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類壤土技術(shù) 土壤修復(fù)技術(shù)

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江蘇綠巖生態(tài)技術(shù)股份有限公司

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產(chǎn)品簡介

類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)報(bào)告類壤土基質(zhì)由江蘇綠巖生態(tài)技術(shù)股份有限公司教授級(jí)高工張波自主研發(fā)，是一種生態(tài)環(huán)境綠色治理技術(shù)，倡導(dǎo)以自然的方式恢復(fù)自然，核心是結(jié)合工程學(xué)、植物學(xué)、土壤學(xué)等學(xué)科，通過仿生技術(shù)快速模擬出自然界中適合植物生長的高性能類壤土基質(zhì)結(jié)構(gòu)，有助于植物種子發(fā)芽、根系發(fā)育、微生物活動(dòng)及養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，促進(jìn)植物生長發(fā)育

詳細(xì)介紹

類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)報(bào)告

類壤土基質(zhì)由江蘇綠巖生態(tài)技術(shù)股份有限公司教授級(jí)高工張波自主研發(fā)，是一種生態(tài)環(huán)境綠色治理技術(shù)，倡導(dǎo)以自然的方式恢復(fù)自然，核心是結(jié)合工程學(xué)、植物學(xué)、土壤學(xué)等學(xué)科，通過仿生技術(shù)快速模擬出自然界中適合植物生長的高性能類壤土基質(zhì)結(jié)構(gòu)，有助于植物種子發(fā)芽、根系發(fā)育、微生物活動(dòng)及養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，促進(jìn)植物生長發(fā)育。

1. 技術(shù)概述

類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)倡導(dǎo)以自然的方式恢復(fù)自然。旨在運(yùn)用類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)，模擬重塑原生土壤結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造最合適的植物生長環(huán)境，實(shí)現(xiàn)后期植物群落的喬灌木比例化，恢復(fù)自然。通過土壤環(huán)境與植物群落的改變，影響周圍生境，達(dá)到坡面性復(fù)綠、水土保持、消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，改善區(qū)域氣候等環(huán)境效果。

2. 技術(shù)原理

類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)的核心是結(jié)合工程學(xué)、植物學(xué)、土壤學(xué)等學(xué)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(zhì)結(jié)構(gòu)。類壤土基質(zhì)綠化技術(shù)模擬的土層結(jié)構(gòu)主要有兩層，分別是腐殖質(zhì)層（全風(fēng)化層）和淋溶層（強(qiáng)風(fēng)化層）。該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有豐富的腐殖質(zhì)、礦物質(zhì)、空氣、水、有機(jī)物等。這些物質(zhì)以固態(tài)、氣態(tài)、和液態(tài)的形式存在于土壤基質(zhì)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(hù)作用。

3. 技術(shù)優(yōu)勢

3.1重塑土層結(jié)構(gòu)

類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)模擬的土層結(jié)構(gòu)主要有兩層，一是腐殖質(zhì)層（全風(fēng)化層），該層具有壤土結(jié)構(gòu)特性，含有豐富的腐殖質(zhì)、礦物質(zhì)、空氣、水、有機(jī)物等，促進(jìn)土壤微生物的活動(dòng)，調(diào)節(jié)土壤酸堿反應(yīng)，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(jié)構(gòu)。且由于動(dòng)物及風(fēng)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(zhì)和有機(jī)化合物以及微量元素充分結(jié)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(shí)間的延展促進(jìn)植物的生長。

二是淋溶層（強(qiáng)風(fēng)化層），類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)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(xué)性質(zhì)。噴播的瞬間基質(zhì)與種子結(jié)合，通過膨脹作用緊鎖圍土介質(zhì)，提高圍土之間的摩擦阻力，可以很好的制約土體變形、增強(qiáng)復(fù)合土體整體性與穩(wěn)定性，形成高強(qiáng)度的抗沖刷能力，使基質(zhì)更好地粘附于礦山邊坡基巖上。類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)中的基材配置比例、噴附時(shí)間對(duì)植株越冬率和返青率都有較大影響，公司通過多次實(shí)驗(yàn)形成了優(yōu)良的基質(zhì)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(jié)構(gòu)簡單、植物死亡快及養(yǎng)護(hù)成本高等問題。一般都會(huì)在生態(tài)修復(fù)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(shí)間的推移，植物群落就會(huì)出現(xiàn)衰退現(xiàn)象，復(fù)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(zhì)自身的養(yǎng)分可持續(xù)性。通過類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)，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(biāo)植物類型在時(shí)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(zhì)邊坡的巖土性質(zhì)，為植物生長提供了必要條件。

類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)也充分考慮了播種密度對(duì)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(fù)層結(jié)構(gòu)，季相變化明顯，景觀效果良好，同時(shí)考慮到季候性落葉能夠?yàn)橹参锷L提供有機(jī)質(zhì)，有利于巖質(zhì)層復(fù)綠區(qū)的植物生長基質(zhì)形成。


噴播示意圖	植物多樣性選培

類壤土基質(zhì)	后期喬木胸徑圖

3.3有效的侵蝕控制性能

類壤土基質(zhì)柔韌且穩(wěn)定，具有更大的侵蝕控制有效性，能夠增加流動(dòng)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(zhì)噴播技術(shù)形成的土壤基質(zhì)含有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，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(yīng)性

類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)地形適應(yīng)性強(qiáng)，坡度適用范圍廣。可以有效覆蓋坡面土壤，保證種子著床穩(wěn)定，增強(qiáng)護(hù)土和固種作用。

3.6 99%生物可降解

類壤土基質(zhì)是一種高性能的柔性生長基質(zhì)，無毒無污染，100％生物可降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然資源的高效循環(huán)利用。

4. 適用條件

該技術(shù)在各地區(qū)均可應(yīng)用。土質(zhì)和巖質(zhì)邊坡均可應(yīng)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(zhì)可以應(yīng)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(shù)應(yīng)用

5.1 煤礦

（1）應(yīng)用范圍

類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)可以應(yīng)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(fù)

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(cuò)動(dòng)下沉、水污染、煤矸石占地及風(fēng)化污染問題、植被破壞、二次揚(yáng)塵等方面。治理過程中實(shí)施封山育林，采取類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高水土保持能力，促進(jìn)陰性植物的入侵、定居，使群落結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。通過先鋒植物的屏障作用減少揚(yáng)塵，結(jié)合土壤與水體污染治理技術(shù)綜合治理環(huán)境問題，恢復(fù)原來的地貌景觀。實(shí)現(xiàn)煤矸石堆場生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性和結(jié)構(gòu)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(yīng)用范圍

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

石油對(duì)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(jī)質(zhì)中磷、氮比變化。植物對(duì)污染物的去除起著直接和間接的重要作用。類壤土基質(zhì)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(jī)質(zhì)含量。利用植物體內(nèi)對(duì)某些污染物的積累、植物代謝過程對(duì)某些污染物的轉(zhuǎn)化和礦化，植物根圈與根莖的共生關(guān)系增加微生物的活性的特點(diǎn)，加速土壤污染物降解速度，以便植物更好的對(duì)污染土壤進(jìn)行降解和穩(wěn)定化處理，實(shí)現(xiàn)污染土壤的快速修復(fù)和植被的良好生長。以抗性較強(qiáng)的地帶性先鋒喬木、灌木、草種建成人工植物多層復(fù)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(dá)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(yīng)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(zhì)噴播技術(shù)可以運(yùn)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(fù)

金屬礦產(chǎn)開采中常見的環(huán)境問題有土地?fù)p毀、地質(zhì)災(zāi)害、生態(tài)破壞和土壤與地下水污染等，嚴(yán)重影響周邊生產(chǎn)生活環(huán)境，產(chǎn)生了大量社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題，成為制約當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)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(jìn)行生態(tài)治理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。邊坡排險(xiǎn)后運(yùn)用土壤修復(fù)技術(shù)去除土壤與地下水污染，通過類壤土噴播技術(shù)可以有效地改良土壤、保持水土、蓄養(yǎng)水源、快速恢復(fù)植被，達(dá)到防風(fēng)固沙和綠化美化的環(huán)保技術(shù)要求。選取的先鋒植物能吸收、凈化土壤中的重金屬和有機(jī)物等污染物，持續(xù)中和、改良土壤結(jié)構(gòu)。使破損的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)原有功能，植被恢復(fù)自然狀態(tài)，達(dá)到生態(tài)平衡。

5.4非金屬礦

（1）應(yīng)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(zhì)噴播技術(shù)可以運(yùn)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(fù)

礦山開采后形成的尾礦庫、排渣場會(huì)造成土地資源浪費(fèi)、水土流失、沙土揚(yáng)塵、地貌景觀破壞和次生災(zāi)害等環(huán)境問題。首*行邊坡排險(xiǎn)，保障地質(zhì)安全，然后采取類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)改良土壤，恢復(fù)植被，進(jìn)而改變廢棄礦山環(huán)境條件、增加生境異質(zhì)性，使群落結(jié)構(gòu)本身發(fā)生動(dòng)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(fēng)固土，凈化區(qū)域大氣，提高礦山林地的物種多樣性，最終達(dá)到修復(fù)土地、生態(tài)環(huán)境改善的目標(biāo)。工礦廢棄地生態(tài)恢復(fù)最主要限制因子是土壤肥力，在初期階段必須進(jìn)行土壤改良和熟化。通過植物種類的選擇，結(jié)合類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)改善土壤理化性質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤有機(jī)質(zhì)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(hù)，最終達(dá)到性復(fù)綠，恢復(fù)至原山貌。

5.5 典型案例

5.5.1 無錫東郊山關(guān)閉礦山綜合整治項(xiàng)目

東郊山位于無錫市錫山區(qū)境內(nèi)，原山體破損嚴(yán)重，山體巖面不穩(wěn)定，存在地質(zhì)災(zāi)害隱患。工程于2008年竣工，治理后山體恢復(fù)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(shè)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(biāo)。目前治理區(qū)已經(jīng)成為部分建設(shè)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(hào)尾礦庫生態(tài)治理工程

針對(duì)銅礦存在的土地?fù)p毀、生態(tài)破壞和土壤污染等環(huán)境問題，礦區(qū)土地運(yùn)用類壤土基質(zhì)噴播技術(shù)，選用綠色植物及其相關(guān)的微生物、土壤添加劑和農(nóng)藝技術(shù)去除、截留土壤中的污染物或使污染物無害化。植物修復(fù)技術(shù)投入低而且能改變?cè)芯坝^，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(jié)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(xiàng)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(jié)合周邊資源，打造國家森林公園生態(tài)文化景區(qū)，實(shí)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(xué)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(fù)墾是根據(jù)生態(tài)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，應(yīng)用土地復(fù)墾工程技術(shù)和生態(tài)技術(shù)，通過合理配置農(nóng)業(yè)植物、動(dòng)物、微生物等，進(jìn)行立體種植、養(yǎng)殖和加工業(yè)復(fù)墾，實(shí)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(dāng)?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(jié)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(wù)設(shè)施，建立科技孵化、品牌運(yùn)作、產(chǎn)業(yè)發(fā)展于一體的綜合觀光項(xiàng)目。針對(duì)較典型的塌陷區(qū)水陸交換互補(bǔ)的物質(zhì)循環(huán)類型，充分利用塌陷區(qū)形成積水的特點(diǎn)，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(zhì)公園，打造集歷史、地質(zhì)、礦業(yè)、生態(tài)、休閑、旅游、科普為一體的新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展平臺(tái)，如建造煤礦生產(chǎn)遺跡區(qū)、坑口電站區(qū)、治理恢復(fù)示范區(qū)、煤田科普教育區(qū)等項(xiàng)目。

生態(tài)恢復(fù)集旅游、觀光、娛樂、文化等一體，有助于解決地方經(jīng)濟(jì)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(jì)效益，實(shí)現(xiàn)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。