生物修复矿区铅锌污染研究

以承德郭家屯铅锌尾矿为例,通过检测尾矿中重金属的含量,分析该区的重金属污染程度,对矿区铅锌污染采用生物修复技术,利用八宝景天和丛枝菌根真菌联合对铅锌尾矿污染进行修复。结果表明：八宝景天能够在铅锌尾矿上生存,在接种了微生物丛枝菌根真菌后,接种处理的八宝景天对铅锌有较好的吸收效果,从一定程度上降低了尾矿中的重金属含量,生物修复将为矿区铅锌污染的生态修复提供更广阔的途径。     

接种菌根对采煤沉陷区苜蓿生长及土壤改良影响研究

采煤沉陷造成地表土壤质量下降,影响矿区植物生长和根际环境,丛枝菌根真菌作为一类有益的共生真菌对植物生长有促进作用。为评价采煤沉陷区人工接种菌根的生态效应及作用时效,以神东矿区活鸡兔矿沉陷区内接种菌根真菌的紫花苜蓿为研究对象,采用田间试验和室内分析方法,测定接种丛枝菌根真菌处理和未接菌处理植物株高、叶片绿色度(SPAD值)、生物量、菌根侵染率、菌丝密度、根际土壤性状及其相互关系,研究了较长时间内接种丛枝菌根真菌对紫花苜蓿生长及根际土壤性状的影响。结果表明:复垦4年后,与未接菌处理相比,接种菌根处理显著提高了植物株高、SPAD值、生物量,分别提高了18.2%、8.3%、10.4%。紫花苜蓿可以与丛枝菌根真菌形成良好共生关系,接种菌根真菌4年后接菌处理植物菌根侵染率和菌丝密度显著高于未接菌处理,菌根侵染率和菌丝密度较未接菌处理分别提高了35%、34.1%。接种菌根改善了根际土壤性状,有效提高了土壤含水量,较对照分别提高7.5%,同时土壤碱解氮、速效磷、有机质、磷酸酶活性较对照分别显著提高了21.4%、20.7%、22.5%、36.9%。相关性分析表明,菌根侵染率与株高、生物量、磷酸酶、速效磷含量呈显著正相关,菌丝密度与SPAD值、有机质呈显著正相关,与株高、生物量呈极显著正相关。复垦4年后,接种菌根真菌可显著促进紫花苜蓿生长,提高了植株生物量,同时有效改善了根际土壤质量,具有较好的生态效应。     

接菌对紫花苜蓿根系抗拉性及根菌复合土体抗剪强度影响

废弃矿井生态修复既包含井工采煤沉陷造成的根系拉伤修复,也包含露天开采边坡地质灾害治理。废弃矿井受采矿影响致使生态脆弱,植株成活率低,生态修复成为矿山环境治理的主要目标。利用微生物修复技术恢复根系功能成为研究热点。为了深入揭示2类共生真菌丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi, AMF)和深色有隔内生真菌(dark septate endophytes, DSE)对根系抗拉强度及根土复合体抗剪强度的影响,以紫花苜蓿为研究对象,布设室内盆栽实验,设置不种植物不接菌为纯对照CK1、种植植物不接菌为对照CK2、单接菌AMF、单接菌DSE和双接菌AMF+DSE 5种处理,研究接菌对根系力学特性及菌根复合土的抗剪强度影响作用。结果表明：接菌与对照处理的土壤粒径组成大致相同：细砂粒>中砂粒>粗砂粒,接菌前后土壤构成中粗砂粒所占比重增高,细砂粒含量成倍降低。5种不同处理下的平均单根抗拉力及复合体抗剪强度由大至小依次为AMF+DSE,DSE,AMF,CK2,CK1;平均单根抗拉强度依次为AMF+DSE,CK2,AMF,DSE。5种处理下深度10～20,20～30...     

矿山废弃地植物修复中微生物的协同作用

通过分析当前矿山废弃地土壤植物修复中存在的问题,介绍了微生物协同植物修复的原理,综述了固氮菌、菌根真菌和根际细菌在植物修复过程中的协同作用及其研究状况.     

菌根对干旱区采煤沉陷地紫穗槐根系修复的影响

针对神东矿区采煤沉陷地干旱缺水、植物难以定植的特点,通过野外大田试验,研究接种丛枝菌根真菌对紫穗槐生长及其根系自修复能力的影响。结果表明,强化接种菌根提高了紫穗槐根系侵染率和菌丝密度,促进了紫穗槐的生长。接菌组紫穗槐根系的总长度、总投影面积、总表面积、总体积、总根尖数显著高于对照组,且随着接种时间延长根系各项指标增加迅速;菌根侵染率、菌丝密度和紫穗槐地上部参数(成活率、株高、冠幅)与根系指标相关参数呈显著正相关;主成分分析表明,菌丝长度、总根尖数、总根长、成活率是反映采煤沉陷地植被生态修复状况的主要因子。接种菌根缓解了煤炭开采对紫穗槐生长造成的不利影响,增强了紫穗槐根系自修复能力,促进了矿区生态系统稳定。     

煤矿区复垦土壤的生物改良研究进展

煤炭开采造成了大量的沉陷区及废弃地,亟待进行土地复垦,而土壤改良是土地复垦的关键和基础。我国煤炭开采大多集中于西部干旱半干旱区域,经过采煤扰动后土地极度退化,自然恢复困难,通过人工手段恢复是目前土地复垦主要的研究方向。人工恢复的关键点是对土壤的改良,提高土壤肥力,改善土壤结构,丰富微生物功能群,进而提高人工恢复的效率。综述了生物改良内涵,分析了矿区土壤改良的影响因素,植被恢复和微生物修复对土壤改良的影响,介绍了现代监测方法高光谱遥感对复垦土壤和植被的监测应用情况。总结了目前自然演替及人工演替下土壤性状的变化、影响因素、作用机制,植被、微生物在随复垦时间延长而对土壤改良的贡献,微生物复垦新技术在土地复垦中的应用以及高光谱遥感在土壤和植被的快速无损监测中的应用方法。归纳出植被恢复、微生物群落功能增强与土壤改良是相互促进的,人工复垦能加快植被恢复速率,增加土壤结构优化及养分积累,促进微生物及土壤酶活性。以丛枝菌根真菌为代表的微生物对复垦区植物的生长发育性状有显著的促进作用。微生物技术的应用是高效、低成本人工生态修复的有效手段,高光谱监测已经在土壤质量和植被长势等方面取得广泛应用,对于矿区生态环境的可持续发展具有深远的现实意义。     

AMF接种的复垦土壤中有机碳形成的研究现状与发展

为深入了解复垦土壤中有机碳的形成机制,分析了丛植菌根真菌(AMF)在土壤中的生态修复应用现状及其固碳机制,从植被根系、酶活性、团聚体等方面论述了矿区复垦土壤中影响有机碳固存的关键因素及相关研究进展。其中,丛枝菌根真菌产生的球囊霉素相关土壤蛋白通过促进土壤颗粒形成稳定的团聚体来改善土壤中有机碳的固存;植物根系在大量地下生物的参与下,通过蔗糖酶、脲酶等的催化作用加快有机质的转化速率。目前对于土壤有机碳的研究多集中于有机碳的动态变化和相关影响因子分析上,今后可从有机碳的矿化和降解机制等方面对复垦土壤碳平衡进行研究探索。     

采矿区土壤重金属污染生态修复研究进展

本文阐述了矿区土壤重金属污染的评价方法和土壤重金属污染的植物、微生物的修复技术。探讨了植物修复特点以及研究动态、植物修复技术目前尚存在的某些不足和今后努力的方向;阐明了土壤微生物修复的机理,指出以较敏感的土壤微生物作为指示生物,确定土壤中重金属的最大允许浓度;展望了以生物技术培育对重金属具降解能力的微生物应用前景,为土壤重金属污染的整治及其生态修复提出新途径。     

黄土高原矿区生态修复固碳机制与增汇潜力及调控

黄土高原矿区生态环境脆弱，科学认识黄土高原矿区生态修复固碳增汇机制、潜力对碳中和愿景目标至关重要。为此，需探究黄土高原矿区生态修复中碳汇形成的关键过程，修复的适应性和恢复力及增汇潜力，揭示矿区复垦土壤碳库稳定性机制，最终阐明矿区生态修复中固碳增汇的关键技术。结果表明：(1)黄土高原矿区生态修复碳汇形成的关键过程包含植物光合碳分配、土壤碳固持、微生物固碳和土壤呼吸等；(2)黄土高原矿区生态修复适应性总体呈东南高、西北低，适应性较差区主要分布于陕北与内蒙古和宁夏中部与内蒙古交界处。典型矿区生态恢复力指数为混交林（43.2%～100.0%）>阔叶林（49.2%～83.2%）>针叶林（47.9%～76.5%）>草地（39.1%～70.7%）>灌木草地（43.0%～69.0%）。修复年垦与土壤碳汇潜力呈正相关关系，修复10～15年时最高，混交林生态恢复耗时最长，但固碳潜力最大；(3)复垦土壤碳库稳定性机制与凋落物分解、黏土矿物交互作用、团聚体物理保护和微生物调控有关；(4)地貌重构-土壤重建-先锋植物/微生物-外源材料相耦合修复技术是黄土高原矿区生态修复固碳增汇的最优路径...     

金属矿山固废堆场生态修复技术研究与实践

为助推我国有色金属矿区固废堆场生态修复研究与实践，促进植物筛选、配置、联合修复技术在矿区固废堆场生态构建中的应用，对国内外有色金属矿区固废堆场生态修复理论和技术发展的历史与现状进行了总结，重点阐述有色金属矿区固废堆场植物筛选、配置与微生物联合修复技术的研究现状，例举有色金属矿区固废堆场生态修复技术应用实践案例，并对矿区固废堆场生态修复技术发展提出展望。     

保水采煤面临的科学问题

保水采煤理念是基于榆神府矿区开发初期采煤引起的潜水位下降、植被退化而提出的。经过多年理论研究和工程实践,已初步建立了保水采煤技术体系,有效指导了生态脆弱矿区煤炭资源开采和生态环境保护。在国家关于生态文明建设标准日益提高的格局下,我国西部干旱半干旱地区煤水资源共生区生态环境保护面临历史考验。首先综述了保水采煤技术取得的成果,认为地质条件探查、岩层移动、保水采煤方法等方面的研究基本解决了单煤层开采中存在的突出问题,而生态脆弱矿区水与生态约束和生态修复与重构方面的研究滞后。其次探讨了保水采煤领域中5个紧密相关的科学问题,包括矿区依赖地下水的植被对煤层开采的约束程度的识别、量化及监测,大采高和重复采动条件下导水裂隙带高度探测与预测方法,有效隔水层厚度的量化与评价,大采高和重复采动条件下采动岩层(覆岩)控制及矿山生态环境影响机制、矿山生态损害监测与评价、矿山土地复垦与生态重建技术、生态修复策略及效果评价等。在新形势下,矿区生态环境保护的责任和任务重大,有待于投入更多研究来支撑我国西部矿山保水采煤理论与技术的突破,促进绿色矿区建设。     

高原高寒煤矿区生态环境修复治理模式与关键技术

矿山的生态治理与环境修复是保证资源开采可持续发展的必要条件。高原高寒煤矿区生态修复涉及煤炭资源勘查开发与保护、冻土、水资源、草甸湿地、土壤、植被、生态环境等多方面的科学问题,难度较大。根据问题导向、科学精准、集中整治、分类施策的要求,遵循“山水林田湖草是一个生命共同体”的理念,对青海木里矿区煤炭露天开采存在的生态环境问题研究发现,目前矿区存在的生态环境问题有地貌景观破坏、植被破坏、土地挖损和压占、冻土破坏、水系湿地破坏与采坑积水、地下水含水层破坏、土地沙化与水土流失、不稳定边坡8种类型。针对以往煤矿开发造成的八大生态环境问题,以煤炭生态地质勘查理论为指导,综合研究并形成了地形地貌重塑技术、土壤重构及植被恢复技术、水系自然连通技术、煤炭资源保护技术、边坡稳定性综合监测技术五大关键技术。综合运用以上技术,系统对采坑渣山治理、植被恢复、水环境和资源等进行统筹规划,对矿区生态环境进行综合整治,形成4种具有高原高寒特色的生态修复重点治理模式,分别为水系连通、引水代填、关键层再造以及依山就势。治理工程实践中按照“地质+生态”、“自然恢复+工程治理”的综合治理思路,通过与各井渣山边坡稳定程度、水系传输与采坑积水情况、资源赋存状态等相结合,最终形成“一坑一策”的7种治理方法:边坡阶梯整治+坑底部分复绿+引水代填形成高原湖泊(聚乎更三号井)、保留采坑积水形成的高原湖泊+边坡与渣山整治+覆土恢复植被+水文定期监测(聚乎更四号井)、采坑部分回填形成梯田+边坡与渣山整治+植被复绿+地表水系自然连通(聚乎更五号井)、资源保护+边坡与渣山整治+采坑形成高原湖泊+水系自然连通+植被复绿(聚乎更七号井)、边坡与渣山平整+植被复绿+保留高原湖泊+水系自然连通(聚乎更八号井)、资源保护+采坑回填+削坡整治美化+地貌恢复与周围环境相协调(聚乎更九号井)、采坑回填+边帮整形+坑底就势整平+景观协调(哆嗦贡玛区)。探索了露天煤矿区生态环境一体化修复治理路径,在木里矿区生态修复治理实践中得到有效的应用。     

关闭矿山生态修复植物选择与施工技术

矿山的过度开采会加速水土流失、降低植被存活率，导致矿山区域生态环境变差，急需进行矿山区域生态环境修复。提出了关闭矿山生态修复植被选择与施工技术，分析矿山区域的地层岩性及水文地质，获取土壤有机物质的性质指标，分析了土壤物质的总体含量会对生态环境修复效果的影响。根据分析结果，选取不同种类的植物指进行调查、筛选测试，得到适应力强、成活率高、覆盖率广的植被，实现生态修复植物的选择。以修复植物选取结果为基础，对矿区的道路、边坡、生产环境等进行治理防护，完成关闭矿山生态修复植物的选择与施工技术研究，改善了矿区生态环境。     

马圈沟矿区生态环境恢复与治理应注意的问题

新疆现有小型煤矿数量较多，近年来通过整合、关闭了大批小型矿井，为改善区域生态环境、减少水土流失、消除地质灾害，乌鲁木齐县政府通过财政拨款方式对马圈沟矿区关闭小煤矿进行生态恢复治理，根据矿区所处区位，采用“建筑物、硬化层拆除→高危区处理→场地平整→黄土覆盖→沉陷区治理→植被恢复→设围栏和警示牌进行封育→抚育”等措施，对马圈沟矿区进行生态恢复，目前已通过验收，实现矿区生态环境的美化和良性转化的目标。     

煤矿开采生态环境问题及治理对策

研究煤矿区能源开发生态环境问题及治理对策,为今后煤矿区环境恢复探索全新治理方法。采用遥感技术收集研究区域的地面塌陷、土壤侵蚀与污染、植被破坏、水体破坏等情况作为指标体系构建的依据,完成数据采集与指标体系构建,在此基础上确定各指标评价标准并计算隶属度函数,使用层次分析法确定各指标权重,此后构建模糊评价矩阵,实现煤矿区能源开发生态环境问题评价。以鄂尔多斯市某煤炭区为研究对象,验证分析发现,该研究区域煤矿资源开采后地面出现明显塌陷,土壤与水体均出现严重污染,植被覆盖率也显著降低。为此,提出遵守法规科学管理、协调煤炭价格实现费用支持、治理塌陷并保护自然资源等治理对策,为今后生态环境治理找到了新的出路。     

基于“生态+景观”模式的煤矿生态环境修复与治理

煤矿生态环境关系着资源的可持续发展和利用,为了保证资源的可持续性,必须对其进行修复和治理。煤矿区生态环境的修复与治理涉及煤炭资源的开发利用、水资源、土壤、植被、生态等多方面的问题,修复与治理难度较高。经调查研究发现,煤矿地区存在严重的生态问题,采用景观和生态兼顾的修复与治理模式,针对青海省某煤矿几项重要的生态问题进行研究,探索了“生态+景观”模式的煤矿生态环境的修复与治理路径,对于煤矿生态修复治理实践具有实际指导意义。     

基于遥感生态指数的宝日希勒露天矿区生态修复效果评估

煤炭资源露天开采严重破坏了矿区及周边的生态环境,而实现绿色发展则要求矿山企业及时对遭受破坏的地区进行环境治理和生态修复.为评估宝日希勒露天矿区的环境治理和生态修复效果,本文选取该矿区范围内多时相Landsat遥感影像,计算该区域1996—2019年期间的遥感生态指数,并在矿区内部选取已修复区域和对照区域,通过对比矿区开...     

风积沙区超大工作面开采生态环境破坏过程与恢复对策

风积沙区超大工作面开采具有所处生态环境脆弱、开采强度大等显著特点,由此引起的生态环境损伤不同于传统开采方法或高强度开采在东部矿山引起的生态环境损伤特征。将风积沙区超大工作面开采生态环境破坏过程划分为岩层破断、地表沉降、地表动植物生境变化与土地利用变化以及矿区生态系统随时间推移演替等4个过程;分析了风沙区超大工作面开采后地裂缝、土壤水、地下水位、植被覆盖与生物多样性等关键生态环境要素的变化规律;提出风积沙区生态环境恢复的对策应是保护与修复并举、自我恢复和人工修复并重,具体需要结合生态环境要素的受损伤程度及生态修复目标确定生态恢复对策。     

中美草原区露天煤矿土地复垦技术对比案例研究

中国露天煤矿多处于生态环境脆弱区,煤炭开采不可避免导致矿区生态环境的进一步恶化,草原区露天煤矿土地复垦已成为焦点。以美国的北安特洛浦/罗切尔矿区和中国内蒙古某露天煤矿为代表,系统对比两国草原区露天煤矿土地复垦在地貌重塑、土壤重构、植被重建等过程中的主要技术措施。研究发现,中国较美国在露天煤矿土地复垦技术上存在一定差异,美国比较注重近似原始地形的地貌重塑、本土植物的调查与保护、土地复垦后期的监测管护。研究认为,中国在草原区露天煤矿土地复垦过程中应该注重地貌重塑的区域协调性、提倡本土植物的利用和种植、减少抚育管理工作量、强化土地复垦后期监管,以保障矿区土地可持续利用。     

基于TVDI的布尔台矿区土壤湿度变化分析

矿区土壤湿度变化监测对我国西部资源开发、生态保护及旱灾预警等领域的研究具有十分重要的意义。本文以神东煤炭集团所属的布尔台矿区为研究区,基于2000-2017年时相相近的Landsat 5 TM和Landsat 8 OLI长时间序列遥感影像,引入归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）和地表温度（land surface temperature,LST）构建NDVI-LST光谱特征空间,计算获取了矿区的温度植被干旱指数（temperature vegetation dryness index,TVDI）,制作了矿区土壤湿度的变化趋势及影响因素。结果表明:在8、9月份植被物候期基本一致的条件下,2000-2017年布尔台矿区地表土壤湿度呈现增长趋势,没有发现明显的干化现象,与矿区植被的人为恢复和矿区环境的改善有关。