摘要:

基质改良和耐性物种选择是重金属矿业废弃地生态修复的关键.本文通过室内盆栽试验,以4 kg尾矿为植物盆栽基质,分别加入腐熟鸡粪0、8、16、32 g混匀,记作MAO(CK)、MA8、MA16、MA32处理方式,研究不同比例腐熟鸡粪改良对铜尾矿基质中无机氮组分及3种豆科植物决明(Cassia tora)、田菁(Sesbania cannab ina)、菽麻(Crotalaria juncea)生长发育的影响.结果表明,添加鸡粪改良处理后,3种豆科植物生长的尾矿基质中均以硝态氮为有效氮的主要形态,总无机氮含量为17.96～44.82 mg· kg-1.其中菽麻MA32处理组尾矿基质中铵态氮含量(5.31 mg·kg-1)最高,菽麻MA16处理组尾矿基质中硝态氮含量(43.06 mg·kg-1)和总无机氮含量(44.82 mg· kg-1)最高.MA16处理时,田菁和菽麻叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b值均表现最大.3种豆科植物叶绿素a/b为0.92～1.08.在同一鸡粪比例处理中,菽麻叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b值均显著高于决明和田菁(P＜0.05).鸡粪改良铜尾矿基质能够促进3种豆科植物生长,植物株高、冠幅、根长均增加,并且随着生长期延长,增加明显.其中MA32处理菽麻70d株高(94.40 cm)最大,阻止尾矿风蚀水蚀的效果最好.综合分析表明,MA16处理方式可作为鸡粪改良铜尾矿基质理想的比例模式,菽麻可作为铜尾矿生态修复优选植物种.

摘要:

采用盆栽实验,在铅锌尾矿中添加中药渣、氮肥、磷肥及其组合,从植物生长、营养元素、土壤酶活性、尾矿及植物重金属含量等方面研究其对铅锌尾矿的改良效果.结果表明:添加中药渣配合氮磷肥不同程度地促进了黑麦草的生长,增加了有机质、铵态氮、有效磷含量,提高了土壤酶活性,降低了尾矿及植物中重金属含量,其中中药渣、中药渣+氮肥、中药渣+磷肥,中药渣+氮肥+磷肥处理组效果较好;典范对应分析表明,中药渣、中药渣+氮肥、中药渣+磷肥、中药渣+氮肥+磷肥处理与有机质、铵态氮、有效磷、脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶和磷酸酶有较强的相关性.综合分析表明,在铅锌尾矿的改良修复中添加中药渣作为改良剂,配合氮磷肥施用有助于缓解尾矿重金属毒性,改善营养状况,促进微生物活性,有利于尾矿废弃地的生态恢复.

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在盆栽条件下采用生物质炭、熟石灰、生物质炭与熟石灰混合改良剂对电解锰渣进行改良,在改良后的基质上种植黑麦草和白三叶两种牧草,研究不同改良剂改良的基质对牧草生长的影响以及镉、锰在植物和环境中的迁移情况.研究结果表明:3种改良剂改良的基质不同程度地降低了两种草种的出苗率,但是可显著增加牧草的株高和生物量,特别是生物质炭与熟石灰混合改良剂;3种改良剂改良的基质均能降低牧草中的锰、镉含量,其中生物质炭的改良效果最好;在3种改良剂改良的基质上种植牧草,均有效降低了锰和镉的淋溶迁移,其中生物质炭和熟石灰混合改良剂最能有效减少锰和镉的溶出.

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以山西省潞安矿区矸石山表层风化物为研究对象,将农田耕层黄土和有机肥按不同体积比例配比成4种改良剂进行基质改良研究.结果表明:基质改良后的pH值都发生了变化,由原来的弱酸性(pH值为6.23)变为接近中性；速效氮含量最高达到41.36 mg/kg,是原来矸石风化物的4.61倍；速效磷含量最高达到10.25 mg/kg,是原来矸石风化物的3.18倍；速效钾含量最高达到458.01 mg/kg,是原来矸石风化物的2.46倍.改良后的基质材料对紫穗槐的主根长、地径生长和冠幅增长等都有显著的促进作用.通过对不同改良基质材料试验分析得出,70％矸石风化物+15％黄土+15％有机质的改良材料综合改良效果突出,该工艺具有广泛的适用性,能有效地促进矸石山植被的稳定生长.

摘要:

为探讨刺槐、紫穗槐对铁尾矿的适应特性,采用全砂和半土半砂基质改良盆栽试验,对刺槐和紫穗槐在全砂和半土半砂基质条件下的光合生理特性、高生长量、地径生长量和生物量进行了测定,结果表明:刺槐和紫穗槐在全砂和半土半砂基质条件下的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(a)均未出现显著性差异,但在全砂条件下刺槐Pn有午休趋势;刺槐和紫穗槐在全砂和半土半砂基质条件下株高、地径生长量、地下生物量和根冠比(T/R)均未达显著差异水平,但是地上生物量在不同基质条件下差异显著,与全砂处理相比,半土半砂条件下地上生物量较高,根冠比较小.全砂处理将资源更多的分配到根系的生长.不同基质条件下刺槐生物量远大于紫穗槐生物量,刺槐的光合午休和根冠比的调整是其对全砂条件的响应策略.

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基质改良和耐性植物种选择是重金属矿业废弃地人工生态恢复的关键.通过室内盆栽试验研究不同比例腐熟鸡粪改良铜尾矿后对3种豆科植物决明(Cassia tora)、田菁(Sesbania cannabina)、菽麻(Crotalaria juncea)生长和尾矿基质中土壤微生物量C、N及过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶和脱氢酶活性的影响.结果表明:添加鸡粪改良处理后3种植物茎叶生物量、根系生物量和体内总磷含量均有提高,植物体内总氮含量则只有菽麻明显增加.添加鸡粪可提高尾矿基质中微生物量C以及脲酶和脱氢酶活性,其中菽麻生长的尾矿基质中微生物量C含量增加最显著.尾矿基质中微生物量C与基质中总氮、有效磷呈显著正相关,菽麻生长的尾矿基质中微生物量C与基质中有效态Cu、Zn呈显著负相关.田菁、菽麻生长的尾矿基质中脲酶、脱氢酶与基质中总氮、有效磷呈显著正相关,决明、菽麻生长的尾矿基质中脱氢酶与基质中微生物量C呈显著正相关,决明生长的尾矿基质中脲酶、脱氢酶与基质中有效态Zn呈显著负相关.综合分析表明,铜尾矿:鸡粪=250∶1的处理方式可作为鸡粪改良铜尾矿基质较好的一种比例模式,该处理方式下菽麻可作为铜尾矿生态修复优选植物种.

摘要:

藻类结皮的形成和发育对尾矿库生态系统重建过程有重要影响.以歪头山铁尾矿库尾矿砂为实验对象,研究衣藻、 念珠藻和具鞘微鞘藻结皮发育对不同尾矿土基质表层结皮的盖度和厚度、 土壤的理化性质的影响.研究表明:藻类在尾矿基质表面可以形成明显的结皮,但纯尾矿基质中藻类结皮较差,经改良后的尾矿砂基质中藻类快速生长并结皮;在相同尾矿基质条件下,结皮盖度、 厚度表现为念珠藻>衣藻>具鞘微鞘藻;藻类结皮对土壤pH的影响较小;藻类结皮降低尾矿基质中的全氮含量,增加磷和钾含量.总体上,藻类结皮改善了尾矿基质的土壤结构,能在一定程度上固定流沙、 防止扬尘、 提高土壤抗侵蚀能力.

摘要:

在国内外矿山土壤生态恢复技术研究的基础上,阐述了目前矿山土壤生态恢复技术的主要生态修复技术.以某矿山排土场为研究对象,研究了区域内生态恢复制约因子,并针对制约因子,采用原位基质改良技术,通过施加熟石灰(CaCO3)、动物粪便+泥炭和泥炭类物+营养液等方式进行土壤改良,最终依据对植物特性的研究,确定适合本研究区域生长的植物群落.

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矿产资源是我国经济社会发展的重要物质基础，但其开发带来了侵占耕地、破坏生态、污染环境、地质灾害等严重问题，矿山废弃地生态环境恢复越来越受到专家学者和政府部门的重视。对我国矿山资源开发现状及问题、相关政策及修复现状进行了概述，分析了矿山废弃地的特点及生态环境恢复目标。着重介绍了现阶段矿山生态修复涉及的基质改良、生态系统修复手段，并指出各类技术在矿山废弃地生态修复实践中的适用性和优缺点。最后，针对矿山废弃地生态修复存在的投入资金不足、不到位、技术缺乏等问题提出可行性方法，以期为矿山废弃地生态环境修复提供参考。

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以广东省莲花山钨矿区耕地为研究点，研究土壤金属含量分布、形态特征及其调控措施。分析耕地土壤中Zn、Cu、Mn、Ni、Pb、Cd、As含量特征，以碱石灰、MnO2、Fe2O3和钙镁磷肥作为改良剂，对矿区污染耕地土壤进行改良，并种植萝卜Raphanus sativus，分析各改良剂对土壤金属形态及其在土壤-农作物界面迁移的影响。研究表明，矿区耕地土壤酸化， Zn、Mn、Pb、Cd和As超过土壤背景值，其中Cd和As污染严重，分别超过背景值的10.2~16.7倍和1.1~1.3倍。碱石灰有效降低耕地土壤pH值，降低土壤Zn、Cu、Mn、Ni、Pb、Cd可溶态含量，减少其在萝卜中积累。萝卜对Pb、Zn、Cd、Cu、Ni累积量与其可溶态含量相关性显著，与总量相关性不显著。Fe2O3、MnO2、钙镁磷肥对耕地土壤Zn、Cu、Ni、Mn、Pb、Cd 生物有效性及其在农作物中累积量无显著影响。矿区耕地土壤分别添加碱石灰、Fe2O3、MnO2，土壤中砷松散结合态含量降低，农作物砷累积量减少。钙镁磷肥对土壤砷形态无显著影响，但能显著降低萝卜中砷的累积量。碱石灰分别与Fe2O3、MnO2、钙镁磷肥相结合改良耕地土壤，比单一改良剂更能有效降低萝卜中砷的累积量。萝卜中砷累积量与松散结合态存在显著正相关性，与Ca-As存在显著负相关性。碱石灰分别和Fe2O3、钙镁磷肥同时加入土壤，能同时地有效降低Zn、Cu、Mn、Ni、Pb、Cd、As的有效性，及其在农作物累积量，因此，这2种改良方式是莲花山矿区土壤金属固定的有效措施。