本发明涉及矿山废弃地生态修复技术领域，具体涉及一种利用黑莎草结合本土野生豆科植物与禾草修复稀土矿山裸地的方法。
背景技术：
中国是世界上稀土资源最丰富的国家，成矿条件有利、矿床类型齐全、分布面广且相对集中。全国三分之二的省区都发现有稀土矿床，矿区达130个以上，主要分布在内蒙古、江西、广东、四川、山东、贵州等省区，形成北、南、西、东的分布格局，并且有北轻稀土南重稀土的分布特点。中国稀土产业在世界上占有资源储量、稀土产量、稀土销售量和稀土用量四个第一。
目前，中国已经成为世界上唯一可以大量供应不同品种及不同品级稀土产品的国家，在世界稀土市场上具有支配和主导地位。稀土被称为“工业黄金”，我国对稀土的应用始于20世纪60年代中期。迄今为止的半个世纪里，稀土元素被广泛应用于军事、冶金、石化、新材料等领域，已涉及国民经济中14个领域，近40个行业。我国稀土产量占全球80％以上，从上世纪90年代开始，就成为世界上最大的稀土开采国。大量稀土企业的发展，在一定程度上仍是以资源的过量消耗和生态环境的破坏为代价的。稀土矿山的开采中，任意堆积的稀土尾矿和残渣中不仅仍含有大量的稀土，同时还含有与矿物伴生的重金属元素，如果不经妥善处理或不加防护措施，稀土和重金属势必发生迁移转化，对矿区和周边的生态环境造成严重的污染。受高技术产业迅速发展的拉动，对稀土材料的需求将会迅速增加，可以预想中国不但将继续主导稀土原料市场，而且将在稀土新材料的供应方面起越来越重要的作用。但是，稀土生产带来的生态破坏与环境污染问题日趋突出，已成为制约我国稀土产业可持续健康发展的关键，降低了我国稀土在国际市场中的竞争力，严重阻碍了稀土在我国继续发挥其资源优势的作用。其中，稀土尾矿导致的生态破坏与环境污染问题最为严重，目前仍没有受到充分的重视，也没有得到及时有效的治理。因此，在我国深入的开展稀土矿区生态环境治理技术的研究是十分迫切的，是亟待解决的问题，研究结果将对解决我国稀土矿藏开采所带来的生态与环境污染问题具有十分重要的理论和现实意义。同时，从合理利用土地资源和保护矿区居民生活环境的长远大局出发，也迫切需要研究治理稀土尾矿废弃地的可行技术，但迄今为止针对稀土尾矿废弃地尚没有可行的经济、高效、实用的原位治理技术。
本底黑莎草种子采集、种苗移栽，结合本土野生豆科植物与禾草种子撒播，浇水，形成半人工半天然自我维持自我演替的黑莎草植被，高草与矮草搭配并通过植被演替，实现稀土矿山裸地生态修复。
目前，缺乏一种土壤改良与保水相配合的利用黑莎草结合野生豆科植物与禾草修复稀土矿山裸地的方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种土壤改良与保水相配合的利用黑莎草结合野生豆科植物修复稀土矿山裸地的方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的一种利用黑莎草结合野生豆科植物修复稀土矿山裸地的方法，包括如下步骤：
(1)植物种子品种选择：选用黑莎草种子和稀土矿山周边地区野生的豆科植物与禾草植物种子，稀土矿山利用植物秸秆、有机肥进行土壤改良与保水；
(2)喷播基材层：将1600kg/m3种植土、50～100kg/m3普通硅酸盐水泥、50～100kg/m3绿化添加剂、30～50kg/m3有机质、0.3～1kg/m3保水剂、0.5～3kg/m3复合肥混合，搅拌均匀后使用混凝土喷播机，喷播至坡面，基材层喷播厚度为8cm；
(3)喷播植物种子层：基材层喷播完成4～5h后喷播黑莎草种子层和豆科、禾本科植物种子层，将步骤(1)中选取的植物种子与1600kg/m3种植土、50～80kg/m3普通硅酸盐水泥、50～100kg/m3绿化添加剂、20～45kg/m3有机质、0.3～1kg/m3保水剂、0.1～2kg/m3复合肥混合，搅拌均匀后使用混凝土喷播机，喷播至基材层上，植物种子层厚度为3cm；
(4)保墒措施：植物黑莎草种子层和豆科、禾本科植物种子层喷播完成后采用无纺布或遮阴网将植物种子层覆盖，待苗高6～8cm时撤除无纺布或遮阴网；
(5)养护管理：喷播后第一天浇透水，后期根据天气情况，进行洒水养护，前期养护时间不少于45天，牧区喷播完成时使用网围栏防护，防护时间为2～3年；制得利用黑莎草结合野生豆科植物修复稀土矿山裸地的方法。
进一步地，在步骤(1)中，所述的豆科植物种子为猪屎豆种子(crotalariapallida)、田菁种子(sesbaniacannabina)、鸡眼草种子(kummerowiastriata)、野葛种子(puerarialobata)、美丽胡枝子种子(lespedezaformosa)、毛排钱草种子(phyllodiumelegans)、圆叶野扁豆种子(dunbariarotundifolia)；本土禾本科植物为马唐digitariasanguinalis、狗牙根cynodondactylon。
进一步地，在步骤(2)中，前期养护时间为50天。
更进一步地，在步骤(3)中，防护时间为4～5年。
进一步地，在步骤(4)中，所述的基材层的上部设置有混合物料层，混合物料层为甘蔗叶、家禽粪便、蔗糖厂滤泥、鱼塘淤泥、腐殖质、磷酸氢二钾、硫酸镁、花生麸、七水硫酸亚铁的混合物。
进一步地，在步骤(4)中，所述的混合物料层在土壤上的厚度为1～2cm。
有益效果：本发明以野生黑莎草种子的采集、育苗、移栽为核心，结合野生豆科植物种子采集与撒播，土壤改良与保水相配合，实现稀土矿山裸地的生态修复。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)野生豆科、禾本科植物种子和野生黑莎草种子根系发达，高矮搭配，并利用豆科植物的固氮作用，快速形成植物间协调发展的植被小生境，可使工程创面趋于稳定，最大限度的防止水土流失，同时提升景观效果，为自然群落演替提供基础。提高了该地区物种选择的合理性，增加生态修复的成功性。
(2)本发明收集当地常见的豆科与禾本科植物，与黑莎草形成高矮搭配，并发挥豆科植物的固氮作用，形成植物间的协同作用，达到快速、高效的稀土矿山裸地的原生态修复。具有耐旱、耐稀土污染的特征。
具体实施方式
通过以下实施例进一步详细说明本发明，但应注意本发明的范围并不受这些实施例的任何限制。
实施例1
本发明的一种利用黑莎草结合野生豆科植物修复稀土矿山裸地的方法，包括如下步骤：
(1)植物种子品种选择：选用黑莎草种子和稀土矿山周边地区野生的豆科植物种子，稀土矿山利用植物秸秆、有机肥进行土壤改良与保水；所述的豆科植物种子为猪屎豆种子(crotalariapallida)、田菁种子(sesbaniacannabina)、鸡眼草种子(kummerowiastriata)、野葛种子(puerarialobata)、美丽胡枝子种子(lespedezaformosa)、毛排钱草种子(phyllodiumelegans)、圆叶野扁豆种子(dunbariarotundifolia)；本土禾本科植物为马唐digitariasanguinalis、狗牙根cynodondactylon。
(2)喷播基材层：将1600kg/m3种植土、50kg/m3普通硅酸盐水泥、80kg/m3绿化添加剂、50kg/m3有机质、0.8kg/m3保水剂、3kg/m3复合肥混合，搅拌均匀后使用混凝土喷播机，喷播至坡面，基材层喷播厚度为8cm；
(3)喷播植物种子层：基材层喷播完成4～5h后喷播黑莎草种子层和豆科、禾本科植物种子层，将步骤(1)中选取的植物种子与1600kg/m3种植土、80kg/m3普通硅酸盐水泥、80kg/m3绿化添加剂、20kg/m3有机质、0.5kg/m3保水剂、2kg/m3复合肥混合，搅拌均匀后使用混凝土喷播机，喷播至基材层上，植物种子层厚度为3cm；
(4)保墒措施：植物黑莎草种子层和豆科、禾本科植物种子层喷播完成后采用无纺布或遮阴网将植物种子层覆盖，待苗高8cm时撤除无纺布或遮阴网；所述的基材层的上部设置有混合物料层，混合物料层为甘蔗叶、家禽粪便、蔗糖厂滤泥、鱼塘淤泥、腐殖质、磷酸氢二钾、硫酸镁、花生麸、七水硫酸亚铁的混合物。所述的混合物料层在土壤上的厚度为1cm。
(5)养护管理：喷播后第一天浇透水，后期根据天气情况，进行洒水养护，前期养护时间不少于45天，牧区喷播完成时使用网围栏防护，防护时间为3年；制得利用黑莎草结合野生豆科植物修复稀土矿山裸地的方法。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：本发明的一种利用黑莎草结合野生豆科、禾本科植物修复稀土矿山裸地的方法，包括如下步骤：
在步骤(2)中，喷播基材层：将1600kg/m3种植土、100kg/m3普通硅酸盐水泥、50kg/m3绿化添加剂、30kg/m3有机质、1kg/m3保水剂、0.5kg/m3复合肥混合，搅拌均匀后使用混凝土喷播机，喷播至坡面，基材层喷播厚度为8cm；
在步骤(3)中，喷播植物种子层：基材层喷播完成4～5h后喷播黑莎草种子层和豆科、禾本科植物种子层，将步骤(1)中选取的植物种子与1600kg/m3种植土、50kg/m3普通硅酸盐水泥、100kg/m3绿化添加剂、45kg/m3有机质、0.3kg/m3保水剂、0.1kg/m3复合肥混合，搅拌均匀后使用混凝土喷播机，喷播至基材层上，植物种子层厚度为3cm；
在步骤(4)中，保墒措施：植物黑莎草种子层和豆科、禾本科植物种子层喷播完成后采用无纺布或遮阴网将植物种子层覆盖，待苗高6cm时撤除无纺布或遮阴网；所述的基材层的上部设置有混合物料层，混合物料层为甘蔗叶、家禽粪便、蔗糖厂滤泥、鱼塘淤泥、腐殖质、磷酸氢二钾、硫酸镁、花生麸、七水硫酸亚铁的混合物。所述的混合物料层在土壤上的厚度为2cm。
在步骤(5)中，养护管理：喷播后第一天浇透水，后期根据天气情况，进行洒水养护，前期养护时间不少于45天，牧区喷播完成时使用网围栏防护，防护时间为2年；制得利用黑莎草结合野生豆科植物与禾草修复稀土矿山裸地的方法。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：
本发明的一种利用黑莎草结合野生豆科植物与禾草修复稀土矿山裸地的方法，包括如下步骤：
在步骤(2)中，喷播基材层：将1600kg/m3种植土、80kg/m3普通硅酸盐水泥、100kg/m3绿化添加剂、40kg/m3有机质、0.3kg/m3保水剂、2.5kg/m3复合肥混合，搅拌均匀后使用混凝土喷播机，喷播至坡面，基材层喷播厚度为8cm；
在步骤(3)中，喷播植物种子层：基材层喷播完成4～5h后喷播黑莎草种子层和豆科、禾本科植物种子层，将步骤(1)中选取的植物种子与1600kg/m3种植土、70kg/m3普通硅酸盐水泥、50kg/m3绿化添加剂、35kg/m3有机质、1kg/m3保水剂、1.5kg/m3复合肥混合，搅拌均匀后使用混凝土喷播机，喷播至基材层上，植物种子层厚度为3cm；
在步骤(4)中，保墒措施：植物黑莎草种子层和豆科、禾本科植物种子层喷播完成后采用无纺布或遮阴网将植物种子层覆盖，待苗高7cm时撤除无纺布或遮阴网；所述的混合物料层在土壤上的厚度为1.5cm。
在步骤(5)中，养护管理：喷播后第一天浇透水，后期根据天气情况，进行洒水养护，前期养护时间不少于45天，牧区喷播完成时使用网围栏防护，防护时间为2.5年；制得利用黑莎草结合野生豆科植物修复与禾草稀土矿山裸地的方法。
对比例
与实施例1的区别在于，没有加入黑莎草种子以及混合物料层。
试验1
将实施例与对比例进行检测，得到参数如表1所示：
表1
由表1所示，本发明能够对稀土矿山裸地进行有效恢复。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。