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類壤土技術土壤修復技術

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江蘇綠巖生態(tài)技術股份有限公司

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產(chǎn)品簡介

類壤土基質噴播技術報告類壤土基質由江蘇綠巖生態(tài)技術股份有限公司教授級高工張波自主研發(fā)，是一種生態(tài)環(huán)境綠色治理技術，倡導以自然的方式恢復自然，核心是結合工程學、植物學、土壤學等學科，通過仿生技術快速模擬出自然界中適合植物生長的高性能類壤土基質結構，有助于植物種子發(fā)芽、根系發(fā)育、微生物活動及養(yǎng)分轉化，促進植物生長發(fā)育

詳細介紹

類壤土基質噴播技術報告

類壤土基質由江蘇綠巖生態(tài)技術股份有限公司教授級高工張波自主研發(fā)，是一種生態(tài)環(huán)境綠色治理技術，倡導以自然的方式恢復自然，核心是結合工程學、植物學、土壤學等學科，通過仿生技術快速模擬出自然界中適合植物生長的高性能類壤土基質結構，有助于植物種子發(fā)芽、根系發(fā)育、微生物活動及養(yǎng)分轉化，促進植物生長發(fā)育。

1. 技術概述

類壤土基質噴播技術倡導以自然的方式恢復自然。旨在運用類壤土基質噴播技術，模擬重塑原生土壤結構，創(chuàng)造最合適的植物生長環(huán)境，實現(xiàn)后期植物群落的喬灌木比例化，恢復自然。通過土壤環(huán)境與植物群落的改變，影響周圍生境，達到坡面性復綠、水土保持、消除地質災害隱患，改善區(qū)域氣候等環(huán)境效果。

2. 技術原理

類壤土基質噴播技術的核心是結合工程學、植物學、土壤學等學科，通過快速模擬出自然界中適合植物生長的高性能類壤土基質結構。類壤土基質綠化技術模擬的土層結構主要有兩層，分別是腐殖質層（全風化層）和淋溶層（強風化層）。該結構穩(wěn)定，具有豐富的腐殖質、礦物質、空氣、水、有機物等。這些物質以固態(tài)、氣態(tài)、和液態(tài)的形式存在于土壤基質中，互相聯(lián)系，互相制約，給高陡邊坡上植物生長提供了利的立地條件，兼具生物防護作用。

3. 技術優(yōu)勢

3.1重塑土層結構

類壤土基質噴播技術模擬的土層結構主要有兩層，一是腐殖質層（全風化層），該層具有壤土結構特性，含有豐富的腐殖質、礦物質、空氣、水、有機物等，促進土壤微生物的活動，調(diào)節(jié)土壤酸堿反應，加速植物根系和地上部分的生長。種子生長過程中具有吸熱、松土、保水等功能，能有效改良土壤結構。且由于動物及風力作用，使得物種多樣性更加豐富，形成的植物生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。利用植物生態(tài)群落，如落葉、枯草等腐殖物作為土壤營養(yǎng)源泉，使天然礦物質和有機化合物以及微量元素充分結合，集脲酶抑制、硝化抑制、氨穩(wěn)定和植物生長調(diào)節(jié)等多功能于一體，并隨時間的延展促進植物的生長。

二是淋溶層（強風化層），類壤土基質噴播技術形成的底基層可以看成一種柔性加筋錨固材料，能夠提高土體的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角，改善原土體的力學性質。噴播的瞬間基質與種子結合，通過膨脹作用緊鎖圍土介質，提高圍土之間的摩擦阻力，可以很好的制約土體變形、增強復合土體整體性與穩(wěn)定性，形成高強度的抗沖刷能力，使基質更好地粘附于礦山邊坡基巖上。類壤土基質噴播技術中的基材配置比例、噴附時間對植株越冬率和返青率都有較大影響，公司通過多次實驗形成了優(yōu)良的基質配比，在干旱、半干旱區(qū)域能夠顯著提高植物的越冬率和返青率。

3.2優(yōu)化控制喬灌木生長比例

傳統(tǒng)普通噴播工藝普遍存在立面生境改善不明顯、群落結構簡單、植物死亡快及養(yǎng)護成本高等問題。一般都會在生態(tài)修復初期，呈現(xiàn)草本植物生長旺盛，水土保持有一定效果，然而隨著時間的推移，植物群落就會出現(xiàn)衰退現(xiàn)象，復綠植被趨向單一化，最終難以形成穩(wěn)定的植物群落。其主要原因之一是無法克服草本植物生長速率過快，占據(jù)絕大多數(shù)群落生長空間和資源，最終造成草本、灌木、喬木群落組合失衡，植物群落缺乏多樣性。

適中的植被組合可提高基質自身的養(yǎng)分可持續(xù)性。通過類壤土基質噴播技術，可以將喬、灌木比例控制在適宜植被生長的范圍內(nèi)，有利于草本、灌木、喬木各目標植物類型在時空上逐步向穩(wěn)定和合理分布的格局發(fā)展，并有效提高坡體抗沖刷力。在植物配比中考慮豆科植物的比例，豆科植物根瘤固氮作用大大改善了巖質邊坡的巖土性質，為植物生長提供了必要條件。

類壤土基質噴播技術也充分考慮了播種密度對群落的蓋度影響，合理的密度可以直接影響群落數(shù)量特征和多樣性變化趨勢。優(yōu)良的喬灌木比例能夠營造出良好的邊坡疏林景觀復層結構，季相變化明顯，景觀效果良好，同時考慮到季候性落葉能夠為植物生長提供有機質，有利于巖質層復綠區(qū)的植物生長基質形成。


噴播示意圖	植物多樣性選培

類壤土基質	后期喬木胸徑圖

3.3有效的侵蝕控制性能

類壤土基質柔韌且穩(wěn)定，具有更大的侵蝕控制有效性，能夠增加流動阻力，顯著減少表層土壤流失、污水徑流濁度。植物生長后具有林冠截留作用，可以有效減少水土流失。

3.4優(yōu)良的持水性和滲水性

類壤土基質噴播技術形成的土壤基質含有豐富的孔隙結構，具備優(yōu)良的持水及滲水性能，滿足植被生長要求。含水量的增加使土壤土水勢增高，有利于植物吸收水分。良好的持水性有益于提高發(fā)芽率，更快的形成群落。

3.5廣泛的地形適應性

類壤土基質噴播技術地形適應性強，坡度適用范圍廣?？梢杂行Ц采w坡面土壤，保證種子著床穩(wěn)定，增強護土和固種作用。

3.6 99%生物可降解

類壤土基質是一種高性能的柔性生長基質，無毒無污染，100％生物可降解，不會對環(huán)境造成二次污染，實現(xiàn)對自然資源的高效循環(huán)利用。

4. 適用條件

該技術在各地區(qū)均可應用。土質和巖質邊坡均可應用，主要適用于坡度不大于73°的各種類型邊坡，且邊坡穩(wěn)定性好。

根據(jù)礦產(chǎn)特性及其主要用途，礦產(chǎn)資源分為能源礦產(chǎn)、金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)和水氣礦產(chǎn)。目前，類壤土基質可以應用于煤礦、石油礦，大部分金屬礦和非金屬礦開采后形成的露天邊坡、塌陷地、尾礦庫、排渣場、工礦廢棄地等。

5. 技術應用

5.1 煤礦

（1）應用范圍

類壤土基質噴播技術可以應用在采煤塌陷地下沉后形成的下邊坡，煤矸石堆場。

（2）礦區(qū)生態(tài)修復

煤炭開采帶來的環(huán)境污染和生態(tài)破壞問題主要表現(xiàn)在：地面水下跌、錯動下沉、水污染、煤矸石占地及風化污染問題、植被破壞、二次揚塵等方面。治理過程中實施封山育林，采取類壤土基質噴播技術，改善土壤結構，提高水土保持能力，促進陰性植物的入侵、定居，使群落結構更加穩(wěn)定。通過先鋒植物的屏障作用減少揚塵，結合土壤與水體污染治理技術綜合治理環(huán)境問題，恢復原來的地貌景觀。實現(xiàn)煤矸石堆場生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性和結構多樣性，提高生態(tài)系統(tǒng)的自我維持力和更新力。

5.2石油

（1）應用范圍

類壤土基質噴播技術可以應用于石油開采后造成的土壤與地下水污染修復。（2）礦區(qū)生態(tài)修復

石油對土壤的污染主要是土壤鹽堿化，土壤的透水性降低，土壤有機質中磷、氮比變化。植物對污染物的去除起著直接和間接的重要作用。類壤土基質可以改善和調(diào)節(jié)土壤的通氣狀況、氧氣、水分和pH值，提高土壤有機質含量。利用植物體內(nèi)對某些污染物的積累、植物代謝過程對某些污染物的轉化和礦化，植物根圈與根莖的共生關系增加微生物的活性的特點，加速土壤污染物降解速度，以便植物更好的對污染土壤進行降解和穩(wěn)定化處理，實現(xiàn)污染土壤的快速修復和植被的良好生長。以抗性較強的地帶性先鋒喬木、灌木、草種建成人工植物多層復合生態(tài)系統(tǒng)，模擬自然生態(tài)系統(tǒng)，形成演替規(guī)律，最終達到人工植被在視覺上與周圍地形、生態(tài)環(huán)境融為一體。

5.3金屬礦

（1）應用范圍

金屬礦主要有黑色金屬礦產(chǎn)鐵、錳礦等、有色金屬礦產(chǎn)銅、鋅礦等、貴金屬礦產(chǎn)金、銀礦等。類壤土基質噴播技術可以運用于金屬礦開采后形成的尾礦庫邊坡及塌陷地邊坡、廢棄地等。

（2）礦區(qū)生態(tài)修復

金屬礦產(chǎn)開采中常見的環(huán)境問題有土地損毀、地質災害、生態(tài)破壞和土壤與地下水污染等，嚴重影響周邊生產(chǎn)生活環(huán)境，產(chǎn)生了大量社會經(jīng)濟問題，成為制約當?shù)厣鐣?jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要障礙。根據(jù)礦區(qū)的環(huán)境資源狀況，因地制宜地進行生態(tài)治理系統(tǒng)設計。邊坡排險后運用土壤修復技術去除土壤與地下水污染，通過類壤土噴播技術可以有效地改良土壤、保持水土、蓄養(yǎng)水源、快速恢復植被，達到防風固沙和綠化美化的環(huán)保技術要求。選取的先鋒植物能吸收、凈化土壤中的重金屬和有機物等污染物，持續(xù)中和、改良土壤結構。使破損的生態(tài)系統(tǒng)恢復原有功能，植被恢復自然狀態(tài)，達到生態(tài)平衡。

5.4非金屬礦

（1）應用范圍

非金屬礦主要有金剛石、石灰?guī)r、白云巖、石英巖、陶瓷土、耐火粘土、大理巖、花崗巖、磷礦等。類壤土基質噴播技術可以運用于露天采石場尾礦庫邊坡與排渣場、工礦廢棄地等。

（2）礦區(qū)生態(tài)修復

礦山開采后形成的尾礦庫、排渣場會造成土地資源浪費、水土流失、沙土揚塵、地貌景觀破壞和次生災害等環(huán)境問題。首*行邊坡排險，保障地質安全，然后采取類壤土基質噴播技術改良土壤，恢復植被，進而改變廢棄礦山環(huán)境條件、增加生境異質性，使群落結構本身發(fā)生動態(tài)過程變化。隨著所植樹木的生長發(fā)育，逐漸改善廢棄礦山原有地表環(huán)境條件，防風固土，凈化區(qū)域大氣，提高礦山林地的物種多樣性，最終達到修復土地、生態(tài)環(huán)境改善的目標。工礦廢棄地生態(tài)恢復最主要限制因子是土壤肥力，在初期階段必須進行土壤改良和熟化。通過植物種類的選擇，結合類壤土基質噴播技術改善土壤理化性質和土壤結構，提高土壤有機質含量。由此建立的生態(tài)群落將繼續(xù)演替，無需人工養(yǎng)護，最終達到性復綠，恢復至原山貌。

5.5 典型案例

5.5.1 無錫東郊山關閉礦山綜合整治項目

東郊山位于無錫市錫山區(qū)境內(nèi)，原山體破損嚴重，山體巖面不穩(wěn)定，存在地質災害隱患。工程于2008年竣工，治理后山體恢復了原山貌，優(yōu)化了周邊環(huán)境。釋放可用于生態(tài)休閑、郊野公園等的公共建設用地約2平方公里；增加了安鎮(zhèn)地區(qū)人均公共綠地指標。目前治理區(qū)已經(jīng)成為部分建設用地和生態(tài)生活園區(qū)，其中生態(tài)園區(qū)已成為無錫及周邊城市居民短途旅游優(yōu)選之地。

治理前

治理后

5.5.2德興銅礦四號尾礦庫生態(tài)治理工程

針對銅礦存在的土地損毀、生態(tài)破壞和土壤污染等環(huán)境問題，礦區(qū)土地運用類壤土基質噴播技術，選用綠色植物及其相關的微生物、土壤添加劑和農(nóng)藝技術去除、截留土壤中的污染物或使污染物無害化。植物修復技術投入低而且能改變原有景觀，形成新的生態(tài)環(huán)境，治理。

治理前

治理后

6. 綜合效益與產(chǎn)業(yè)延伸

生態(tài)環(huán)境改善后，結合治理地區(qū)周圍地理環(huán)境，因地制宜發(fā)展生態(tài)類的產(chǎn)業(yè)項目，包括森林氧吧、傍山公園、養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)、種植養(yǎng)殖、生態(tài)農(nóng)業(yè)、濕地公園、房地產(chǎn)、綜合性廣場、旅游業(yè)等。

結合周邊資源，打造國家森林公園生態(tài)文化景區(qū)，實現(xiàn)森林生態(tài)系統(tǒng)的健康良性發(fā)展，使之成為具有典型森林科學研究、宣傳教育、森林養(yǎng)生等功能的公益型森林公園。生態(tài)農(nóng)業(yè)復墾是根據(jù)生態(tài)學和生態(tài)經(jīng)濟學原理，應用土地復墾工程技術和生態(tài)技術，通過合理配置農(nóng)業(yè)植物、動物、微生物等，進行立體種植、養(yǎng)殖和加工業(yè)復墾，實現(xiàn)農(nóng)—漁—禽—畜綜合經(jīng)營的生態(tài)農(nóng)業(yè)類型。以創(chuàng)意休閑農(nóng)業(yè)為，挖掘當?shù)匚幕Y源，融入文化創(chuàng)意概念，打造生態(tài)景致創(chuàng)意農(nóng)業(yè)。生態(tài)旅游以景觀化農(nóng)林作物種植為基調(diào)，結合四季花開、林果、苗木的培育、展示，配套觀光、休閑、餐飲、住宿、購物、娛樂等服務設施，建立科技孵化、品牌運作、產(chǎn)業(yè)發(fā)展于一體的綜合觀光項目。針對較典型的塌陷區(qū)水陸交換互補的物質循環(huán)類型，充分利用塌陷區(qū)形成積水的特點，打造湖泊、濕地景觀。因地制宜，不易積水型塌陷區(qū)開發(fā)礦山地質公園，打造集歷史、地質、礦業(yè)、生態(tài)、休閑、旅游、科普為一體的新的經(jīng)濟發(fā)展平臺，如建造煤礦生產(chǎn)遺跡區(qū)、坑口電站區(qū)、治理恢復示范區(qū)、煤田科普教育區(qū)等項目。

生態(tài)恢復集旅游、觀光、娛樂、文化等一體，有助于解決地方經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境治理的矛盾，提高生產(chǎn)力，協(xié)調(diào)生態(tài)效益和經(jīng)濟效益，實現(xiàn)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。