鞍山地區(qū)鐵礦排巖場復(fù)墾技術(shù)

【中圖分類號】TD9 【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）31-0283-02

一、前言

中國鐵礦以河北、遼寧兩省為代表，而遼寧省又以鞍山市探明的鐵礦資源為最。1937年12月，隨著鋼鐵生產(chǎn)的發(fā)展誕生的鞍山，是我國著名的老工業(yè)基地和礦業(yè)基地。多年開采，目前在鞍山市城區(qū)周邊已發(fā)現(xiàn)的超大型鐵礦山，自西南至東北依次是著名的西鞍山鐵礦、東鞍山鐵礦、黑石砬子鐵礦、大孤山鐵礦、眼前山鐵礦、鞍千礦業(yè)、齊大山鐵礦，它們呈半環(huán)形圍繞鞍山市區(qū)，不僅壓占土地，還造成揚塵的空氣污染，同時污染了地下水，給城區(qū)自然環(huán)境與生態(tài)造成惡劣影響，也是制約城市可持續(xù)發(fā)展因素之一[1]。

二、鞍山地區(qū)鐵礦山排巖場斜坡復(fù)墾

1.鞍山地區(qū)礦山排巖場復(fù)墾情況。

目前關(guān)于鞍山地區(qū)鐵礦區(qū)廢棄地復(fù)墾基本已經(jīng)形成一套完善的復(fù)墾技術(shù)體系，主要是工程措施，治理面積比較大。但是多年來，政府投資治理注重面積，針對土壤改良的技術(shù)措施比較落后，造成復(fù)墾后植被存活率不高，生長緩慢，整體復(fù)墾效果差[2]。

在這種情況下，我們以鞍山地區(qū)某大型鐵礦排巖場斜坡為研究對象，探索適合鞍山地區(qū)的鐵礦區(qū)廢棄地斜坡復(fù)墾的技術(shù)方法，主要針對復(fù)墾過程中的土壤改良進行實驗研究，以刺槐為供試植物，選定添加粉煤灰（A）、污泥（B）、草炭（C）、保水劑（D）和雞糞（E）等五種改良劑，依照礦山技術(shù)人員經(jīng)驗選擇不同處理措施，摸索出一種在鞍山地區(qū)氣候條件下，土壤改良最好的混合比例，使刺槐生長最快，存活率最高。

試驗區(qū)內(nèi)主要是礦山開采排棄的不同塊度的巖石堆積，堆積方式為臺階狀堆積，階數(shù)總體為3級，臺階最高標(biāo)高154m，兩級臺階間高差50m～70m左右，巖盤內(nèi)比較平整。該區(qū)塊屬排巖場最早排棄地段，終了排巖時間較長。由于長時間的自然生態(tài)恢復(fù)，排巖場的平臺盤臺和斜坡上稀疏長著一些草灌木叢，但大部分還是所堆積的巖石直接裸露。試驗區(qū)終了排巖后，沒有經(jīng)過任何治理工作，也沒有用作其它用途。

試驗區(qū)原有生態(tài)環(huán)境比較惡劣（見照片），表現(xiàn)為不同粒徑的亂石人工堆放，保水能力差，完全依靠自然恢復(fù)難度較大[3]。但是由于國營大型礦山，排巖場的排巖工作較為規(guī)范，巖石堆積后形成自然的安息穩(wěn)定角度一般為40o左右，就單體斜坡而言工程穩(wěn)定性較好，經(jīng)過較長時間的排巖后，由于自然壓實作用下，松散度有所減小。礦山排巖為分層排放，各層巖盤高差較大，一般在50～70m左右。

本實驗研究的土樣為自然土壤（作為對比），在廣泛查閱相關(guān)資料和詢問鞍鋼集團礦山復(fù)墾專家的基礎(chǔ)上，選擇粉煤灰、污泥、雞糞、保水劑、草炭五種改良劑，依照經(jīng)驗值設(shè)計不同用量的配比種植刺槐，與自然土壤作以對比，最終探索采用魚鱗坑種植的方式，在鞍山地區(qū)鐵礦山排巖場斜坡經(jīng)濟實效的治理措施。

2.試驗設(shè)計。

（1）魚鱗坑。

考慮工程造價問題，本實驗采用工程造價低廉客土少的魚鱗坑式種植模式：種植坑大小為0.8m×0.8m×0.8m，上下坑之間的間距2.0米，根據(jù)多年在類似鐵礦山排巖場復(fù)墾經(jīng)驗得出，碎石堆積場樹坑間距過近，樹坑容易滑塌，因此選擇左右坑間距為凈1.5米，除去樹坑規(guī)格0.8m，實際兩樹坑左右間距0.7m。結(jié)合排巖場上下巖石塊度和質(zhì)地不一致，故采用每一豎排為一組挖坑10個，橫挖18排，共計180個，其中兩組回填土壤作為對比，種植刺槐樹苗360棵（每坑種植刺槐一棵）。觀測土壤改良與否對刺槐生長的影響及最佳的改良配比。坡面設(shè)計。

（2）供試植物。

選擇適生植物是植被重建的關(guān)鍵措施之一，本次實驗植物選擇當(dāng)?shù)卮竺娣e種植的樹種，結(jié)合排巖場的惡劣生長條件和當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r，選擇綠化植物應(yīng)具備在惡劣環(huán)境下快速生長、能夠抵抗寒、對土壤適應(yīng)性較強、耐蟲害、萌芽力和根蘗性要強，根系發(fā)達、成活率高的品種[4]。根據(jù)以上特殊要求本實驗選擇刺槐為供試植物，其屬于速生樹種，喜光，適應(yīng)性強，對土壤要求不嚴，抗旱性強，在邊坡平臺、土石混排的斜坡和平坦地勢上生長較好，能快速覆蓋排巖場斜坡，并且具有根瘤菌，能夠固定空氣中的氮，還有滯粉塵、煙塵的能力，也是經(jīng)過實踐檢驗易于在類似排巖場存活的植物[5[6]。

（3）設(shè)計方案。

依照鞍鋼集團礦業(yè)公司某礦山安環(huán)處的一位多年從事礦山復(fù)墾的工程師的經(jīng)驗，將粉煤灰（A）、污泥（B）、草炭（C）、保水劑（D）和雞糞（E）通過不同的配比得出16組方案，如表1。

如表所示，CY1：A1B1C4D3E2，的組合上就是0.125m3（約重162kg）土壤中添加3%的草炭、0.15%保水劑、 0.25%雞糞，充分混合，形成的改良土，同時實驗設(shè)置任何改良物質(zhì)都不添加的自然土壤作為對照。

3.實驗結(jié)果。

土壤機械組成，按照不同比例添加粉煤灰、污泥、雞糞、保水劑、草炭五種改良劑后土壤機械組成中粉粒減少，粘粒增加，說明添加改良劑，可改對土壤機械組成有促進作用。同時得出對土壤料機械組成最好改良配比是：A1B3C1D4E4，為土壤中加粉煤灰量為零，加草炭量為零，改良劑污泥加入質(zhì)量約32kg，加保水劑加入質(zhì)量0.32kg，雞糞加入質(zhì)量占總量1.2kg。

水分狀況方面，得出CY6改良效果最好，其組合為A2B2C2D4E2，即加入粉煤灰16kg，加入污泥16kg，加入草炭1.6kg，加入保水劑0.32kg，加入雞糞0.4kg。各改良劑中保水劑加入改良效果大于雞糞效果，大于粉煤灰和草炭（粉煤灰和草炭效果基本一致）的效果，大于污泥添加的效果；各物料添加量的最優(yōu)組合是A2B4C2D4E2，也就是加入粉煤灰16kg，加入污泥48kg，加入草炭1.6kg，加入保水劑0.32kg，加入雞糞0.4kg的改良配比。

土壤pH方面，查經(jīng)驗配比設(shè)計表可以得知，添加劑各物料中粉煤灰對土壤pH值影響大于保水劑，大于添加雞糞，大于加入污泥，大于加入草炭的影響。由圖13可以看出，各物料添加量的最優(yōu)組合是A1B4C3D1E4，即粉煤灰、保水劑加入量為零，污泥加入量為48kg，草炭添加的量為4.8kg，雞糞加入量1.2kg。

土壤養(yǎng)分變化方面，隨著草炭、雞糞加入量的增加，改良土壤的堿解氮、速效磷、速效鉀含量都不斷增加，隨著添加量的增加的粉煤灰，土壤堿解氮、速效磷含量又明顯降低，但是速效鉀含量增加；分析可以得到，對物料速效養(yǎng)分含量增加最有利的處理組合分別是：A1B2C4D3E4、A1B4C4D1E4、A4B4C3D1E4。

除去因發(fā)生意外死亡的苗木，現(xiàn)在土壤改良對刺槐生長量影響最大的是保水劑加入，其次是添加草炭、污泥、粉煤灰、雞糞。粉煤灰的大量加入，影響刺槐生長量（不加粉煤灰除外），對比土壤改良的實驗過程，因粉煤灰的添加影響土壤機械組成的基本質(zhì)地，因此粉煤灰應(yīng)少量加入，綜合考慮粉煤灰加入量16kg時最佳；同時污泥的添加也影響刺槐生長量，結(jié)合土壤理化性質(zhì)的綜合考慮，污泥不宜過大，加入量16kg時最佳；由觀察統(tǒng)計得出數(shù)據(jù)來看，草炭加入在刺槐生長量方面無明顯影響，但草炭土的加入對土壤速效養(yǎng)分很大影響，綜合考慮添加草炭1.6kg是利與供試植物刺槐的生長；由觀察統(tǒng)計得出數(shù)據(jù)來看保水劑加入對刺槐生長量有顯著影響，分析原因，鐵礦山排巖場巖石粒度大，土壤保水能力差，有水分對于刺槐的生長還是起到?jīng)Q定性作用，所以保水劑選擇最大劑量，即添加0.32kg的量對刺槐的生長最有利；同樣由觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析得出雞糞加入量對刺槐生長量無明顯變化規(guī)律，考慮土壤機械組成，加入雞糞的0.4kg時最佳。綜上分析，對刺槐生長量的最優(yōu)組合為A2B2C2D4E2，即CY6。

參考文獻

[1]索贇等.2012.鞍山礦山生態(tài)環(huán)境治理經(jīng)驗.國土資源，（6）：18-20.

[2]潘明才.2000.德國土地復(fù)墾和整理的經(jīng)驗與啟示.國土資源.

[3]胡振琪.1996.土地復(fù)墾學(xué)研究現(xiàn)狀與展望.煤礦環(huán)境保護，4：20-21.

[4]于寶新等.2001.齊大山鐵礦復(fù)墾綠化的總體設(shè)計與實施.國外金屬礦山，5：53-56.

[5]周樹理.劉仁英.1995.國外復(fù)墾經(jīng)驗簡介.礦山廢地復(fù)墾與綠化.中國林業(yè)出版社，213-216.

[6]于寶新等.2001.齊大山鐵礦復(fù)墾綠化的總體設(shè)計與實施.國外金屬礦山，5：53-56.