阅读说明：本技术 缺乏客土的生态脆弱区域的矿区生态修复方法和分层结构 (Method for ecologically restoring mining area in ecologically vulnerable area lacking foreign soil and layered structure ) 是由 刘祥宏 辛建宝 陈永福 丁鑫品 张会军 孙家恺 温馨 桑盛 肖炜 黄占斌 王宏 于 2020-11-10 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种缺乏客土的生态脆弱区域的矿区生态修复方法和分层结构,其中,方法包括：将矿区中的待恢复区域进行划分,得到复绿造景区域和渣石覆盖造景区域；采用可用土壤基质对复绿造景区域进行覆土施工；根据矿区的地理位置确定待播种的草本植物,并将草本植物的草籽撒播在复绿造景区域；在渣石覆盖造景区域的底部填充第一类渣石,填充高度为第一高度；在填充第一类渣石后的渣石覆盖造景区域上覆盖设定粒径的第二类渣石,覆盖厚度为第二高度；第一类渣石和第二类渣石是将矿区渣石按照材料性质进行分类得到的,第一类渣石的风化速度快于第二类渣石,设定粒径的取值大于5cm。由此,可实现提升草本植物的存活率,提升复绿造景区域的复绿工程效果。(The invention provides an ecological restoration method and a layered structure for a mining area in an ecological fragile area lacking foreign soil, wherein the method comprises the following steps: dividing a region to be restored in a mining area to obtain a green landscaping area and a slag stone covered landscaping area; carrying out soil covering construction on the green landscaping area by adopting an available soil matrix; determining herbaceous plants to be sown according to the geographical position of the mining area, and sowing grass seeds of the herbaceous plants in a green landscaping area; filling a first type of slag stones at the bottom of the slag stone covered landscaping area, wherein the filling height is a first height; covering a second slag stone with a set particle size on the slag stone covering landscaping area filled with the first slag stone, wherein the covering thickness is a second height; the first type of slag stones and the second type of slag stones are obtained by classifying the slag stones in the mining area according to material properties, the weathering speed of the first type of slag stones is faster than that of the second type of slag stones, and the value of the set particle size is larger than 5 cm. Therefore, the survival rate of herbaceous plants can be improved, and the greening engineering effect of a greening landscaping area is improved.)

缺乏客土的生态脆弱区域的矿区生态修复方法和分层结构

技术领域

本发明涉及生态修复领域，尤其涉及一种缺乏客土的生态脆弱区域的矿区生态修复方法和分层结构。

背景技术

矿区资源开采对采场、堆场区域造成严重的生态破坏。对于高寒、沙地等生态脆弱区域而言，矿区生态修复十分困难，特别是在当地及周边一定范围内缺少可用客土资源的情况下，即使在前期实施了严格的开采、压占区域表土剥离保存措施，仍难于为采场、堆场等区域的后期复绿植物创造足够厚度的土壤基质层。这种情况下，实施的复绿工程往往存在绿化植被难于生长存活、退化严重，生态恢复工程难于长久持续发挥效用等问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本发明在于提出一种缺乏客土的生态脆弱区域的矿区生态修复方法和分层结构，以实现提升草本植物的存活率，提升复绿造景区域的复绿工程效果。并且，可以促进自然落种植物的生长恢复，使得生态恢复工程长久持续发挥效用。

本发明第一方面实施例提出了一种缺乏客土的生态脆弱区域的矿区生态修复方法，所述方法包括：

将矿区中的待恢复区域进行划分，得到复绿造景区域和渣石覆盖造景区域；其中，所述复绿造景区域的面积根据预设的草地复绿所需覆盖的土层厚度以及所述矿区的可用土壤基质的资源量确定；所述土层厚度为10cm至30cm；

采用所述可用土壤基质，对所述复绿造景区域进行覆土施工；

根据所述矿区的地理位置，确定待播种的草本植物，并将所述草本植物的草籽撒播在所述复绿造景区域；

在所述渣石覆盖造景区域的底部填充第一类渣石，填充高度为第一高度；

在填充所述第一类渣石后的所述渣石覆盖造景区域上，覆盖设定粒径的第二类渣石，覆盖厚度为第二高度；其中，所述第一类渣石和所述第二类渣石是将矿区渣石按照材料性质进行分类得到的，所述第一类渣石的风化速度快于所述第二类渣石，设定粒径的取值大于5cm。

本发明第二方面实施例提出了一种矿区土壤的分层结构，所述矿区划分为复绿造景区域和渣石覆盖造景区域，

所述复绿造景区域包括土壤基质层，所述土壤基质层上撒播草本植物的草籽，其中，所述草本植物根据所述矿区的地理位置确定；所述土壤基质层的厚度为10cm至30cm；

所述渣石覆盖造景区域包括第一渣石层和第二渣石层，其中，所述第一渣石层由第一类渣石组成，第二渣石层由所述第二类渣石组成，所述第一类渣石和所述第二类渣石是将矿区渣石按照材料性质进行分类得到的，所述第一类渣石的风化速度快于所述第二类渣石，所述第二类渣石的粒径取值大于5cm。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：

通过利用矿区有限的可用土壤基质，构建厚层土壤的复绿造景区域，可以提升草本植物的存活率，提升复绿造景区域的复绿工程效果。并且，在渣石覆盖造景区域的底部填充易风化的渣石，并在上部覆盖不易风化且粒径较大的渣石，可以实现为底部易风化的渣石的风化过程提供条件，促进后期的自然落种植物的生长恢复，使得生态恢复工程长久持续发挥效用。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例所提供的一种缺乏客土的生态脆弱区域的矿区生态修复方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的矿区土壤的剖面图；

图3为本发明实施例的矿区的俯视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的缺乏客土的生态脆弱区域的矿区生态修复方法和分层结构。

图1为本发明实施例所提供的一种缺乏客土的生态脆弱区域的矿区生态修复方法的流程示意图。

如图1所示，该缺乏客土的生态脆弱区域的矿区生态修复方法可以包括以下步骤：

步骤101，将矿区中的待恢复区域进行划分，得到复绿造景区域和渣石覆盖造景区域；其中，复绿造景区域的面积根据预设的草地复绿所需覆盖的土层厚度以及矿区的可用土壤基质的资源量确定。

本发明实施例中，为了实现为植物创造足够厚度的土壤基质层，提升植物的成活率，预设的草地复绿所需覆盖的土层厚度的取值范围可以为[10cm,30cm]。

本发明实施例中，可以预测矿区的可用土壤基质的资源量，根据矿区的可用土壤基质的资源量以及预设的草地复绿所需覆盖的土层厚度，计算矿区可用土壤基质资源的可覆盖面积，本发明实施例中记为复绿造景区域的面积。

在本发明实施例的一种可能的实现方式中，为了实现为植物创造足够厚度的土壤基质层，以及提升植物的覆盖面积，矿区的可用土壤基质的资源量可以包括矿区可用表土资源量和粒径取值小于预设阈值的细粒材料的资源量。其中，预设阈值可以为1cm。例如，细粒材料的资源量可以包括采矿区、渣场等堆置区表土剥离储存的资源量，弃渣倒运过程中碎裂形成的细小颗粒量，弃渣风化后形成的细小颗粒量。由此，利用既有剥离表土、细粒材料改良措施，集中构造复绿所需的厚度土壤，显著降低生态重建成本、提升复绿造景区域的复绿工程效果。

本发明实施例中，渣石覆盖造景区域为待恢复区域中除复绿造景区域之外的区域，渣石覆盖造景区域的面积为待恢复区域的面积与复绿造景区域的面积之间的差值。

本发明实施例中，可以先确定矿区中的待恢复治理的区域，本发明实施例中记为待恢复区域，之后根据待恢复区域的面积，将待恢复区域划分得到复绿造景区域和渣石覆盖造景区域。其中，复绿造景区域和渣石覆盖造景区域均可以包括平地(平台)和坡面，复绿造景区域和渣石覆盖造景区域之间可以为交叉关系，或者镶嵌布局关系。

在本发明实施例的一种可能的实现方式中，为了提升生态修复后的矿区的美观性、可观赏性，或产生较高的景观效果，复绿造景区域和渣石覆盖造景区域可以为设定的几何外形。

步骤102，采用可用土壤基质，对复绿造景区域进行覆土施工。

本发明实施例中，在划分得到复绿造景区域后，可以采用可用土壤基质对复绿造景区域进行覆土施工。例如，可以采用矿区可用表土和粒径取值小于预设阈值的细粒材料，对复绿造景区域进行覆土施工。

步骤103，根据矿区的地理位置，确定待播种的草本植物，并将草本植物的草籽撒播在复绿造景区域。

在本发明实施例的一种可能的实现方式中，为了不破坏矿区当地的生态环境，以及提升绿植的存活率，可以根据矿区的地理位置，确定待播种的草本植物，并将草本植物的草籽撒播在复绿造景区域。

在本发明实施例的另一种可能的实现方式中，为了进一步提升绿植的存活率，可以将土壤改良材料掺混到可用土壤基质中，根据掺混土壤改良材料后的可用土壤基质，对复绿造景区域进行覆土施工。

可以理解的是，不同地区的土壤条件不同，为了进一步提升绿植的存活率，可以根据矿区的地理位置和可用土壤基质的性质，确定土壤改良材料，将可用土壤基质与上述土壤改良材料掺混，根据掺混土壤改良材料后的可用土壤基质，对复绿造景区域进行覆土施工。

其中，土壤改良材料可以包括：保水剂、生物炭、腐殖酸、有机肥、腐熟农家粪肥、化肥中一种或多种组合。

作为一种示例，可以根据矿区的地理位置，确定矿区当地的气候条件，根据矿区当地的气候条件和可用土壤基质的性质，确定土壤改良材料。举例而言，对于干旱或半干旱区域的矿区而言，由于缺乏表土、客土且降水少、土壤持水能力较弱，因此，可以施用保水剂，并添加生物炭、有机肥、腐殖酸等其他土壤改良材料，共同发挥改良作用。对于高寒高海拔区域的矿区而言，除渣山区域外，一般无需过多考虑水分不足的问题，因此，可以无需使用保水剂，这类区域需要考虑低温肥效释放缓慢的问题，可以利用复合肥、腐熟羊粪肥来增加早期养分，并添加生物炭、有机肥、腐殖酸等其他土壤改良材料，共同发挥改良作用。

在本发明实施例的一种可能的实现方式中，在将草本植物的草籽撒播在复绿造景区域后，还可以对复绿造景区域进行浇水养护等，以进一步提升绿植的成活率。

步骤104，在渣石覆盖造景区域的底部填充第一类渣石，填充高度为第一高度。

本发明实施例中，第一高度的取值可以为1cm至10cm。

本发明实施例中，第一类渣石可以为风化速度较快的渣石，即第一类渣石为容易风化的渣石，比如泥岩、砂岩等。

本发明实施例中，可以在渣石覆盖造景区域的底部填充第一类渣石，填充高度为第一高度。在填充第一类渣石后，可以撒播草本植物的草籽，或者，也可以不撒播草本植物的草籽，本发明对此并不做限制。

步骤105，在填充第一类渣石后的渣石覆盖造景区域上，覆盖设定粒径的第二类渣石，覆盖厚度为第二高度；其中，第一类渣石和第二类渣石是将矿区渣石按照材料性质进行分类得到的，第一类渣石的风化速度快于第二类渣石，设定粒径的取值大于5cm。

本发明实施例中，第二高度的取值可以为1cm至20cm，以确保扬尘抑制，并有利于植被自然落种生长。

本发明实施例中，第二类渣石可以为风化速度较慢的渣石，即第二类渣石为不易风化的渣石或者难风化的渣石。第二类渣石的粒径的取值优选为5cm至10cm以及以上大粒径，可以实现为底部易风化的第一类渣石的风化过程提供条件，促进后期的自然落种植物的生长恢复。

由此，利用矿区有限的土壤及细颗粒材料资源，分别构建厚层土壤的复绿造景区域及无需土壤覆盖的渣石覆盖区域，差异化开展矿区生态修复景观构建，有利于实现缺乏客土的生态脆弱区域的矿区近自然生态景观的高效构建。

需要说明的是，本发明仅以步骤104至105在步骤102和103之后执行进行示例，实际应用时，步骤104至105还可以在步骤102之前执行，或者，步骤104至105还可以与步骤102至103并列执行，本发明实施例对此并不作限制。

本发明实施例的缺乏客土的生态脆弱区域的矿区生态修复方法，通过将矿区中的待恢复区域进行划分，得到复绿造景区域和渣石覆盖造景区域；采用可用土壤基质，对复绿造景区域进行覆土施工；根据矿区的地理位置，确定待播种的草本植物，并将草本植物的草籽撒播在复绿造景区域；在渣石覆盖造景区域的底部填充第一类渣石，填充高度为第一高度，在填充第一类渣石后的渣石覆盖造景区域上，覆盖设定粒径的第二类渣石，覆盖厚度为第二高度；其中，第一类渣石和第二类渣石是将矿区渣石按照材料性质进行分类得到的，第一类渣石的风化速度快于第二类渣石，设定粒径的取值大于5cm。由此，利用矿区有限的可用土壤基质，构建厚层土壤的复绿造景区域，可以提升草本植物的存活率，提升复绿造景区域的复绿工程效果。并且，在渣石覆盖造景区域的底部填充易风化的渣石，并在上部覆盖不易风化且粒径较大的渣石，可以实现为底部易风化的渣石的风化过程提供条件，促进后期的自然落种植物的生长恢复，使得生态恢复工程长久持续发挥效用。

可以理解的是，在填充第一类渣石后的渣石覆盖造景区域上撒播草本植物的草籽，当易风化的第一类渣石风化后，可以促进后期的草本植物的生长恢复。

在本发明实施例的一种可能的实现方式中，当在填充第一类渣石后的渣石覆盖造景区域上，覆盖设定粒径的第二类渣石之后，可以再次在渣石覆盖造景区域上，覆盖第二类渣石。由此，通过铺设两层大粒径的第二类渣石，可以进一步为底部易风化的第一类渣石的风化过程提供条件，促进后期的自然落种植物的生长恢复。

在本发明实施例的一种可能的实现方式中，在将矿区中的待恢复区域进行划分之前，还可以利用第一类渣石中的大粒径渣石，对矿区的采矿底部进行回填。具体地，可以对第一类渣石按照粒径取值进行分类，得到第三类渣石和第四类渣石；其中，第三类渣石的粒径大于第四类渣石的粒径，采用第三类渣石，对矿区的采矿底部进行回填。

举例而言，可以采用未进行筛分的矿区渣石，或大粒径渣石中容易风化的第一类渣石中的泥岩、砂岩等，对矿区采坑底部进行回填及对其他整形区域的底部进行回填，以改善生态修复后的矿区的美观性，同时，对矿区底部进行回填，还可以实现提升植被的存活率。

作为一种示例，复绿造景区域进行常规生态绿化设计，可以包括：坡度设计、覆土获取设计、覆土性状改良及肥力提升、绿化采用乡土草本植物种类选择、播种设计、养护设计等，打造具有边缘几何外形的近自然草地景观。

渣石覆盖造景区域主要进行景观设计，可以包括：将矿区渣石按照材料性质、粒径大小进行分选设计；利用渣石进行地表纹理造型及分层覆盖应用设计，打造规模式、分散式、具有边缘几何外形的近自然渣石滩景观；渣石覆盖区域下部进行撒播或不撒播草籽设计。其中，渣石材料性质按照风化难易程度进行划分，表层选用不易风化的渣石，表层渣石粒径大小要求在1cm及以上，可以将渣石按照粒径大小进行分组，得到1cm-5cm、5cm-10cm、10cm-20cm、20cm以上等渣石粒径分组。

由此，通过充分合理的资源、景观规划设计，利用矿区有限的土壤及细粒材料资源，在矿区分别构建厚层土壤的复绿造景区域及无需土壤覆盖的渣石覆盖区域，差异化开展矿区生态修复景观建设，特别是打造远观、俯瞰纹络景观，有利于在客土缺乏的生态脆弱区域，对矿区经济且高效地构建近自然的生态系统。

作为一种示例，参见图2，图2为本发明实施例的矿区土壤的剖面图。其中，可以在矿区的采矿底部填充渣石，之后，在矿区上划分得到复绿造景区域和渣石覆盖造景区域，采用可用土壤基质，对复绿造景区域进行覆土施工，之后，可以将矿区当地的草本植物的草籽撒播在复绿造景区域，并浇水养护等，形成复绿种草区。在除复绿造景区域之外的渣石覆盖造景区域，覆盖渣石。

作为另一种示例，可以打造具有边缘几何外形的复绿造景区域和渣石覆盖造景区域。例如，参见图3，图3为本发明实施例的矿区的俯视图。其中，复绿造景区域31和渣石覆盖造景区域32均为设定的几何外形。由此，可以产生较高的景观效果。

本发明实施例中，采用特定质地、粒径渣石覆盖矿区中待回复区域中的渣石覆盖造景区域，进行远视、俯瞰的地纹、斑块造型景观构建，在产生景观效果的同时，为植被自然逐步恢复提供条件。并且，可操作性较强，可以适用于高寒高海拔、干旱等缺乏复绿土壤矿区的生态修复及景观重建，提升该方法的适用性。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种矿区土壤的分层结构。其中，矿区划分为复绿造景区域和渣石覆盖造景区域。

复绿造景区域包括土壤基质层，土壤基质层上撒播草本植物的草籽，其中，草本植物根据矿区的地理位置确定。其中，土壤基质层的厚度为10cm至30cm。

渣石覆盖造景区域包括第一渣石层和第二渣石层，其中，第一渣石层由第一类渣石组成，第二渣石层由第二类渣石组成，第一类渣石和第二类渣石是将矿区渣石按照材料性质进行分类得到的，第一类渣石的风化速度快于第二类渣石，第二类渣石的粒径取值大于5cm。

本发明实施例中，为了实现为绿植创造足够厚度的土壤基质层，以及提升绿植的覆盖面积，土壤基质层可由矿区可用表土和粒径取值小于预设阈值的细粒材料组成。

本发明实施例中，第一渣石层的高度可以为第一高度，第二渣石层的高度可以为第二高度，其中，第一高度的取值可以为1cm至10cm，第二高度的取值可以为1cm至20cm。

需要说明的是，前述实施例对缺乏客土的生态脆弱区域的矿区生态修复方法的解释说明也适用于该实施例的矿区土壤的分层结构，此处不再赘述。

本发明实施例的矿区土壤的分层结构，利用矿区有限的可用土壤基质，构建厚层的土壤基质层，可以提升草本植物的存活率，提升复绿造景区域的复绿工程效果。并且，在渣石覆盖造景区域的底部填充易风化的渣石，并在上部覆盖不易风化且粒径较大的渣石，可以实现为底部易风化的渣石的风化过程提供条件，促进后期的自然落种植物的生长恢复，使得生态恢复工程长久持续发挥效用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。