一种寒旱矿区分期复绿恢复方法与流程

本发明属于矿区生态修复，具体涉及一种寒旱矿区分期复绿恢复方法。

背景技术：

1、寒旱区泛指气候寒凉、降水稀少、蒸发强烈、土壤贫瘠的干旱区荒漠地带。在新疆天山南麓山前丘陵地带，海拔平均在2000米以上，年降水量多在150mm～250mm之间，该地带多为石质初育土，其典型特征为土表层50cm范围内≥2mm粗骨物质在70％以上。其成土作用弱，无土壤剖面发育，质地偏砂，砾石含量高。该区域往往矿产富集，因矿业开采而导致生态系统受损，为进行矿区生态修复，在矿业开采后利用矿区开挖的石质初育土进行原土复垦是较为经济可行的措施。由于该土质的粗骨质地(大颗粒砂岩)，保水保肥力差，导致播种层草籽播深(≥2cm)则无法发芽，播浅(＜2cm)则迅速失水，即使持续灌溉也发芽极为困难。且周边区域均缺乏适宜草种萌发的粘土，大面积进行矿区土壤改良成本高昂，且无适宜土壤可用。

2、目前矿区生态修复草地恢复的研究和专利报道较多。关于矿区生态修复草种播种方面有：对比文件1“一种北方干旱矿区生态修复方法”(公开号：cn113924924a)公开了一种用于北方年降雨量少于300mm的矿区生态修复的方法，根据矿区平盘三级分级和矿区边坡二级分级，针对不同分级进行不同的场地整理、土壤改良、耕地、播种及养护措施。对比文件2“一种高寒矿区生态修复种草方法”(公开号：cn113728880a)，公开了一种用于高寒地区(年降水量500mm左右，海拔2200以上地区)生态修复种草方法，通过渣土改良成人工再造土壤基质层，修建排水沟构建排水系统，土壤基质层改良成人工再造土壤层，再次撒播有机肥增加肥力，播种，耙耱镇压，铺设无纺布完成耕种；对比文件3“一种矿区渣土平台修复植物分层播种方法”(公开号：cn109845441a)，在内蒙古(年降水量＞300mm)矿区渣土平台进行排水改造，再进行土壤改良，在矿区渣土平台上分层播种不同的植物物种。以上矿区草种播种专利为半干旱区、高寒区域适用播种方法。

3、矿区生态修复播种方案方法方面：如对比文件4“缺乏客土的生态脆弱区域的矿区生态修复方法和分层结构”(公开号：cn112400623b)，将矿区中的待恢复区域进行划分，采用可用土壤基质对复绿造景区域进行覆土施工，根据矿区的地理位置确定待播种的草本植物并播种。其土壤分层覆盖结构是按照基于不同粒径的渣土分层填充，最终实现提升草本植物的存活率，提升复绿造景区域的复绿工程效果；对比文件5“一种矿区水土绿化修复治理方法”(公开号：cn111630972a)，通过推平夯实，铺设心土层，铺设表土层，开挖倒梯形沟，沟内铺设枝条层，种植耐旱灌木。以上专利文件主要涉及基于地形改造、土壤重构等方案方法的修复技术。

4、关于草种种植方面专利有：如对比文件6“油菜的高产高效种植方法”(授权公布号：cn111406589b)，公布了一种农业生产用油菜的高产高效种植方法；如对比文件7“高寒、高海拔地区铀矿勘探遗留设施治理及植被恢复方法”(授权公布号：cn101725353a)，公布了在高寒高海拔地区用一年生黑麦草、川草1号老芒麦、披碱草、早熟禾、紫羊茅、白三叶中的至少二种进行植被恢复的方法。

5、以上专利，有关于矿区生态修复播种方面专利(如对比文件1～3)，一方面其适用于年降水量≥250mm地区，一方面均需根据矿区渣土进行一定程度的土壤改良，建造人工土壤基质层，该类方法不适用缺土少肥的石质初育土广泛分布的区域；关于在矿区生态修复播种方案方法方面文件，如对比文件4-5等，该类方法总体论述了矿区渣土堆放方法，土壤分层铺设方法，但并未涉及适用寒旱地区的具体草种和播种方法。关于草种种植方面专利较多(如对比文件6-7)，该类文件要么属于农业生产领域，要么并非适用于干旱区。

6、天山南麓寒旱地区，因其干旱(年降水量小于250mm)，土质恶劣(石质初育土，主要为砂砾岩组成，土壤黏粒和粉粒含量极低，有机质极低，土壤环境极不利于草种发芽)，气温较低，而使得草本植物播种出苗生长极为困难，因此检索国内外专利，尚未发现适用于寒旱矿区，针对性强、见效快、效果持久的草地恢复重建方面的文献报道。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种寒旱矿区分期复绿恢复方法，适用于寒旱受损矿区1年生先锋草种和多年生冷季牧草草种混合进行草地恢复重建的方法，解决了现有的寒旱地区矿区平台地形利用石质初育土进行土壤复垦后草种播种后发芽困难、短期难以见效的草地恢复技术问题。

2、本发明具体是通过如下技术方案来实现的。

3、一种寒旱矿区分期复绿恢复方法，包括以下步骤：

4、s1、地形整理：平整待修复矿区的渣土并夯实，之后在夯实的渣土上铺设底土层，并对底土层进行碾压耙磨，使表层土呈粉粒状；通过机械反复碾压耙磨，减小表土层砾石含量比重，增加表土保水、保墒功能，改善石质初育土砾石含量高，保水性能差，不利于草种初期萌发的问题；

5、s2、撒施食草动物腐熟农家厩肥，并将腐熟农家厩肥和表层土充分搂耙拌和混匀；利用当地牧区收集的农家厩肥中含有少量草籽的特性，增大播种后的乡土草种出苗率和出苗效果；仅撒施农家厩肥，降低使用其他肥料的成本；

6、s3、播撒草种，并在第一年灌溉，使土层灌足水分，在第二年之后停止灌溉；

7、所述草种是将1年生先锋草种和多年生耐旱冷季牧草草种混合，1年生先锋草种的特点为发芽率高、生长迅速、适应寒区气候。

8、优选的，s3中，所述1年生先锋草种为油菜；多年生耐旱冷季牧草草种为高羊茅、早熟禾、草木樨、芨芨草、扁穗冰草、苜蓿。

9、优选的，油菜、高羊茅、早熟禾、草木樨、芨芨草、扁穗冰草、苜蓿草种的质量比为1:1:1:1:1:1:1。

10、优选的，草种的总播种量为7kg/亩。

11、优选的，s3中，播种期选择在平均地温＞10℃的春季或夏季雨季前进行；播种后，控制草种分布在土壤表层2cm深度。

12、优选的，s3中，第一年灌溉时，采用微喷或滴灌方式铺设灌溉设施，第一次灌溉使得表层40cm深度土壤充分润湿，出苗前保持土壤湿润；出苗齐整后保持每月3次灌溉，灌溉量在20～30m3/亩。

13、优选的，s1中，所述底土层为矿区开挖存储的原土，土壤类型为石质初育土，土质特点为＞2mm粒径的砾石含量在70％以上，主要为砂砾岩颗粒组成的粗骨质土壤。

14、优选的，s1中，碾压耙磨时，要求表层5cm土层＞2mm粒径的砾石含量降至50％以下。

15、优选的，s2中，腐熟农家厩肥为充分腐熟的农家厩肥，含水率低于50％，施肥量≥600kg/亩。

16、本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

17、本发明是针对新疆天山南麓山前丘陵地带的生态修复，如前文所述，该地区属于寒旱区，多为石质初育土，不适合播种，而由于该地区周围缺乏适宜的土壤，假若采用现有技术中常用的土壤改良，则成本高昂。因此，本发明针对该地区现状，在不进行大面积土壤改良的前提下，以石质初育土为基质，对该地区进行分期复绿恢复，具体为：

18、1、通过机械反复碾压耙磨，减小表土层砾石含量比重，增加表土保水、保墒功能，改善石质初育土砾石含量高，保水性能差，不利于草种初期萌发的问题；仅通过碾压耙磨，极大降低使用其他改土措施成本。

19、2、利用当地牧区收集的农家厩肥中含有少量草籽的特性，增大播种后的乡土草种出苗率和出苗效果；仅撒施农家厩肥，降低使用其他肥料的成本。

20、3、在上述两个策略的基础上，采用油菜先锋草种和多年生冷季牧草混合播种，①充分利用油菜发芽快，抗贫瘠、耐低温萌发特性，灌溉后能在早晚温差大的寒旱矿区快速萌发，降低其他草种播种后需持续多天灌溉的问题，极大缩减灌溉强度和需水量(寒旱矿区由于缺水，大面积绿化灌溉时，无法做到见干见湿的灌溉，油菜种在石质初育土上灌溉后能在3天左右出苗70％～80％，为土质低劣的石质初育土大面积草种播种赢得了灌溉时间和出苗可能性)；②利用油菜萌发快速的特性，在其他草种还处于萌发阶段时，油菜已经出苗齐整，且有了一定覆盖度，相当于在播种区覆盖了一层湿润牧草，起到遮荫保墒的作用，为其他混合草种陆续发芽生长提供了良好的“栖息生长环境”，总体起到了寒旱矿区“先期快速复绿”的恢复效果；③油菜属于1年生先锋草种，第1年播种后仅能生长1年即枯萎，第二年之后无法起到持续绿化的效果。多年生冷季牧草的混合播种很好弥补了“无法持续绿化”这一缺点，在油菜第一年的“遮荫保墒”作用下，能少量发芽生长，这部分多年生草种虽然第1年由于油菜遮盖，能部分成活，地面生长低矮，但其根部已进入较深层土壤，第二年没有了油菜的遮盖，生长迅速，复绿效果好，起到了“后期持续复绿”的恢复效果。

21、4、第一年的持续灌溉，为复垦土层灌足了水分，第二年之后无需灌溉也能持续生长。虽然第一年的灌溉成本较高，但之后停止灌溉，极大降低了后期灌溉管护的成本。

22、通过上述播种方法，很好解决了在寒旱矿区石质初育土上大面积播种其他草种时，由于初期灌溉无法跟上，而导致出苗率低、复绿效果差的问题，实现了混合草种播种的分期复绿效果，同时极大降低了矿区草种播种土壤改良成本、后期长期灌溉的成本。