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小草大业 | 校地合作为矿区生态修复提供科技支撑

发布时间:2022/5/24 8:13:44

 校地合作为矿区生态修复提供科技支撑

近两年,乌海市骆驼山矿区悄然发生的变化引起了人们的关注,原本寸草不生的矿山每到春夏便换上绿色“妆容”,焕发出勃勃生机,与往昔空旷荒凉的景象形成鲜明对比。

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而这一变化正得益于内蒙古自治区科技重大专项“内蒙古典型矿区生态修复技术集成与示范”项目,该项目也是兰州大学继2019年在乌海市成功实施“腾格里”无芒隐子草矿山修复后,又一个校地科技合作的典型案例

干旱荒漠地区的露天煤矿开采地区,在全球范围内是生态最脆弱、破坏最严重,也是最难修复的地区之一。针对干旱荒漠地区露天煤矿开采区的生态修复问题,内蒙古自治区科技厅2020年7月组织实施了“内蒙古典型矿区生态修复技术集成与示范”科技重大专项。项目由内蒙古智矿环保高新科技有限责任公司牵头,联合兰州大学、北京林业大学、中国矿业大学、内蒙古工业大学等高校的科研力量,在乌海市实施22万平方米的矿区生态修复,并进行植被动态数据采集及预警问题的研究。同时,通过关键技术集成创新与示范,探索建立内蒙古典型矿区低成本、高效率、可持续的矿区生态修复模式。

据项目负责人内蒙古工业大学张永锋教授介绍:“在项目实施过程中,集成与示范了超旱生腾格里无芒隐子草新品种、钢筋混凝土框架梁联合土工绿植垫、基于固废综合利用的保水缓释土壤改良剂、图像全景拼接软件等一系列拥有自主知识产权的重要技术成果。截至目前已超额完成生态修复面积23万平方米,共进行了11种边坡防护模式,16种土壤改良模式,16种草灌结合、6种禾豆结合、1种矮乔与草结合等建植模式的研发工作。”


生态修复采用新草种

兰州大学拥有我国草业科学目前唯一的草地农业生态系统国家重点实验室,在草地农业研究领域具有很强的科研实力。

由兰州大学草地农业科技学院育种与种子学王彦荣教授团队多年研究和驯化选育的新品种‘腾格’无芒隐子草具有抗旱、耐寒、耐瘠薄、饲用价值高等特点,在年降水量100mm左右地区生长良好,可用作西北荒漠草原的乡土种、优势种、建群种、节水型草坪草、生态草等,在我国西北干旱半干旱地区具有很好的推广价值和产业化前景。2019-2020年,“腾格里”无芒隐子草先后在乌海市广纳集团矿山排土场和骆驼山矿区生态修复项目中转化应用。                                                            2.png

以无芒隐子草为主的草灌结合草地
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乌海骆驼山矿区草灌结合草地
项目科研团队针对我国北方退化草地、荒漠化土地、农田撂荒地、矿山等降水量200毫米以下的地区,研究开发了一种以“腾格里”无芒隐子草为主要建群种的“草灌结合”生态修复模式。该模式搭配沙蒿、柠条、补血草、骆驼蓬等灌木与草本植物,根据当地植物群落,研究制定适合当地生态环境的组合方案,并在乌海市骆驼山矿区示范应用,取得了预期的生态景观修复效果。该技术也适合在甘肃中西部、宁夏中北部、内蒙古中西部、陕西北部及新疆天山以南地区等推广应用。

边坡治理采用新技术

矿区开采存在许多边坡,矿区边坡治理是矿区安全运行和矿区生态环境修复过程中必须面对的重要问题。

科研团队针对乌海市骆驼山蒙泰矿区弃土场和周边已有堆土场边坡防护形式及使用情况进行了长期、大量的调研,在总结常规边坡防护工程失败经验教训的基础上,结合矿区堆土场的实际情况,经过反复试验和研究,研发了一种柔性格构梁联合超旱生植物的立体加筋边坡稳固新技术。
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高边坡柔性格构梁立体防护

该技术应用预制轻质格构梁,人工即可现场方便搬运、组装及施工,克服了传统的钢筋混凝土格构梁施工困难,费用高的缺点。同时,在格构区内种植适合当地的超旱生植物,兼顾了生态防护、防风、固沙、聚水的效果,经现场试验,获得了满意的效果。该技术的实现,将为我区矿区弃土场高边坡治理提供一种经济、绿色、安全可行的新方法。
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边坡防护现场植物调查

固废利用采用新方法

煤基固废的规模化循环利用,对于矿区可持续发展和生态环境保护具有重要的现实意义。

项目科研人员研究开发了基于固废综合利用的保水缓释土壤改良剂。这种土壤改良剂是以煤基固废、农林冗余等当地固废为主要原料,通过添加多孔硅保水缓释材料,辅以生物菌种生产的保水缓释有机肥生物肥料和土壤改良剂,具有增加土壤水稳性团粒结构和土壤水肥保持能力的作用,可有效改善土壤肥力,提高土壤有机质和养分利用效率,促进植物发芽成苗和作物生长。

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保水缓释土壤改良剂在乌海市蒙西矿区骆驼山山顶应用
针对矿区土壤干燥贫瘠的自然特性,科研人员对边坡稳固和建植过程中土壤改良剂配方进行了优化升级,并对改良方式进行研究,以期实现煤基固废的资源化利用和矿区土壤增肥保水的改良作用,形成矿区土壤改良技术体系。2021年,通过在乌海市蒙西矿区骆驼山应用,让原本寸草不生的矿山上看到了绿色的生机。

与此同时,科研人员还开发了图像全景拼接软件,可快速测试检测区是否完全覆盖,并在短时间内生成更为精准的图像数据,为清晰解析矿区修复植被的绿色率、覆盖度提供了科学高效的技术手段,也为项目生态修复大数据平台的建设提供技术保障。

目前,项目各项研究工作正顺利推进。



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