本发明涉及边坡修复技术领域，且特别涉及一种矿山排土场边坡修复方法。
背景技术：
排土场又称废石场，是指矿山采矿排弃物集中排放的场所。排土场是一种巨型人工松散堆垫体，存在严重的安全问题，排土场失稳将导致矿山土场灾害和重大工程事故，不仅影响到矿山的正常生产，也将使矿山蒙受巨大的经济损失。
目前，排土场修复主要存在以下缺点：
绿化修复效果不理想或自然恢复缓慢；修复后边坡区域冲沟较多较深；大面积种树，成活率低；秃斑较多，秃斑面积较大；建植后需水量大，易退化。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种矿山排土场边坡修复方法，该修复方法采取乔灌草相结合，浅根系与深根系相结合，草本与木本相结合，豆科与禾本科相结合，先锋种、伴生种、偶见种、建群种及优势种相结合，采取分层播种，不同物种的生育节点不同，错开的生物生长发育节点，减缓植物对氮、磷、钾、其他微量元素以及空间、阳光、水分的竞争；多物种的混合播种能够减少种内竞争及种间竞争，提高存活率；种子大小不同及播种深度不同，达到出苗时间不同，延长了出苗时间，大大降低苗期因短时间干旱而造成的幼苗集体大面积死亡的风险。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明提出一种矿山排土场边坡修复方法，包括以下步骤：采用乔灌草结合方式，于矿山排土场边坡种植乔木、灌木和草本植物；种植采用分层种植，底层种植乔灌，中层种植豆科植物，表层种植草本植物。
在一些方案中，种植包括适用于乌海地区矿山排土场边坡修复的形式：种植所用种子包括霸王、沙冬青、山桃、红砂、四合木、藏锦鸡儿、白刺、骆驼刺、沙蒿、沙葱、野韭菜、多根葱、沙打旺、草木樨和棘豆。
进一步地，按重量份计，适用于乌海地区矿山排土场边坡修复的形式中各种子的配比为：霸王0.7-1.6重量份、山桃2.7-3.6重量份、红砂0.3-0.7重量份、四合木0.3-0.7重量份、沙冬青1.1-2.5重量份、藏锦鸡儿0.1-0.3重量份、白刺0.3-0.7重量份、骆驼刺0.3-0.7重量份、沙蒿0.2-0.4重量份、沙葱0.4-0.8重量份、野韭菜0.9-2重量份、多根葱0.3-0.7重量份、沙打旺0.7-1.4重量份、草木樨0.3-0.7重量份和棘豆0.1-0.3重量份。
进一步地，底层种植霸王、沙冬青和山桃，中层种植红砂、四合木、藏锦鸡儿、白刺和骆驼刺，表层种植沙蒿、沙葱、野韭菜、多根葱、沙打旺、草木樨和棘豆。
在另一些方案中，种植包括适用于满洲里地区矿山排土场边坡修复的形式：种植所用种子包括山杏、沙棘、柠条、锦鸡儿、黄芩、黄芪、胡枝子、沙蒿、羊草、冰草、沙打旺、苜蓿、草木樨和野韭。
进一步地，按重量份计，适用于满洲里地区矿山排土场边坡修复的形式中，各种子的配比为：山杏2.7-3.6重量份、柠条0.4-0.9重量份、锦鸡儿0.7-1.4重量份、沙棘0.3-0.7重量份、黄芩0.1-0.3重量份、黄芪0.1-0.3重量份、胡枝子0.3-0.7重量份、沙蒿0.4-0.8重量份、羊草0.5-1重量份、冰草0.7-1.6重量份、沙打旺0.7-1.4重量份、苜蓿0.5-1.2重量份、草木樨0.3-0.7重量份和野韭0.3-0.7重量份。
进一步地，底层种植山杏和沙棘，中层种植柠条、锦鸡儿、黄芩、黄芪和胡枝子，表层种植沙蒿、羊草、冰草、沙打旺、苜蓿、草木樨和野韭。
本发明较佳实施例提供的矿山排土场边坡修复方法的有益效果包括：
采取乔灌草相结合，浅根系与深根系相结合，草本与木本相结合，先锋种、伴生种、偶见种、建群种及优势种相结合，采取分层播种，不同物种的生育节点不同，错开的生物生长发育节点，减缓植物对氮、磷、钾、其他微量元素以及空间、阳光、水分的竞争；多物种的混合播种能够减少种内竞争及种间竞争，提高存活率；种子大小不同及播种深度不同，达到出苗时间不同，延长了出苗时间，大大降低苗期因短时间干旱而造成的幼苗集体大面积死亡的风险。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的矿山排土场边坡修复方法进行具体说明。
本发明较佳实施例中的矿山排土场边坡修复方法例如可以包括以下步骤：采用乔灌草结合方式，于矿山排土场边坡种植乔木、灌木和草本植物；种植采用分层种植，底层种植乔灌，中层种植豆科植物，表层种植草本植物。本申请中，不同地区矿山排土场边坡修复所种植的植物均不尽相同，优先选自各地区各自具有的植物。
作为举例的，本申请所涉及的矿山排土场边坡包括乌海地区矿山排土场边坡和满洲里地区矿山排土场边坡。
值得说明的是，乌海地区煤矸石含量较多，种植时应尽量选择煤矸石占比低的区域，或避开容易自燃的区域，或选择自燃后山体内温度已经降低至能够满足深根植物生长的区域，也即乌海地区种植时应选择地质灾害较小的区域。而满洲里地区相对而言煤矸石含量较少，土质含量较大，其种植区域的可选性相对较大。
作为参考地，当种植区为乌海地区矿山排土场边坡时，种植采用适用于乌海地区矿山排土场边坡修复的第一种形式，该地区种植所用种子例如可以，但不仅限于同时包括霸王、沙冬青、山桃、红砂、四合木、藏锦鸡儿、白刺、骆驼刺、沙蒿、沙葱、野韭菜、多根葱、沙打旺、草木樨和棘豆。
本申请中，按重量份计，第一种形式中上述各种子的配比可以为：霸王0.7-1.6重量份、山桃2.7-3.6重量份、红砂0.3-0.7重量份、四合木0.3-0.7重量份、沙冬青1.1-2.5重量份、藏锦鸡儿0.1-0.3重量份、白刺0.3-0.7重量份、骆驼刺0.3-0.7重量份、沙蒿0.2-0.4重量份、沙葱0.4-0.8重量份、野韭菜0.9-2重量份、多根葱0.3-0.7重量份、沙打旺0.7-1.4重量份、草木樨0.3-0.7重量份和棘豆0.1-0.3重量份。
作为可选地，霸王的重量份数可以为0.7、1、1.2、1.5或1.6，山桃的重量份数可以为2.7、3、3.2、3.5或3.6，红砂、四合木、白刺、骆驼刺、多根葱以及草木樨的重量份数均可以分别为0.3、0.4、0.5、0.6或0.7，沙冬青的重量份数可以为1.1、1.5、1.8、2.2或2.5，藏锦鸡儿和棘豆的重量份数均可以为0.1、0.15、0.2、0.25或0.3，沙蒿的重量份数可以为0.2、0.25、0.3、0.35或0.4，沙葱的重量份数可以为0.4、0.5、0.6、0.7或0.8，野韭菜的重量份数可以为0.9、1.2、1.5、1.8或2，沙打旺的重量份数可以为0.7、1、1.2或1.4。
值得说明的是，霸王、沙冬青、山桃、红砂、四合木、藏锦鸡儿、白刺、骆驼刺、沙蒿、沙葱、野韭菜、多根葱、沙打旺、草木樨和棘豆可在各自的重量份数范围内自由组合。
在一些实施方式中，按重量份计，第一种形式中上述各种子的配比可以为：霸王0.9-1.5重量份、山桃3-3.5重量份、红砂0.4-0.6重量份、四合木0.4-0.6重量份、沙冬青1.5-2重量份、藏锦鸡儿0.15-0.25重量份、白刺0.4-0.6重量份、骆驼刺0.4-0.6重量份、沙蒿0.25-0.35重量份、沙葱0.5-0.7重量份、野韭菜1.2-1.8重量份、多根葱0.4-0.6重量份、沙打旺0.8-1.2重量份、草木樨0.4-0.6重量份和棘豆0.15-0.25重量份。
在另一些实施方式中，按重量份计，第一种形式中上述各种子的配比可以为：霸王1.2-1.4重量份、山桃3.2-3.4重量份、红砂0.45-0.55重量份、四合木0.45-0.55重量份、沙冬青1.6-1.8重量份、藏锦鸡儿0.18-0.22重量份、白刺0.45-0.55重量份、骆驼刺0.45-0.55重量份、沙蒿0.28-0.32重量份、沙葱0.55-0.65重量份、野韭菜1.4-1.6重量份、多根葱0.45-0.55重量份、沙打旺0.9-1.1重量份、草木樨0.45-0.55重量份和棘豆0.18-0.22重量份。
按上述各种植物类型，在分层种植过程中，底层种植乔灌类植物霸王、沙冬青和山桃，中层种植豆科类植物红砂、四合木、藏锦鸡儿、白刺和骆驼刺，表层种植草本植物沙蒿、沙葱、野韭菜、多根葱、沙打旺、草木樨和棘豆。其中，底层和中层种植的植物可作为建群种和优势种，表层种植的植物可充当先锋种、伴生种和偶见种。
作为参考地，当种植区为满洲里地区矿山排土场边坡时，种植采用适用于满洲里地区矿山排土场边坡修复的第二种形式，种植所用种子包括山杏、沙棘、柠条、锦鸡儿、黄芩、黄芪、胡枝子、沙蒿、羊草、冰草、沙打旺、苜蓿、草木樨和野韭。
本申请中，按重量份计，第二种形式中各种子的配比可以为：山杏2.7-3.6重量份、柠条0.4-0.9重量份、锦鸡儿0.7-1.4重量份、沙棘0.3-0.7重量份、黄芩0.1-0.3重量份、黄芪0.1-0.3重量份、胡枝子0.3-0.7重量份、沙蒿0.4-0.8重量份、羊草0.5-1重量份、冰草0.7-1.6重量份、沙打旺0.7-1.4重量份、苜蓿0.5-1.2重量份、草木樨0.3-0.7重量份和野韭0.3-0.7重量份。
作为可选地，山杏的重量份数可为2.7、3、3.2、3.5或3.6，冰草的重量份数可为0.7、1、1.2、1.5或1.6，柠条的重量份数可为0.4、0.5、0.6、0.7或0.9，锦鸡儿和沙打旺的重量份数均可分别为0.7、1、1.2或1.4，沙棘、胡枝子、草木樨以及野韭的重量份数均可分别为0.3、0.4、0.5、0.6或0.7，黄芩和黄芪的重量份数均可分别为0.1、0.15、0.2、0.25或0.3，沙蒿的重量份数可为0.4、0.5、0.6或0.8，羊草的重量份数可为0.5、0.6、0.8或1，苜蓿的重量份数可为0.5、0.6、0.8、1或1.2。
值得说明的是，山杏、沙棘、柠条、锦鸡儿、黄芩、黄芪、胡枝子、沙蒿、羊草、冰草、沙打旺、苜蓿、草木樨和野韭可在各自的重量份数范围内自由组合。
在一些实施方式中，按重量份计，第二种形式中各种子的配比可以为：山杏3-3.5重量份、柠条0.5-0.8重量份、锦鸡儿0.8-1.2重量份、沙棘0.4-0.6重量份、黄芩0.15-0.25重量份、黄芪0.15-0.25重量份、胡枝子0.4-0.6重量份、沙蒿0.5-0.7重量份、羊草0.6-0.8重量份、冰草0.8-1.5重量份、沙打旺0.8-1.2重量份、苜蓿0.8-1重量份、草木樨0.4-0.6重量份和野韭0.4-0.6重量份。
在另一些实施方式中，按重量份计，第二种形式中各种子的配比可以为：山杏3.2-3.4重量份、柠条0.6-0.7重量份、锦鸡儿0.9-1.1重量份、沙棘0.45-0.55重量份、黄芩0.18-0.22重量份、黄芪0.18-0.22重量份、胡枝子0.45-0.55重量份、沙蒿0.55-0.65重量份、羊草0.65-0.75重量份、冰草1-1.2重量份、沙打旺0.9-1.1重量份、苜蓿0.85-0.95重量份、草木樨0.45-0.55重量份和野韭0.45-0.55重量份。
按上述各种植物类型，在分层种植过程中，底层种植乔灌类山杏和沙棘，中层种植豆科类植物柠条、锦鸡儿、黄芩、黄芪和胡枝子，表层种植草本植物沙蒿、羊草、冰草、沙打旺、苜蓿、草木樨和野韭。其中，底层和中层种植的植物可作为建群种和优势种，表层种植的植物可充当先锋种、伴生种和偶见种。
本申请中，在种植过程中，种子采用客土喷播，底层、中层以及表层三层喷播的总厚度为6-8cm，如6cm、6.5cm、7cm、7.5cm或8cm。在一些实施方式中，底层、中层以及表层三层喷播的总厚度为7cm。
作为可选地，播种量可以为10-30kg/亩，如10kg/亩、15kg/亩、20kg/亩、25kg/亩或30kg/亩等，各植物的具体播种量即可通过相互之间的重量份数比进行换算。该播种量是鉴于本申请修复地区为边坡场地而设置的，边坡的坡顶水少，坡脚水多，通过将播种量控制在10-30kg/亩范围内能够使提高各植物的出芽率。同时，底层的植物还能为中层和表层植物提供良好的微环境，三层植物配合后能达到良好的矿山排土场边坡修复效果。
通过上述种植方式，利用植物生长迅速以及抗逆性强的特点能够实现第一年草种快速复绿，第二三年以抗旱低维护乔灌为主的预期目标。
进一步地，根据项目植被的植物返青及现状情况，在降水影响较大的区域做相应的排水疏导。例如，可在边坡的每层台阶平台设置截水沟和集水槽进行引流，同时设置平台暗管逐级进行疏导，在坡面埋设排水管与截水水沟连接进行排水。其中，截水沟可呈“t”字形设置，集水槽可设置于截水沟内侧，通过上述排水设置可有效提高坡面的抗雨水冲刷能力。
在植物出苗期间优选保证墒情，但浇水不宜过多，等植物长出苗至10-20cm后，可依靠自然降雨量。
本申请中，乌海地区播种时期可以在4月中旬及其以后，满洲里地区播种可以在5月左右，换而言之，播种优选为清明前后或地表解冻时期，该时期一方面土壤适合播种，另一方面降水量与植物的需水量吻合，避免降水量过多容易造成削坡或刷坡现象或将水过少造成一年生植物结不了种或结种不饱满等情况。
承上，本申请提供的矿山排土场边坡修复方法修复整体效果好，斑秃斑块较少；修复层次明显；修复色彩丰富，景观效果好；各植物不同时间出苗，能够降低自然降雨对墒情的影响并降低生态修复过程中出苗阶段的风险。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
以乌海地区某一矿山排土场边坡为待修复场地，播种前，在边坡的每层台阶平台设置截水沟和集水槽进行引流，同时设置平台暗管逐级进行疏导，在坡面埋设排水管与截水水沟连接进行排水。
于4月中旬，采用分层喷播方式，于底层种植0.7重量份的霸王、1.1重量份的沙冬青和2.7重量份的山桃，中层种植0.3重量份的红砂、0.3重量份的四合木、0.1重量份的藏锦鸡儿、0.3重量份的白刺和0.3重量份的骆驼刺，表层种植0.2重量份的沙蒿、0.4重量份的沙葱、0.9重量份的野韭菜、0.3重量份的多根葱、0.7重量份的沙打旺、0.3重量份的草木樨和0.1重量份的棘豆。上述各植物的播种总量为20kg/亩，底层、中层以及表层三层喷播的总厚度为7cm。
在植物出苗期间保证墒情，待各层植物生长即可。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
各种子的配比为：霸王1.6重量份、山桃3.6重量份、红砂0.7重量份、四合木0.7重量份、沙冬青2.5重量份、藏锦鸡儿0.3重量份、白刺0.7重量份、骆驼刺0.7重量份、沙蒿0.4重量份、沙葱0.8重量份、野韭菜2重量份、多根葱0.7重量份、沙打旺1.4重量份、草木樨0.7重量份和棘豆0.3重量份。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
各种子的配比为：霸王0.9重量份、山桃3.5重量份、红砂0.4重量份、四合木0.6重量份、沙冬青1.5重量份、藏锦鸡儿0.25重量份、白刺0.4重量份、骆驼刺0.6重量份、沙蒿0.25重量份、沙葱0.7重量份、野韭菜1.2重量份、多根葱0.6重量份、沙打旺0.8重量份、草木樨0.6重量份和棘豆0.15重量份。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：
各种子的配比为：霸王1.5重量份、山桃3重量份、红砂0.6重量份、四合木0.4重量份、沙冬青2重量份、藏锦鸡儿0.15重量份、白刺0.6重量份、骆驼刺0.4重量份、沙蒿0.35重量份、沙葱0.5重量份、野韭菜1.8重量份、多根葱0.4重量份、沙打旺1.2重量份、草木樨0.4重量份和棘豆0.25重量份。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：
各种子的配比为：霸王1.2重量份、山桃3.2重量份、红砂0.45重量份、四合木0.45重量份、沙冬青1.6重量份、藏锦鸡儿0.18重量份、白刺0.45重量份、骆驼刺0.45重量份、沙蒿0.28重量份、沙葱0.55重量份、野韭菜1.4重量份、多根葱0.45重量份、沙打旺0.9重量份、草木樨0.45重量份和棘豆0.18重量份。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于：
各种子的配比为：霸王1.4重量份、山桃3.4重量份、红砂0.55重量份、四合木0.55重量份、沙冬青1.8重量份、藏锦鸡儿0.22重量份、白刺0.55重量份、骆驼刺0.55重量份、沙蒿0.32重量份、沙葱0.65重量份、野韭菜1.6重量份、多根葱0.55重量份、沙打旺1.1重量份、草木樨0.55重量份和棘豆0.22重量份。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于：底层、中层以及表层三层喷播的总厚度为6cm，播种量为10kg/亩。
实施例8
本实施例与实施例1的区别在于：底层、中层以及表层三层喷播的总厚度为8cm，播种量为30kg/亩。
实施例9
以满洲里地区某一矿山排土场边坡为待修复场地，播种前，在边坡的每层台阶平台设置截水沟和集水槽进行引流，同时设置平台暗管逐级进行疏导，在坡面埋设排水管与截水水沟连接进行排水。
于5月中旬，采用分层喷播方式，于底层种植2.7重量份的山杏和0.3重量份的沙棘，中层种植0.4重量份的柠条、0.7重量份的锦鸡儿、0.1重量份的黄芩、0.1重量份的黄芪和0.3重量份的胡枝子，表层种植0.4重量份的沙蒿、0.5重量份的羊草、0.7重量份的冰草、0.7重量份的沙打旺、0.5重量份的苜蓿、0.3重量份的草木樨和0.3重量份的野韭。上述各植物的播种总量为20kg/亩，底层、中层以及表层三层喷播的总厚度为7cm。
在植物出苗期间保证墒情，待各层植物生长即可。
实施例10
本实施例与实施例9的区别在于：
各种子的配比为：山杏3.6重量份、柠条0.9重量份、锦鸡儿1.4重量份、沙棘0.7重量份、黄芩0.3重量份、黄芪0.3重量份、胡枝子0.7重量份、沙蒿0.8重量份、羊草1重量份、冰草1.6重量份、沙打旺1.4重量份、苜蓿1.2重量份、草木樨0.7重量份和野韭0.7重量份。
实施例11
本实施例与实施例9的区别在于：
各种子的配比为：山杏3重量份、柠条0.8重量份、锦鸡儿0.8重量份、沙棘0.6重量份、黄芩0.15重量份、黄芪0.25重量份、胡枝子0.4重量份、沙蒿0.7重量份、羊草0.6重量份、冰草1.5重量份、沙打旺0.8重量份、苜蓿1重量份、草木樨0.4重量份和野韭0.6重量份。
实施例12
本实施例与实施例9的区别在于：
各种子的配比为：山杏3.5重量份、柠条0.5重量份、锦鸡儿1.2重量份、沙棘0.4重量份、黄芩0.25重量份、黄芪0.15重量份、胡枝子0.6重量份、沙蒿0.5重量份、羊草0.8重量份、冰草0.8重量份、沙打旺1.2重量份、苜蓿0.8重量份、草木樨0.6重量份和野韭0.4重量份。
实施例13
本实施例与实施例9的区别在于：
各种子的配比为：山杏3.2重量份、柠条0.6重量份、锦鸡儿0.9重量份、沙棘0.45重量份、黄芩0.18重量份、黄芪0.18重量份、胡枝子0.45重量份、沙蒿0.55重量份、羊草0.65重量份、冰草1重量份、沙打旺0.9重量份、苜蓿0.85重量份、草木樨0.45重量份和野韭0.45重量份。
实施例14
本实施例与实施例9的区别在于：
各种子的配比为：山杏3.4重量份、柠条0.7重量份、锦鸡儿1.1重量份、沙棘0.55重量份、黄芩0.22重量份、黄芪0.22重量份、胡枝子0.55重量份、沙蒿0.65重量份、羊草0.75重量份、冰草1.2重量份、沙打旺1.1重量份、苜蓿0.95重量份、草木樨0.55重量份和野韭0.55重量份。
实施例15
本实施例与实施例9的区别在于：底层、中层以及表层三层喷播的总厚度为6cm，播种量为10kg/亩。
实施例16
本实施例与实施例9的区别在于：底层、中层以及表层三层喷播的总厚度为8cm，播种量为30kg/亩。
试验例
分别以实施例1以及实施例9所提供的边坡修复方法对乌海地区以及满洲里地区的矿山排土场边坡进行修复，同时设置对照组1和对照组2-4。对照组1-2与实施例1相对应，区别仅在于对照组1仅采用草种进行修复，对照组2仅采用灌木进行修复；对照组3-4与实施例9对应，区别仅在于对照组3仅采用草种进行修复，对照组4仅采用灌木进行修复。对各组修复后的效果进行评估，其结果如表1所示。
表1结果
由表1可以看出，无论是乌海地区还是满洲里地区，采用本申请所提供的边坡修复技术均能较现有技术中的修复技术具有明显更高的植物成活率以及明显更低的秃斑面积。
综上所述，本申请提供的矿山排土场边坡修复方法采取乔灌草相结合，浅根系与深根系相结合，草本与木本相结合，先锋种、伴生种、偶见种、建群种及优势种相结合，采取分层播种，不同物种的生育节点不同，错开的生物生长发育节点，减缓植物对氮、磷、钾、其他微量元素以及空间、阳光、水分的竞争；多物种的混合播种能够减少种内竞争及种间竞争，提高存活率；种子大小不同及播种深度不同，达到出苗时间不同，延长了出苗时间，大大降低苗期因短时间干旱而造成的幼苗集体大面积死亡的风险。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。