长汀稀土废矿区治理与植被生态修复技术

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇长汀稀土废矿区治理与植被生态修复技术范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要 在对稀土废矿区土壤特点进行研究分析的基础上，筛选出适合在稀土矿废矿区栽植的各类乔、灌、草品种并进行科学的配置种植，可形成茂密的草、灌、乔植被群落结构，以期为稀土废矿区的植被生态修复提供参考。

关键词 稀土废矿区；治理；植被；生态修复技术；福建长汀

中图分类号 X53；S157.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）03-0315-03

稀土矿废矿区治理，一直是水土流失治理的重点与难点[1-2]。为解决这一难题，2007年开展了“长汀县稀土矿废矿区的高效治理与开发利用技术研究”课题。在对稀土废矿区土壤特点进行研究分析的基础上，筛选出适合在稀土矿废矿区栽植的各类乔、灌、草品种并进行科学的配置种植，取得极显著的治理成效[3-5]；兼用养猪场的沼液灌施，有效地促进林下植被的茂盛生长，提升了土壤肥力，使耐寒桉树的林分生长量获得持续增产，从而形成茂密的草、灌、乔植被群落，加快了稀土废矿区植被生态修复进程。这一治理模式投资少、见效快、效果好，可广泛应用于南方稀土矿废矿区治理中。

1 稀土废矿区土壤分析

1.1 稀土提取工艺

目前，普遍采用的稀土提取工艺为：反复用3%～5%硫酸铵溶液淋泡采下的堆积在底部铺有塑料膜堆场上的稀土矿石，抽吸矿石堆场底部流出的硫酸铵浸出液至稀土沉淀池，加入稀土沉淀剂（碳酸氢铵），过滤后即可得到碳酸稀土，灼烧碳酸稀土1次后可获得90%的混合稀土氧化物，滤液可循环利用。

1.2 废矿区土壤残存物分析

从稀土提取工艺分析可知，在稀土提取稀土矿的过程中可消耗大量的（NH4）2SO4，被稀土离子置换出的NH4+被牢牢地吸附在废矿黏土中，是丰富的氮素资源，且被矿物质吸附的NH4+的分布相对较均匀。只有科学地选择一些最适生植物，才有可能充分利用这些被废矿黏土吸附着的氮素资源。此外，大量的水溶性SO42-残留在稀土废矿区的土壤中，因雨水的流失、淋溶会导致SO42-减少，在积水区域，因为堆场底部铺有塑料膜流失较少，SO42-浓度较高。植物生长过程中，根系在吸收土壤水分的同时也会吸收SO42-，若土壤中SO42-过高，导致其在植物体内累积量过大，会对植物造成毒害，轻则造成植物落叶，重则造成植株死亡。SO42-的水溶性导致其随土壤水分蒸发，土壤表层的浓度过高，因此不同深度土层、不同地点SO42-浓度的残余量不同。

1.3 废矿区不同深度土壤SO42-浓度测定及土壤养分分析

样品取自废弃了3年的稀土废矿区土壤，位于长汀县三洲乡三洲村，对不同深度土壤、不同地点的SO42-浓度、土壤pH值、碱解氮、有效磷、有效钾含量等进行了测定。

由表1可以看出：①土壤碱解氮含量在2个区域都较一般土壤高，氮素资源充足可供开发利用，在0~30 cm范围内，土壤碱解氮含量达到203 mg/kg以上，因此适宜的植物必须对NH4+吸收能力强、较耐干燥、生长快，能够迅速形成地表植被；②土壤有效磷、有效钾的含量在2个区域均偏低，属于缺磷、缺钾范围，且二者差别较小，因此在栽种植物时，应结合植物特性及生育期要求，侧重磷、钾肥的施用。③SO42-浓度在1区特别高，土壤深度30 cm以上的SO42-浓度为16.3~21.8 mg/kg，不会对植物正常生长造成危害，但土壤深度60 cm以上的SO42-浓度为66.3~123.4 mg/kg，90 cm处最大，该浓度范围对植物生长造成危害，但可以种植浅根性草本植物；④2区表层SO42-浓度最小，随深度增加SO42-浓度逐步增加，之后又逐渐减小。SO42-浓度为7.8~11.1 mg/kg，90 cm处达到最大。

2 废矿区植物品种选择与栽植技术

2.1 平坦地段适宜种植速生耐寒的桉树

稀土废矿区由疏松的矿土堆积形成，具有土壤有机质含量较低、土层深厚、NH4+丰富、透水性较好等特点，可选择需氮量大、根系发达、生长快的乔木树种（巨桉、邓恩桉），该区域土壤能够满足其对氮素的需求。

福建省新选育出的优良无性系巨桉，年生长量可达4 m以上，可耐-4 ℃左右的严寒，具有耐瘠薄、吸收NH4+能力强、耐干旱、喜疏松透气的土壤、根幅生长量较大等特点，但桉树幼树耐寒性较差，为防止桉树徒长，种植当年宜施用少量的基肥与追肥，但栽植时应下足客土，以利苗木早期根系的生长。

桉树栽植密度为1 200～1 350株/hm2，肥料施用量为垃圾土25 kg/穴、钙镁磷肥500 g/穴、硼锌镁混合微肥25 g/穴，桉树容器苗种植于4月底完成，6月初追施复合肥300 g/穴。第2年可开始用养猪场的沼液浇灌林地（4月、6月、9月各1次），10月后停止施肥。

2.2 废矿区边坡适宜栽植复合型的草本植被

地表径流对废矿区边坡土壤的侵蚀，造成重度沟蚀。坡面种植根系发达、耐旱性强、株丛高大的禾本科草种（香根草、类芦等），并套种浅根性的鸭拓草，可有效控制边坡侵蚀。鸭拓草的优点为：固土力强，匍匐生长速度快，吸收NH4+能力强，可节节生根，废矿区的碱解氮浓度较高可以满足鸭拓草快速生长的需要。此外，鸭拓草耐干旱，喜适当阴蔽条件，禾本科草种（香根草、类芦等）可为其生长提供较有利的生境条件，从而达到发挥各自优势，促进地表植被快速生长的护坡效果。

2.3 桉树林间套种草、灌植物

桉树生长速度快，组培苗种植后2个月即可达到1 m左右，叶雀稗、印度豇豆、胡枝子较适宜在桉树间套种。由于桉树林内透光度好，株间距又大，枝叶稀疏，而胡枝子、印度豇豆、宽叶雀稗等耐阴性强，相互配合可形成相对稳定的草、乔、灌混交植被群落。间套种方法：挖松表土，撒种，覆盖少量垃圾土，点播种植1～2丛/m2即可。

2.4 以沼液为主要肥源，促进林下植被生长

2001年以来，长汀县在水土流失区推广种植杨梅，取得极显著的生态效益，为解决杨梅果园有机肥供应难题，在水土流失区引进、建立了大量的养猪场，猪粪与沼液资源取之不尽。这一沼液资源不但给稀土废矿区桉树林分生长提供了充足的肥源，而且由于稀土废矿区土质疏松，浇灌的沼液可快速渗透到土壤深层，促进了深层土壤中桉树根系生长，进一步加大了桉树根系对土壤中NH4+的吸收与利用，使耐寒桉树的林分生长量获得持续增产。施用沼液也有效地促进林下植被的茂盛生长，提升了土壤肥力，从而在稀土矿废矿区快速形成茂密的草、灌、乔植被群落，加快了稀土废矿区植被生态修复进程。

3 稀土废矿区植被生态修复效果

3.1 桉树生长状况

于 2007年4月下旬种植桉树33.3 hm2，至2007年12月末，桉树平均株高为3.1 m，最高的达5.2 m，可形成桉树林。2008年春季的特大霜冻危害导致巨桉尾梢遭受冻害，但于4月全部恢复生长，至2008年12月末桉树长势非常茂盛，平均株高为6.25 m（图1、图2）。桉树是需氮量较高的植物，但桉树种植的第1年，氮肥的用量非常少，即表明土壤中NH4+可满足其生长需要。第2年开始灌施沼液后，不需施用氮肥，只需补充少量磷钾肥即可。

3.2 边坡地段香根草、鸭拓草生长状况

由表2可以看出，香根草与鸭拓草混交种植条件下，两者生长均较快，仅6个月就可覆盖稀土废矿区的地表。因此，采用香根草与鸭拓草混交模式治理稀土废矿区边坡效果较好（图3、图4）。鸭拓草较不耐寒，但其萌生小苗的能力强，从而保持鸭拓草的不断繁衍生长。

3.3 桉树林下植被生长状况

林下套种草、灌植物3个月即可覆盖地表，其中以宽叶雀稗长势最好。印度豇豆虽为一年生豆科绿肥植物，可以在豇豆收获后，将藤蔓从根蔸处剪断后作为绿肥埋在林地内，再把印度豇豆的根蔸用土覆盖起来，翌年春季扒开根蔸土堆，让根蔸重新萌发新芽，第2年印度豇豆的藤蔓生长量将超过前1年的生长量。林地经2年的治理，可基本形成稳定的乔、灌、草混交植被群落。

3.4 废矿区积水区域桉树生长状况

由于部分废矿区底部及边沿铺过的塑料薄膜保存较完好，暴雨后易积水。该区域深60～120 cm的土层中，较易形成高浓度SO42- 区。积水区域种植的桉树几乎均受到SO42-不同程度的危害，长势较差。当桉树地下根系扩展到深约60 cm，树高达1.5 m时，高浓度SO42-会导致植株叶片卷曲、落叶。所以在稀土废矿区积水区域，前期不宜种植深根性的乔、灌类植物，并应加强废矿区积水区的排水处理措施，经过多次排水处理、有效降低了土壤中SO42-浓度后，才可栽植一些深根性的植物。

4 结语

（1）为充分发掘废矿区土壤中残存的NH4+资源，种植深根性的耐寒桉树是一项投资省、见效快、效果好的快速绿化治理方法[6-8]。但在积水区域，应采用开沟排水等方法降低土壤中SO42-浓度后才可种植深根性的乔木树种。

（2）香根草、类芦是根系发达、耐旱性很强且植丛高大的禾本科植物，极其适合在稀土矿废矿区种植。选择香根草、类芦与鸭拓草搭配种植，可充分利用鸭拓草较耐干旱、茎间节节生根、对土壤中的NH4+ 吸收能力强、覆盖地速度快等特性，快速在稀土矿废矿区边坡形成能有效防止地表径流侵蚀、固土能力特别强的植被层，起到极好的护坡效果。香根草、类芦与鸭拓草间生长十分协调，是一种非常好的草种搭配模式。

（3）桉树林间套种宽叶雀稗等植被，当年即可覆盖地表，防止水土流失，提高土壤肥力，取得较好的绿化效果。另外，印度豇豆收获后，可将印度豇豆的根蔸用土覆盖起来，翌年春季扒开根蔸土堆，让根蔸重新萌发新芽，变一年生为多年生豆科绿肥植物。

（4）稀土矿废矿区栽植各类乔、灌、草植物，可充分利用养猪场沼液这一肥源，促进耐寒桉树林分与林下植被的生长，大幅度提升林地肥力，改善稀土矿废矿区的生态环境条件，快速形成茂密的草、灌、乔植被群落，加快稀土废矿区植被生态修复进程。

5 参考文献

[1] 池汝安，田君.风化壳淋积型稀土矿评述[J].中国稀土学报，2007，25（6）：641-649.

[2] 李 婷，涂安斌，张越非，等.混合铵盐用于风化壳淋积型稀土矿浸取稀土的动力学研究[J].化工矿物与加工，2009（2）：19-21.

[3] 由立新，赵长山，李林海，等.鸭跖草生物学特性的研究[J].黑龙江农业科学，2002（1）：21-23.

[4] 吴大付，张莉，任秀娟，等.超富集植物研究新进展[J].河南科技学院学报：自然科学版，2011，39（3）：55-59.

[5] E W 腊塞尔.土壤条件与植物生长[M].谭世文，译.北京：科学出版社，1979.

[6] 王丽，王力，和文祥，等.神木煤矿区土壤重金属污染特征研究[J].生态环境学报，2011，20（8）：1343-1347.

[7] 陈英旭.加快土壤环境标准修复 制定保障土壤生态安全[J].中国产业，2011（8）：19.

[8] 宋于侬.土壤重金属污染的生物修复法研究[J].广东化工，2011，38（9）：134，123.