题。

随着学者们的不断研究，土壤微生物在污染土壤修复、退化土壤复垦等方面起到了重要作用，尤其是近年来在矿区生态复垦中的应用更是起到了良好的效果。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhiza，简称为AM真菌)是土壤重要的微生物之一，常占据主要地位，然而，对于土壤结构损坏严重、养分大量流失的矿区受损地区来说，由于真菌为真核生物，抗逆性较弱，从生态系统架构来说，如果仅利用丛枝菌根真菌在短时间内大范围恢复当地的植被生长和生态功能是十分困难的，因此，“丛枝菌根真菌+有机肥”、“丛枝菌根真菌+土壤动物”、“丛枝菌根真菌+固体废弃物”、“丛枝菌根真菌+其他原核土壤微生物”等研究逐步开展。原核微生物诸如解磷细菌、解钾细菌、固氮菌、固碳菌、硫酸盐还原菌、铁还原菌等，均为根际促生菌，普遍存在于植物根系附近土壤，能够在利用新陈代谢活动的同时促进植物的生长发育，不仅能够显著增强植物的抗逆性，还可以在重金属浓度过高时，有效地帮助植物抵抗重金属离子的毒性。上述促生原核微生物，对重金属污染场地的修复具有显著效果，促进植物生长和砂质土、粉煤灰的改良也有明显的作用。

在进行土壤修复的过程中，植被的作用无可替代，不同植物-微生物组合在矿区生态修复中会产生不同的作用效果。白中科等在废弃矿区开展了适应性植物的筛选研究；卫智军等对井工矿塌陷区和露天煤矿排土场进行了植被调查，并且对当地适生的草本植物和灌木植物进行了鉴选工作。利用植物和微生物协同作用的方法，不仅成本低而且无污染，也不会产生环境的破坏，是一种安全、节约、高效的生态修复技术。目前大部分研究主要是选用单种植物进行微生物处理来改善矿区受污染的环境，或者利用微生物与植物组合来促进矿区的生态复垦，但是针对露天煤矿排土场生态恢复的植物组合研究还很少。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中利用微生物、植物和土壤修复材料的组合进行露天煤矿排土场土壤修复研究较少的不足，从而提供了一种露天矿排土场土壤修复方法。本发明所述方法可以更好的促进煤矿伴生固废的资源化利用，改善当地表土不足的问题，加快排土场植被恢复和矿区生态环境的改善，在修复技术更新迭代的同时，从目标体系、碳减排路径、经济效益等方面对矿山生态修复进行统筹考虑，依托逐步完善的政策体系，落实减污降碳协同增效。

为了实现上述目的，本发明提供了一种露天矿排土场土壤修复方法，该方法包括以下步骤：