本發(fā)明涉及跡地生態(tài)修復(fù)以及植被復(fù)綠的方法領(lǐng)域,尤其涉及由于礦石、礦山開采后的排土場或者礦石尾砂堆積地域等不具備植被自然生長條件的跡地植被復(fù)綠生態(tài)修復(fù)方法,具體的說,是一種跡地生態(tài)修復(fù)的方法。
背景技術(shù):
跡地,多指林業(yè)上采伐之后超過五年還沒重新種樹的土地,現(xiàn)在多用于不具備植被天然生長條件的惡劣貧瘠地區(qū)。
現(xiàn)有對于跡地修復(fù)的方案及其有限,在公開的極少數(shù)修復(fù)方案中也基本停留在理論狀態(tài),未經(jīng)實際驗證具體的有益效果,加之部分跡地特別地區(qū)的自然環(huán)境非常惡劣,生態(tài)修復(fù)難度極大。
良好的生態(tài)環(huán)境一直以來都是人們賴以生存的珍貴資源,然而,隨著社會大工業(yè)大生產(chǎn),隨著科技的不斷進步,越來越多的工業(yè)產(chǎn)品走進人們的生活,并帶來了諸多便利。然而,金屬礦石的大量開采和冶煉對環(huán)境的污染造成了極大的危害,加之礦石排土場、尾礦堆積不但不具備植被的自然生長,同時會出現(xiàn)重金屬污染,甚至存在部分放射性污染的可能。當前,重金屬污染治理已經(jīng)成為世界性生態(tài)環(huán)境治理的重要課題之一,但由于諸如礦石開采后的排土場、尾礦堆積礦山以及巖石全覆蓋的山脊等跡地地區(qū),由于不具備任何蓄水、保水的天然條件且沒有任何可供植被附著的土壤,因此依賴于植被的天然生長,基本沒有任何可能,并且隨著礦石的暴露,雨水的沖刷,重金屬元素會隨著雨水進入地下水,造成污染;對于硬度較低的巖石,隨著暴露的風(fēng)化,會形成砂礫,由于沒有并植被固土,砂礫會蔓延周圍擴散,造成水土流失和沙漠化。
中國發(fā)明專利,申請?zhí)?01310506798.2,授權(quán)公告號cn103548519b公開了一種廢棄金屬礦山礦場的植被恢復(fù)構(gòu)造體及其植被恢復(fù)方法,具體呈階梯狀且每一級包括位于底層且厚度為5-8cm的石灰層、位于石灰層上側(cè)的秸稈層、位于秸稈層上側(cè)作為主體層的含有機肥和復(fù)合肥的客土層、位于靠山坡側(cè)的排水槽、位于離山坡側(cè)的由堆疊客土袋組成的擋土坡。該發(fā)明還公開了一種廢棄金屬礦山礦場的植被恢復(fù)方法,其包括:將廢棄礦山礦場的礦土坡面修整為梯階,并修砌排水溝、槽,堆疊客土袋,鋪石灰層和秸稈、客土,種植耐酸、耐貧瘠林木苗或先鋒草本植物等步驟。本發(fā)明中通過有效疏導(dǎo)水流防止酸水污染礦區(qū)土地,并建立“耗氧層”有效抑制硫化物的氧化從而降低土壤酸性進而修復(fù)污染礦土,具有修復(fù)礦土還原植被恢復(fù)綠化保護環(huán)境的效果;但是對于高海拔大面積跡地地區(qū),建立“耗氧層”是非常困難的,尤其是按照該發(fā)明中所述的建立30-60厘米厚的客土層,這對于現(xiàn)實施工的鋪設(shè)具有難以想象的難度,進一步地,由于人工制造的客土層下面是堅硬的巖石,且縫隙大,凈空多,不具備任何鎖水功能,客土層會在短時間內(nèi)水分就會完全干枯風(fēng)化形成沙塵消失殆盡,在長時間干旱地區(qū),該問題體現(xiàn)的尤為明顯。
中國發(fā)明專利申請?zhí)?01510131741.8,授權(quán)公告號cn104818721b,公開了一種用于陡壁深坑型廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理方法,包括地質(zhì)環(huán)境勘查,清坡處理,礦坑回填,加筋突破填筑,擋墻設(shè)置,雨水排泄,坡頂防水,植被恢復(fù),蓄水留存,變形監(jiān)測等步驟,重點在于在工作區(qū)設(shè)置有一個蓄水池,用于收集地表水,以備前期灌溉之用,確保植被前期種植的存活用水需要。但也不能適用于長期干旱的地區(qū),而采礦山脈上沒有可用水源,也沒有地表水,依賴于人工輸送水源的工程浩大,且不利于儲藏,不具有現(xiàn)實意義;進一步地,人工輸送的水源也不能滿足礦山植被的需要和及時性。因此,該發(fā)明只適用于陡壁深坑等地質(zhì)條件惡劣,但氣候條件事宜的跡地地區(qū)的生態(tài)修復(fù);無法適應(yīng)諸如高海拔、高風(fēng)沙、長干旱地區(qū)的跡地生態(tài)修復(fù),這樣種植的制備會很快枯死,無法達到修復(fù)效果。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種跡地生態(tài)修復(fù)的方法,用于解決現(xiàn)有跡地荒蕪,造成重金屬元素水污染,長期風(fēng)化形成風(fēng)沙,甚至出現(xiàn)跡地沙化現(xiàn)象;以及背景技術(shù)中檢索到的兩篇關(guān)于跡地礦山植被生態(tài)修復(fù)的公開專利文獻不能針對,長干旱,高海拔,無土壤跡地地區(qū)進行有效修復(fù),還原生態(tài)植被種植的問題。
本發(fā)明利用具備保水設(shè)置的種植袋,采用穴植方式應(yīng)對長干旱、高海拔和無土壤跡地生態(tài)復(fù)綠,具備保濕時間長,營養(yǎng)充裕的優(yōu)點,種植袋能夠足以支撐植物在存活期的所有需要的一切水分和養(yǎng)分,無需依賴于待處理跡地自身的水分供給;另一方面,由于種植袋下部設(shè)置有鎖水罩,不受跡地巖石堆積高度的影響,在植物存活生長過程中,植物根系會穿透種植袋進入巖石縫隙扎根,隨著種植袋的降解,植物根系逐漸伸入地下,構(gòu)成局部地下生態(tài)區(qū),植物的根系會通過巖石縫隙不斷向下生長,以吸取地下深處的水分,從而形成不完全依靠種植袋的營養(yǎng)成分來單一供給植物生長,從而自然存活并發(fā)散蔓延拓寬綠化區(qū)域。
為了解決上述技術(shù)問題,達到在極短惡劣環(huán)境下實現(xiàn)植被復(fù)綠,生態(tài)修復(fù)的目的,本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
一種跡地生態(tài)修復(fù)的方法,用于將砂石、礦石構(gòu)成的貧瘠礦石場地域進行植被復(fù)綠,包括礦石場的自然沉降周期數(shù)據(jù)采集、礦石場邊坡穩(wěn)固處理、植被種植和養(yǎng)護,具體包括以下步驟:
步驟s100,采集待復(fù)綠礦石場的自然沉降周期數(shù)據(jù)t0;
步驟s200,對礦石場邊坡進行加固處理;具體包括覆蓋層開挖和邊坡開挖,包括從邊坡頂點從上至下交替形成的斜坡面和平臺面,所述斜坡面的最大角度不大于35°,平臺面的最小寬度不低于兩米,且位于不同高度的平臺面呈z字形首位相連設(shè)置,自然沉降時間大于等于沉降周期t0;
步驟s300,利用工程機械對步驟s200中的平臺面進行夯實,并在斜坡面上開設(shè)多個種植點,將平臺面靠近斜坡面的一側(cè)設(shè)置種植帶;
步驟s400,將選定的適應(yīng)礦石場地區(qū)的植物通過保水種植袋定點培植方式進行分布種植。
為了確保待修復(fù)的礦石場或者排土場的穩(wěn)固性,避免因沉降過大導(dǎo)致的山體滑坡、坍塌,導(dǎo)致已經(jīng)種植的植物或者完畢工程失效,進一步地,所述步驟s100具體包括以下步驟:
步驟s101,在礦石場從邊坡頂點上到下間隔20-30米設(shè)置沉降觀測點,每個沉降觀測點埋設(shè)深度為280mm-300mm;
步驟s102,每兩天記錄一次觀測點的沉降數(shù)據(jù),直到連續(xù)三個記錄周期的沉降數(shù)據(jù)相等為止,并獲取整個沉降的周期t0,所述沉降數(shù)據(jù)檢測采用型號為gts-352c電子全站儀。
進一步地,所述步驟s200中所述的覆蓋層開挖具體包括以下步驟:
步驟s211,覆蓋層開挖施工前,將邊坡的風(fēng)化巖塊、堆積物、殘積物和滑坡體進行清理,并在施工域底線或者底線沿坡底處延伸0-20米區(qū)域建立攔渣坎;
步驟s212,在步驟s201完成后,修筑截水溝和排水溝,并驗證排水效果;
步驟s213,步驟s202完成后,按照自上而下分級進行開挖的方式,沿z字形折返向下開挖,并同時進行坡面清理和支護,開挖點距離最近支護點的距離不得大于50米。
進一步地,所述步驟s200中所述的邊坡開挖具體包括以下步驟:
步驟s221,邊坡開挖采取自上而下的開挖方式,并在邊坡開口線上下均進行鎖口和錨固支護,所述錨固支護包括用錨桿對斜坡面進行錨固和混凝土噴涂步驟;
步驟s222,依次對斜坡面和平臺面開挖,將斜坡面預(yù)留保護層3-5米,平臺面預(yù)留保護層1.5-2米;
步驟s223,完成同一梯段的平臺面挖掘后,在平臺面外邊緣設(shè)置護欄或者擋渣裝置。
進一步地,所述步驟s300中所述在斜坡面上開設(shè)多個種植點,是采用魚鱗式穴植方法種植,具體包括以下步驟:
步驟s311,將單塊斜坡面的邊緣以帶植的方式,以相鄰兩株植物間隔5米的距離沿斜坡面的邊緣用種植袋種植,且種植袋的中心距離斜坡面與平臺面交匯處的邊距不低于1米;
步驟s312,完成步驟s311的邊緣帶植后,將斜坡面中心區(qū)域以5米*5米的間隔交錯排列利用種植袋種植;
步驟s313,將步驟s311和步驟s312的種植袋埋入地下并保證地面與種植袋的上端齊平或者高于種植袋10厘米以下;
步驟s314,對步驟s313中的每一個種植袋進行澆灌營養(yǎng)液,每株植物種植下袋時一次性澆灌的營養(yǎng)液重量為帶土壤種植袋總重量的3%-5%。
進一步地,所述營養(yǎng)液的ph值為7-8,每升營養(yǎng)液中含有四水硝酸鈣0.47-0.58克,硝酸鉀0.3-0.5克,磷酸二氫銨0.057-0.069克,七水硫酸鎂0.25-0.46克,硝酸鈣0.7-1克,氯化鐵0.15-0.25克,尿素3-5克,其余為水。
值得說明的是,應(yīng)對不同的生長環(huán)境和地區(qū),可以在上述營養(yǎng)液成分基礎(chǔ)上增加其他符合當?shù)刂参锷L所特需的微量元素和成分,譬如在靈長類、灌木類和藤蔓類的前期幼苗存活期對于農(nóng)家肥的適應(yīng)能力極好,會明顯提高其存活率,可在上述營養(yǎng)液的成分基礎(chǔ)上,根據(jù)幼苗大小和特性,可以酌情作為底肥混合在營養(yǎng)液中,用于進一步提高種植袋中土壤的肥力以及與植物幼苗的匹配度的問題。關(guān)于新增的其他適應(yīng)當?shù)刂参镂锓N的肥料或者元素,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說,其添加的種類的劑量,對于當?shù)厍闆r而言,是顯而易見的,無需通過勞動創(chuàng)造即可獲知;加之,應(yīng)對不同的地域,環(huán)境,有繁多的植被種類,申請人無法在本發(fā)明中一一窮盡所有,故而,在此不再一一詳述。但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解,上述營養(yǎng)液的成飛符合所有植物生長最基本的需求,涵蓋了其生長必要的微量元素的肥力,具備通用性和較強的兼容性。
進一步地,所述步驟s300中所述的平臺面靠近斜坡面一側(cè)設(shè)置的種植帶內(nèi)依次平行排列放置有帶種植袋的植被。
進一步地,所述種植袋具體包括用來包裹植物根莖的桶形無紡布袋和填充在桶形無紡布袋內(nèi)的營養(yǎng)土,所述桶形無紡布袋底部內(nèi)層設(shè)有可降解的高分子薄膜層,在覆蓋有高分子薄膜層的桶形無紡布袋底部設(shè)有用來吸水保濕的儲水塊,在桶形無紡布袋頂部開口處繞植物主干周圍鋪設(shè)有保水薄膜層;所述保水薄膜層包括環(huán)狀結(jié)構(gòu)的弧形漏斗和圓臺結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流罩,所述弧形漏斗底部開口邊沿與導(dǎo)流罩頂部的開口邊沿連接,所述導(dǎo)流罩下部開口與桶形無紡布袋開口連接;所述導(dǎo)流罩內(nèi)設(shè)有套接在植物主干上的鎖水環(huán),所述鎖水環(huán)下端開口處向下延伸形成錐形鎖水罩。
進一步地,所述桶形無紡布袋包括雙層無紡布層和固定在環(huán)狀無紡布層底部的緩沖墊,所述高分子薄膜層設(shè)置在雙層環(huán)狀無紡布層底部的夾層內(nèi),所述桶形無紡布袋外表面對稱設(shè)有一組拉環(huán),所述儲水塊為多孔聚氨酯海綿塊,所述儲水塊為高吸水樹脂塊,所述桶形無紡布袋外表面設(shè)有一層聚氨酯保溫層,所述營養(yǎng)土內(nèi)填充有水凝膠塊。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下優(yōu)點及有益效果:
(1)本發(fā)明利用具備保水設(shè)置的種植袋,采用穴植方式應(yīng)對長干旱、高海拔和無土壤跡地生態(tài)復(fù)綠,具備保濕時間長,營養(yǎng)充裕的優(yōu)點,種植袋能夠足以支撐植物在存活期的所有需要的一切水分和養(yǎng)分,無需依賴于待處理跡地自身的水分供給,同時,種植袋內(nèi)的營養(yǎng)土和營養(yǎng)液足以支持植物適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境,存活率極高。
(2)本發(fā)明種植袋下部設(shè)置有鎖水罩,不受跡地巖石堆積高度的影響,在植物存活生長過程中,植物根系會穿透種植袋進入巖石縫隙扎根,隨著種植袋的降解,植物根系逐漸伸入地下,構(gòu)成局部地下生態(tài)區(qū),植物的根系會通過巖石縫隙不斷向下生長,以吸取地下深處的水分,從而形成不完全依靠種植袋的營養(yǎng)成分來單一供給植物生長,從而自然存活并發(fā)散蔓延拓寬綠化區(qū)域。
(3)本發(fā)明中自上而下層層施工,結(jié)合斜坡面和平臺面的布局方式,且將斜坡面角度小于自然安息角設(shè)置,有效避免了后期的滑坡,提高了修復(fù)區(qū)域的穩(wěn)固性,同時,交叉種植適應(yīng)當?shù)貧夂颦h(huán)境的灌木和藤蔓植物,一方面有利于保水固土,另一方面,采用藤蔓植物對修復(fù)區(qū)域進行覆蓋,避免了太陽直射導(dǎo)致的水分快速蒸發(fā),尤其是自然降水的蒸發(fā)流失,提高了有效濕度周期的延長,更利于植物的生長,提高了植物的整體干旱抵抗力。
附圖說明
圖1為本發(fā)明要解決的跡地現(xiàn)狀圖;
圖2為本發(fā)明所述礦石場斷面圖;
圖3為圖2中a區(qū)放大示意圖;
圖4為本發(fā)明修復(fù)狀態(tài)效果圖,其中藤蔓植被未示出;
圖5本發(fā)明中所述種植袋的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為種植袋的剖視種植結(jié)構(gòu)示意圖;
其中1-桶形無紡布袋;2-高分子薄膜層;3-儲水塊;4-保水薄膜層;401-弧形漏斗;402-導(dǎo)流罩;5-鎖水環(huán);6-鎖水罩;7-拉環(huán);8-聚氨酯保溫層;9-緩沖墊;11-礦山支撐體;22-山體覆蓋層;33-礦石場;41-平臺面;42-斜坡面;l-礦石場厚度。
具體實施方式
下面結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明,但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例1:
為了進一步說明本發(fā)明方法能夠解決背景技術(shù)中所述的“高海拔、長期干旱、無土壤附著”的特貧瘠地區(qū)的生態(tài)修復(fù)問題,本實施例將以我國具體的試驗案例進行說明。
本實施例中試驗地區(qū)概況介紹:
地理坐標為東經(jīng)101°44′20″~101°47′08″,北緯26°35′35″~26°37′15″,距離最近的具備運輸?shù)慕煌屑~超過25公里,且多為山區(qū)道路,待處理跡地地處海拔超過1800米。
氣候情況:年平均氣溫20.4℃,最高氣溫40.4℃,最低氣溫-1.8℃。無霜期長,氣溫年變化小,日變化大。全年日照時數(shù)2300~2700h。年平均相對濕度61~68%,最小相對濕度多在10%以下。最大年降雨量1464.5mm,年平均降雨量830mm,降雨主要集中在雨季(6~10月),降雨量占全年的92%以上,日最大降雨量95.3mm。主導(dǎo)風(fēng)向夏季為東南風(fēng),冬季為西南風(fēng)。該地區(qū)在降雨量的分配上嚴重失調(diào),除夏季集中降雨外,其余三個季節(jié)均屬于嚴重干旱,甚至連續(xù)一個季度降水量為零,而最適合植物生長的春季,地區(qū)的降水量幾乎為零,極不事宜植物種植。地區(qū)地表覆蓋物主要為釩鈦磁鐵礦排土場,無任何植被自然生長。采用現(xiàn)有的種子撒播,人工土壤覆蓋等方式無法實現(xiàn)植被的生長,長旱時期,種植的發(fā)芽率基本為零,由于礦石場33不具備任何保水能力,當遇到較大的降水量時,會瞬間枯竭,完全不適合植被的生長,不具備種植發(fā)芽生根的條件。結(jié)合附圖1-3所示,所述礦石場33的堆砌主體包括礦山支撐體11,山體覆蓋22,所述礦石場33厚度l大于20米。
結(jié)合上述實際情況,為了解決技術(shù)問題,本實施例中,按照本發(fā)明的下述方法進行修復(fù),一種跡地生態(tài)修復(fù)的方法,用于將砂石、礦石構(gòu)成的貧瘠礦石場33地域進行植被復(fù)綠,包括礦石場33的自然沉降周期數(shù)據(jù)采集、礦石場33邊坡穩(wěn)固處理、植被種植和養(yǎng)護,具體包括以下步驟:
步驟s100,采集待復(fù)綠礦石場33的自然沉降周期數(shù)據(jù)t0;為了確保待修復(fù)的礦石場33或者排土場的穩(wěn)固性,避免因沉降過大導(dǎo)致的山體滑坡、坍塌,導(dǎo)致已經(jīng)種植的植物或者完畢工程失效,進一步地,所述步驟s100具體包括以下步驟:
步驟s101,在礦石場33從邊坡頂點上到下間隔20米設(shè)置沉降觀測點,每個沉降觀測點埋設(shè)深度為280mm;
步驟s102,每兩天記錄一次觀測點的沉降數(shù)據(jù),直到連續(xù)三個記錄周期的沉降數(shù)據(jù)相等為止,并獲取整個沉降的周期t0,所述沉降數(shù)據(jù)檢測采用型號為gts-352c電子全站儀。
步驟s200,對礦石場33邊坡進行加固處理;具體包括覆蓋層開挖和邊坡開挖,包括從邊坡頂點從上至下交替形成的斜坡面42和平臺面41,所述斜坡面42的最大角度不大于35°,平臺面41的最小寬度不低于兩米,且位于不同高度的平臺面41呈z字形首位相連設(shè)置,自然沉降時間大于等于沉降周期t0;本實施例中所述礦石場33整體坡度的自然安息角為38°,將斜坡面42設(shè)置成不大于35°的坡度能夠有效的保證礦石場33自身的穩(wěn)定性,且按照當?shù)氐淖畲箫L(fēng)速計算,在35°以內(nèi)的斜坡面42不會產(chǎn)生任何的滑坡和坍塌問題。本實施例中,由于礦石場33已經(jīng)自然靜止放置超過100天,沉降數(shù)據(jù)非常穩(wěn)定,但值得說明的是,若對堆積不久的礦石場33進行沉降觀測時,其沉降測試數(shù)據(jù)的變化值會明顯大于本實施例中的沉降數(shù)據(jù),必須嚴格按照連續(xù)三次采集的沉降數(shù)據(jù)相等后,方可進行后續(xù)操作。
本實施例中,從上到下設(shè)置了50個觀測點,沒兩天觀測一次并記錄,連續(xù)觀測5次,經(jīng)過比對,沉降數(shù)據(jù)顯示,礦石場33已經(jīng)足夠穩(wěn)定,未發(fā)現(xiàn)沉降現(xiàn)象,可以進行后續(xù)施工。
在此,需要強調(diào)的是,雖本發(fā)明的最終目的是為了解決植被復(fù)綠,生態(tài)修復(fù)的目的,但由于沉降導(dǎo)致山體滑坡的問題會直接導(dǎo)致施工的失效,嚴重的甚至?xí)?dǎo)致安全事故,故而,對于待修復(fù)的山體或者礦石場33的穩(wěn)定性應(yīng)當做好充分的沉降監(jiān)測。
為了確保山體的穩(wěn)固,后期植被種植的有效生長,本實施例中,所述步驟s200中所述的覆蓋層開挖具體包括以下步驟:
步驟s211,覆蓋層開挖施工前,將邊坡的風(fēng)化巖塊、堆積物、殘積物和滑坡體進行清理,并在施工域底線或者底線沿坡底處延伸0-20米區(qū)域建立攔渣坎;
步驟s212,在步驟s201完成后,修筑截水溝和排水溝,并驗證排水效果;
步驟s213,步驟s202完成后,按照自上而下分級進行開挖的方式,沿z字形折返向下開挖,并同時進行坡面清理和支護,開挖點距離最近支護點的距離不得大于50米。
本實施例中,所述步驟s200中所述的邊坡開挖具體包括以下步驟:
步驟s221,邊坡開挖采取自上而下的開挖方式,并在邊坡開口線上下均進行鎖口和錨固支護,所述錨固支護包括用錨桿對斜坡面42進行錨固和混凝土噴涂步驟;
步驟s222,依次對斜坡面42和平臺面41開挖,將斜坡面42預(yù)留保護層3米,平臺面41預(yù)留保護層1.5米;
步驟s223,完成同一梯段的平臺面41挖掘后,在平臺面41外邊緣設(shè)置護欄或者擋渣裝置。
步驟s300,利用工程機械對步驟s200中的平臺面41進行夯實,并在斜坡面42上開設(shè)多個種植點,將平臺面41靠近斜坡面42的一側(cè)設(shè)置種植帶;
本實施例中,所述步驟s300中所述在斜坡面42上開設(shè)多個種植點,是采用魚鱗式穴植方法種植,具體包括以下步驟:
步驟s311,將單塊斜坡面42的邊緣以帶植的方式,以相鄰兩株植物間隔5米的距離沿斜坡面42的邊緣用種植袋種植,且種植袋的中心距離斜坡面42與平臺面41交匯處的邊距不低于1米;
步驟s312,完成步驟s311的邊緣帶植后,將斜坡面42中心區(qū)域以5米*5米的間隔交錯排列利用種植袋種植;
步驟s313,將步驟s311和步驟s312的種植袋埋入地下并保證地面與種植袋的上端齊平或者高于種植袋10厘米以下;
步驟s314,對步驟s313中的每一個種植袋進行澆灌營養(yǎng)液,每株植物種植下袋時一次性澆灌的營養(yǎng)液重量為帶土壤種植袋總重量的3%-5%。
本實施例中,所述營養(yǎng)液的ph值為7,每升營養(yǎng)液中含有四水硝酸鈣0.47克,硝酸鉀0.3克,磷酸二氫銨0.057克,七水硫酸鎂0.25克,硝酸鈣0.7克,氯化鐵0.15克,尿素3克,其余為水。
本實施例中,所述步驟s300中所述的平臺面41靠近斜坡面42一側(cè)設(shè)置的種植帶內(nèi)依次平行排列放置有帶種植袋的植被。
步驟s400,將選定的適應(yīng)礦石場33地區(qū)的植物通過保水種植袋定點培植方式進行分布種植。
本實施例中,所述種植袋具體包括用來包裹植物根莖的桶形無紡布袋1和填充在桶形無紡布袋1內(nèi)的營養(yǎng)土,所述桶形無紡布袋底部內(nèi)層設(shè)有可降解的高分子薄膜層2,在覆蓋有高分子薄膜層2的桶形無紡布袋1底部設(shè)有用來吸水保濕的儲水塊3,在桶形無紡布袋1頂部開口處繞植物主干周圍鋪設(shè)有保水薄膜層42;所述保水薄膜層42包括環(huán)狀結(jié)構(gòu)的弧形漏斗401和圓臺結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流罩402,所述弧形漏斗401底部開口邊沿與導(dǎo)流罩402頂部的開口邊沿連接,所述導(dǎo)流罩402下部開口與桶形無紡布袋1開口連接;所述導(dǎo)流罩402內(nèi)設(shè)有套接在植物主干上的鎖水環(huán)5,所述鎖水環(huán)5下端開口處向下延伸形成錐形鎖水罩6。
本實施例中,所述桶形無紡布袋1包括雙層無紡布層和固定在環(huán)狀無紡布層底部的緩沖墊,所述高分子薄膜層2設(shè)置在雙層環(huán)狀無紡布層底部的夾層內(nèi),所述桶形無紡布袋1外表面對稱設(shè)有一組拉環(huán),所述儲水塊3為多孔聚氨酯海綿塊,所述儲水塊3為高吸水樹脂塊,所述桶形無紡布袋1外表面設(shè)有一層聚氨酯保溫層,所述營養(yǎng)土內(nèi)填充有水凝膠塊。
本實施例中,為了最大程度的匹配礦石場33的地理環(huán)境和氣候環(huán)境,選擇常綠爬山虎、葛藤、迎春三種植物合并種植在同一個種植袋中,每個種植袋的營養(yǎng)土容量為一立方米,每個種植袋內(nèi)種植6株爬山虎,4株葛藤,5株迎春,最頂層種植袋種植3株爬山虎,2株葛藤,5株迎春,均向下分布;最底層種植袋種植3株常綠爬山虎,2株葛藤。選擇爬山虎、葛藤和迎春的原因是:爬山虎耐旱耐瘠,根系發(fā)達,適應(yīng)性強;葛藤繁殖容易,生長迅速,再生能力強;迎春為當?shù)仄贩N,對當?shù)刎汃さ貐^(qū)的適應(yīng)能力強,屬于灌木類,根系發(fā)達,抗旱能力強,能夠?qū)崿F(xiàn)極佳的固土效果。
爬山虎適應(yīng)性強,性喜陰濕環(huán)境,但不怕強光,耐寒,耐旱,耐貧瘠,氣候適應(yīng)性廣泛,在暖溫帶以南冬季也可以保持半常綠或常綠狀態(tài)。耐修剪,怕積水,對土壤要求不嚴,陰濕環(huán)境或向陽處,均能茁壯生長,但在陰濕、肥沃的土壤中生長最佳。它對二氧化硫等有害氣體有較強的抗性。爬山虎生性隨和,占地少、生長快,綠化覆蓋面積大。一根莖粗2厘米的藤條,種植兩年,墻面綠化覆蓋面、居然可達30至50平方米。在實際應(yīng)用中,爬山虎的作用不僅僅是自身的存活率高,生長快,同時,其觸角能夠牢固的粘附在礦石表面,葉子均勻覆蓋,避免了陽光的直射,導(dǎo)致礦石過得干枯,溫度過高,而使植物根系壞死的問題。實踐證明,爬山虎能夠?qū)⒌V石場33地表形成一層保護傘,抵抗其他植物遭受太陽直射產(chǎn)生的高溫環(huán)境,為其他植物生長提供了有力的環(huán)境和條件。
葛藤喜生于溫暖潮濕多雨向陽地方。常見于草坡灌叢、疏林地及林緣。尤以攀附于灌木或稀樹上生長更為茂密,也能生于石縫、荒坡、礫石地、卡斯特溶巖上。所以,可作為改造石山、荒坡、保持水土的良好覆被植物。不擇土質(zhì),微酸性的紅壤、黃壤、花崗巖礫土、砂礫土及中性泥沙土、紫色土均生長,尤以富含有機質(zhì)肥沃濕潤的土壤,生長最好。強大的深根系具有抗旱力,但不耐水淹。葛藤也不耐霜凍,地上部經(jīng)霜死亡,幼苗在-6.7℃即失去抗凍力。但地下部能安全越冬,次年能再生。在火燒地,其它植物都被燒死,而葛藤卻從塊根長出繁茂的藤蔓。在溫暖地方,一季之內(nèi),15~30米,長出許多枝葉,刈割后有較強的再生性;年可刈割2~3次。葛藤系喜陽植物,必須有支架或灌木等支持,才能開花結(jié)實。一般花期5~10月,果期7~10月。每千克種子有54545~81818粒。非常適合該地區(qū)自然環(huán)境的生長,由于葛藤根部會形成葛根,能夠在無土壤,物外補營養(yǎng)的情況下,保持葛藤的長時間自然生長。
實踐證明,以藤蔓長度不超過3米的幼苗種植一月后,新增藤蔓長度達到2-2.8米,生長周期正處干旱的3月,也就是該地區(qū)雨水最為匱乏的時期之一,完全依靠種植袋內(nèi)的營養(yǎng)液和營養(yǎng)土壤為植物供給養(yǎng)分。
迎春,喜濕潤,也耐干旱,怕澇;在華北地區(qū)和鄢陵均可露地越冬,要求溫暖而濕潤的氣候,疏松肥沃和排水良好的沙質(zhì)土,在酸性土中生長旺盛,堿性土中生長不良。根部蔭發(fā)力很強,枝端著地部分也極易生根。這種特性完全,符合本實施例中所述礦石場33,由于地處高海拔,不會出現(xiàn)洪澇現(xiàn)象,利用迎春生根能力強的特點,能夠起到固土的作用,同時強大的根系能快速深入到地下的濕土層,汲取地下養(yǎng)分,避免依靠種植袋內(nèi)的養(yǎng)分生長。
在海拔1200-1300米的山腰上,分別種植2000珠爬山虎、葛藤和迎春,作為第二樣本驗證新植幼苗對種植袋的適應(yīng)能力,將從苗圃中取出的新幼苗直接植入種植袋中,幼苗的平均長度為:爬山虎1-1.5米,葛藤1-1.5米,迎春0.5-0.7米,以驗證新幼苗對種植袋的適應(yīng)能力和對跡地地區(qū)環(huán)境和氣候的適應(yīng)能力。中途每月檢查一次,并對枯死幼苗進行補苗,經(jīng)過三個月后,累計補苗爬山虎386株,葛藤198株,迎春274株,幼苗成活率分別為爬山虎80.7%,葛藤90.1%,迎春86.3%;幼苗的平均長度為:爬山虎1.8-2.6米,葛藤1.4-2.2米,迎春0.5-0.8米。由上述數(shù)據(jù)獲知,除開幼苗本身的根系在移栽過程中受到影響和移栽過程中,由于種植袋與幼苗的填實不到位等因素,爬山虎和迎春幼苗的成活率處于80%-85%,葛藤存活率超過90%,完全符合植被復(fù)綠,生態(tài)修復(fù)的要求。在初期三個月的存活期和適應(yīng)期中,爬山虎的生長能力最快,迎春的生長能力最弱,基本處于存活狀態(tài),并未出現(xiàn)大批量的新葉發(fā)出,部分迎春在種植后的15-30天內(nèi)存在黃葉,掉葉現(xiàn)象,但在50天以后,枝干上掛葉顏色正常,頂部嫩芽出現(xiàn),表面適應(yīng)性存活。種植150天后,出現(xiàn)根系外串,且向下生長,穿出在種植袋之外的根系表面細毛充足、濕潤,吸收狀態(tài)非常良好。種植200天后,綠植覆蓋率達到25%,250天后,綠植覆蓋率達到36%,一年后,綠植覆蓋率達到48%;值得說明的是,由于藤蔓之間存在間隙,上述覆蓋率計算采用等高取樣的方式進行,即在同一等高線取3個樣本區(qū)域,每個樣本區(qū)域取樣面積100平方。礦石裸露面積超過0.3平方米及以上的面積視為裸露,連續(xù)裸露面積小于0.3平方米的面積計入被覆蓋面積;整個取樣高度差分為10級,取樣樣本面積為100平方米*3個*10級=3000平方米。
實施例2:
在實施例1的基礎(chǔ)上,為了更進一步的說明本發(fā)明中種植袋的有益技術(shù)效果,特別地對種植袋的原理進一步說明。
所述保水薄膜層4包括環(huán)狀結(jié)構(gòu)的弧形漏斗401和圓臺結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流罩402,所述弧形漏斗401底部開口邊沿與導(dǎo)流罩402頂部的開口邊沿連接,所述導(dǎo)流罩402下部開口與桶形無紡布袋1開口連接?,F(xiàn)對保水薄膜層4進行優(yōu)化,包括均采用可降解的聚乳酸材料制成的弧形漏斗401和導(dǎo)流罩402,其中的弧形漏斗401是一種環(huán)狀的漏斗結(jié)構(gòu),其設(shè)置在土層之上,在下雨時,能夠?qū)⒂晁骶奂谄渲胁康拈_口處,并從開口向下流入導(dǎo)流罩402內(nèi),最后流向桶形無紡布袋1內(nèi)。弧形漏斗401的面積大于桶形無紡布袋1的開口面積,使其能夠聚集較多雨水。通過設(shè)有的弧形漏斗401和導(dǎo)流罩402的雙層結(jié)構(gòu)不僅能夠增加保溫隔熱的效果,而且能夠減小水氣蒸發(fā)面積,進一步提高整個裝置的保水性能。而所述的弧形漏斗401和導(dǎo)流罩402均為多片粘合結(jié)構(gòu),可在現(xiàn)場進行安裝和調(diào)試,以達到最佳的使用效果。
所述導(dǎo)流罩402內(nèi)設(shè)有套接在植物主干上的鎖水環(huán)5,所述鎖水環(huán)5下端開口處向下延伸形成錐形鎖水罩6?,F(xiàn)在進一步對保水薄膜層4結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,在原本的導(dǎo)流罩402內(nèi)設(shè)有的鎖水罩6能夠進一步減小水氣蒸發(fā)面積,一旦表面土層受紅外輻射溫度升高時,表面土層中的水分便會加速向外蒸發(fā),但大部分水氣向上運動便進入鎖水罩6內(nèi),從而被節(jié)流在鎖水環(huán)5的下部。因為鎖水環(huán)5和鎖水罩6均為改性聚乳酸材質(zhì),而且所述的鎖水環(huán)5為一根具有一定彈性的帶狀結(jié)構(gòu),在種植時直接將其拴在預(yù)定位置,然后再將鎖水罩6貼合在其下口外延,并用膠水粘接而成。
所述桶形無紡布袋1包括雙層無紡布層和固定在環(huán)狀無紡布層底部的緩沖墊9,所述高分子薄膜層2設(shè)置在雙層無紡布層底部的夾層內(nèi)。現(xiàn)在對永興無紡布袋進行限定,所述的雙層無紡布層能夠增加整個桶形無紡布袋1的保溫隔水效果,而且便于添加高分子薄膜層2。整個桶形無紡布袋1包括兩個豎向設(shè)置的管狀無紡布a和兩個設(shè)置在底部的圓形無紡布b,現(xiàn)將兩個無紡布a一側(cè)開口相互粘接密封,然后將高分子薄膜層2插入另一側(cè)開口之間的間隙內(nèi),最后將兩塊不同直徑的圓形無紡布b分別粘接在對應(yīng)的無紡布a的另一側(cè)開口上,以形成一個密閉雙層無紡布層結(jié)構(gòu),最后在雙層無紡布層結(jié)構(gòu)外底部粘接有緩沖墊9,便制成桶形無紡布袋1。而所述的緩沖墊9是一種聚碳酸酯泡沫,因為在安放整個桶形無紡布袋1結(jié)構(gòu)時,有可能受重力影響在與土坑內(nèi)凹凸不平的表面接觸時造成磨損撕裂的問題,所以設(shè)有的緩沖墊9能夠避免這一問題出現(xiàn),以保證其保水效果不會受到影響。
所述桶形無紡布袋1外表面對稱設(shè)有一組拉環(huán)7。所述的拉環(huán)7采用可降解的尼龍材質(zhì),拉環(huán)7能夠給使用者提供著力點,便于安放整個桶形無紡布袋1。
所述儲水塊3為多孔聚氨酯海綿塊。所述的多孔聚氨酯海綿塊能夠通過其疏松的結(jié)構(gòu)來達到吸水儲水的效果,而且聚氨酯材料中也具有較好的可降解性能的類別,例如低聚糖衍生聚氨酯類和淀粉衍生聚氨酯,既能夠提供較好的可降解性。
所述儲水塊3為高吸水樹脂塊。所述的高吸水樹脂材料常常作為吸水劑添加在土壤中,以增加土壤的保水性。而本發(fā)明將高吸水樹脂做成塊狀結(jié)構(gòu),并放置在桶形無紡布袋1底部,從而提高蓄水能力。而高分子樹脂又具有較好的釋水性能,能夠隨時給植被根部提供水分,以提高存活率。
所述桶形無紡布袋1外表面設(shè)有一層聚氨酯保溫層8。所述的聚氨酯保溫層8包裹在桶形無紡布袋1外表面,能夠提供較好的熱傳遞阻隔效果。
本實施例中,在釩鈦磁鐵礦排土場的跡地土壤生態(tài)修復(fù)工程中起到關(guān)鍵作用。其中采用的桶形無紡布袋1高度1m,底面面積為1m2,其中在底層和邊層的雙層無紡布層內(nèi)均設(shè)有高分子薄膜層2,而設(shè)置在邊層內(nèi)的高分子薄膜層2高度為20cm,且與底層內(nèi)的高分子薄膜層2相互粘接形成密封結(jié)構(gòu)。選用的植被為葛根或爬山虎,具有較高的存活率和環(huán)境適應(yīng)能力。因為所在的釩鈦磁鐵礦排土場尾礦區(qū)土壤貧瘠且干燥,針對此區(qū)域土壤水土流失嚴重的情況,在山坡上采用斜坡平臺式和魚鱗式穴植聯(lián)合方式進行種植,能夠保證種植的土坑保持水平。而根據(jù)所在地區(qū)的年平均降雨量和溫度的變化范圍,故將高分子薄膜層2設(shè)置為20cm,從而在保證具有較好的儲水效果前提下,又能夠避免植被根部因透氣性較差而出現(xiàn)腐爛的情況發(fā)生。整個修復(fù)工程總共采用7050個種本實施例中的種植袋,一年后的植被存活率為95%,使得整個修復(fù)工程達到預(yù)定目標。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例,并非對本發(fā)明做任何形式上的限制,凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化,均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。