廢棄地的生態(tài)恢復.ppt

廢棄地的生態(tài)恢復 1廢棄地生態(tài)恢復總論2礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復3城市工業(yè)廢棄地的生態(tài)恢復4垃圾處理場地的生態(tài)恢復 1總論 廢棄地是人類文明進程的產(chǎn)物 印度的廢棄地達1 2 107hm2 估計21世紀中期 我國因生產(chǎn)建設而人為破壞的土地將達400萬公頃 1 1廢棄地的定義 Wasteland 是指棄置不用的土地 包括在工業(yè) 農(nóng)業(yè) 城市建設等不同類型的土地利用形式中產(chǎn)生的種種沒有進行利用的土地 是人類文明發(fā)展的伴生物 是人類活動強度超過自然恢復能力的結(jié)果 產(chǎn)生廢棄的原因主要包括能源和資源開采 城市和工業(yè)的發(fā)展以及人類廢棄物的處置不當?shù)?1 2廢棄地類型 礦區(qū)廢棄地 miningwasteland 人類對資源和能源的索取時所產(chǎn)生的一種廢棄地 露天采集區(qū)和非露天采集區(qū)采場 排土區(qū)和尾礦區(qū) 城市工業(yè)廢棄地 urbanindustrialwasteland 城市工業(yè)改建留下的城市空白地 通常已被重污染恢復途徑主要是建設成城市花園或自然保留地 垃圾處理場地landfills城市固體廢棄物的簡單處理地垃圾填埋場 1980年城市生活廢棄物達3100萬噸 1995年上升為1 07億噸 1 3廢棄地生態(tài)恢復的目標和意義 目標礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復要求進行生態(tài)復原或生態(tài)修復 即恢復到自然的原始狀態(tài)或可利用狀態(tài) 城市工業(yè)廢棄地和垃圾填埋場的生態(tài)恢復要求進行生態(tài)改建 恢復到一種具有景觀美學價值 或者可以利用的生態(tài)系統(tǒng) 廢棄地生態(tài)恢復的意義 社會效益 美化環(huán)境 節(jié)約土地資源經(jīng)濟效益 創(chuàng)造經(jīng)濟價值生態(tài)效益 減少污染 改善環(huán)境 1 4廢棄地生態(tài)恢復的原則 步驟和方法 原則 五原則 自然原則 必須首先考慮當?shù)氐母鞣N自然特征 環(huán)境因素 因地制宜地進行恢復 系統(tǒng)原則 遵循生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律 無害化原則 采用對其他生態(tài)系統(tǒng)無害的手段進行恢復 經(jīng)濟原則 實事求是 地力 人力 財力三方面量力而行 管理和監(jiān)督原則 恢復前的規(guī)劃 恢復后有效管理和監(jiān)督 廢棄地生態(tài)恢復步驟前期基礎(chǔ)調(diào)查土地利用前的本底調(diào)查 土壤 植被 動物 自然資源 人文遺產(chǎn)等 并拍攝照片 現(xiàn)狀調(diào)查和分析 確定恢復目標地形地貌和土壤系統(tǒng)恢復地形修整 重建表土層 改良土壤 建立排灌系統(tǒng)與防止水土流失措施 生態(tài)系統(tǒng)恢復生態(tài)恢復的管理和監(jiān)督 廢棄地生態(tài)恢復的方法 工程恢復方法為基礎(chǔ)方法主要目的是對廢棄地的地形 地貌和土壤本底進行恢復 建立利于植物生長的表土層和生根層 獲得較好的土壤基質(zhì)層 表土處理方法 堆置 平整等礦坑恢復方法 礦坑充填 積水坑疏排土壤改良措施 強夯 疏松 淋溶 表土更換物理方法 客土法 土壤電修復 土壤熱修復 化學恢復利用相對較少 一般只應用于小范圍的生態(tài)恢復目的 和工程恢復方法結(jié)合 改良土壤的本底 以適合植物生長 在生態(tài)恢復的過程中增加植物的成活率和生長速度 酸化堿化去除鹽分去除毒物營養(yǎng)物添加 生物恢復方法應用較廣泛目的 恢復土壤肥力和生物生產(chǎn)能力 建立穩(wěn)定的植被層以構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng) 微生物土壤改良 特種植物栽種 植物引種等 2礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復 1990年統(tǒng)計我國歷年采礦占用的土地面積約為20萬公頃 由采礦每年約廢棄土地2000公頃 2000年 我國共有國營礦山企業(yè)8000個 個體礦山達23萬多個 破壞的土地面積以每年約4670公頃速度增長 礦區(qū)廢棄地是指在采礦過程中所破壞的 未經(jīng)處理而無法使用的土地 排土場 由剝離表土 開采的巖石碎塊和低品位礦石堆積而成的廢石堆積地 采場 礦體采完后留下的采空區(qū)和塌陷區(qū)形成的采礦廢棄地尾礦區(qū) 開采出的礦石經(jīng)選出精礦后產(chǎn)生的尾礦堆積形成的尾礦廢棄地 其他 采礦作業(yè)面 機械設施 礦區(qū)輔助建筑和道路交通等先占用后廢棄的土地 2 1礦區(qū)廢棄地的危害 占用和破壞大量的耕地資源對本地生態(tài)景觀造成嚴重影響對周圍地區(qū)產(chǎn)生嚴重環(huán)境影響對整體生態(tài)環(huán)境造成影響 2 2礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復技術(shù) 對礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復的通常處理步驟先用物理法或化學法對礦區(qū)進行處理 消除或減緩尾礦 礦石對生態(tài)系統(tǒng)恢復的物理化學影響 再鋪上一定厚度的土壤 若礦物具有毒性 還需設置隔離層再鋪土 然后栽種植物以逐漸恢復生態(tài)系統(tǒng) 1 礦區(qū)廢棄地地形地貌恢復技術(shù) 主要任務恢復廢棄地的原始地形地貌 防止地質(zhì)變動 提供土壤基質(zhì) 為今后的土壤恢復和生態(tài)系統(tǒng)恢復奠定基礎(chǔ) 廢棄地充填恢復技術(shù) 就是使用一定的固體物質(zhì) 對礦業(yè)開采留下的礦坑或沉陷區(qū)進行充填 煤矸石充填恢復技術(shù)煤矸石分層充填 充填一層 壓實一層煤矸石全厚充填填充注意之點 填充時應該注意將下層的矸石壓緊或者加入一定的輔助材料進行壓實 以形成一定的隔水層 粉煤灰充填恢復技術(shù)粉煤灰為燃煤電廠排放的一種廢料 產(chǎn)量1萬噸 萬KW 年 方法 先在恢復區(qū)修筑儲灰場 并好圍堰 然后利用水力將煤灰經(jīng)管道送到沉陷區(qū)的儲灰場 煤灰沉積后填充 而水分經(jīng)排水口流出 循環(huán)使用 煤灰積累到預計高度時 停止充灰 在粉煤灰表面覆表土 形成新的土地 其它平整恢復技術(shù)疏干法 開溝排水挖深墊淺法積水區(qū)綜合利用技術(shù)養(yǎng)魚 蓄洪 水上公園 廢棄物利用恢復技術(shù) 尾礦廢棄物利用技術(shù)從廢棄物中進一步回收有價元素作為第二次資源制取新形態(tài)物質(zhì) 如礦渣與鉻渣結(jié)合物作為混合材料 作為井下采空區(qū)的充填材料 城市污泥利用技術(shù)污泥作為表土覆蓋 增加持水性和保水性 土壤肥力 微生物活性與數(shù)量 2 礦區(qū)廢棄地土壤系統(tǒng)修復技術(shù) 目的 建立適宜植物生長的土壤層 以迎合綠色植物恢復的需要 廢棄地生態(tài)恢復的核心是 廢棄地土壤的物理 化學性狀的修復 要想獲得恢復的成功 首先必須解決土壤問題 否則生態(tài)恢復就是水中撈月 Bradshaw 1997 廢棄地土壤問題及解決方法 土壤系統(tǒng)的物理修復技術(shù) 客土法采用別地土壤摻入本地土壤以改良土質(zhì) 或者挖去污染層 從土壤資源豐富的地方采集表土覆蓋在廢棄地表層形成土壤 一般不宜采用 原因 排土法采礦工程啟動前 先把表層30cm及亞表層30 60cm土壤取走 并加以保存 待工程結(jié)束后再把它們放回原處 土壤熱修復利用污染物的熱揮發(fā)性 采用加熱方法將汞或容易蒸發(fā)污染物從土壤中解吸出來 土壤電修復20世紀90年代后期發(fā)展起來的技術(shù)在被污染的土壤兩端加上低壓直流電 利用電場作用 將污染物遷移到一端 而實現(xiàn)分離的技術(shù) 礦區(qū)廢棄地土壤系統(tǒng)的化學修復技術(shù) 應用較廣向土壤中加入各種化學物質(zhì) 以改造土壤系統(tǒng)的化學特征 施肥加入有機和無機添加劑酸化和堿化重金屬去除 EDTA 礦區(qū)廢棄地土壤系統(tǒng)的植物修復技術(shù) 種植耐受力強或積累能力高的物種禾谷類或塊根類作物可以耐受砷污染水稻可耐受鉻污染苔蘚 地衣 蕨類能積累鉻甜菜和菠菜能積累Zn種植具有固定營養(yǎng)物能力的物種固N植物 豆科和非豆科植物 如榿木 槐樹 沙棘屬 赤楊屬 楊梅屬等植物 礦區(qū)廢棄地土壤系統(tǒng)的微生物修復技術(shù) 土壤中接種微生物以除去或減少污染物達到修復土壤系統(tǒng)的目的 抗污染細菌鐵氧化菌去除鐵污染 接種高效生物藻類能有效地吸收和富集重金屬元素 接種后可大降低Zn 鎘 銅 鈣 鎂含量 接種營養(yǎng)生物鉬污染礦區(qū)接種VA菌根 不僅有利于磷的吸收 而且還有利于對鉬的吸收 并能促進根系生長和根瘤形成 促進地上部分生長 3 礦區(qū)廢棄地植被恢復技術(shù) 植被恢復的重要性植被恢復在整個生態(tài)恢復過程中處于核心地位 利用多層多種植物群落的整體結(jié)構(gòu) 控制水土流失 利用植物的有機殘體和根系穿透力以及分泌物的物理化學作用 促進土壤的發(fā)育形成和熟化 利用植物群落根系錯落交叉的整體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 增加固土防沖能力 為其他生物提供生境 植被恢復選種原則和不同地區(qū)的選種選擇生長快 適應性強 抗逆性好的植物優(yōu)先選擇固N物種和優(yōu)先選擇當?shù)剜l(xiāng)土樹種和先鋒樹種綜合考慮經(jīng)濟價值和生態(tài)效益植被恢復時要采用喬 灌 草 藤多層配置相結(jié)合原則 草本植物禾本科和豆科植物首選禾本科中狗牙根是使用最早 最頻繁 最廣泛的植物之一 近年發(fā)現(xiàn)香根草和百喜草被發(fā)現(xiàn)對酸 貧瘠和重金屬都有很強抗性 適用于礦區(qū)植被恢復 豆科植物中應先撒播非入侵性的生長迅速的一年生鄉(xiāng)土豆科植物 如三葉草和胡枝子 以及一些木本豆科植物 如金合歡 木本樹種選擇東北地區(qū) 小葉楊 旱柳 大黃楊 家榆 小黑楊 垂柳 皂角等華北地區(qū) 臭椿 法桐 柳 柏樹 銀杏 丁香 蘋果 山楂 桃等西北地區(qū) 家榆 榆葉梅 桃葉衛(wèi)茅 小葉丁香 銀杏 臭椿華中 華東地區(qū) 馬尾松 加拿大楊 泡桐 旱楊 毛白楊 火炬樹 臭椿 白榆等華南地區(qū) 園柏 藏柏 華東松 櫟樹 圣誕樹 黑荊 藍桉等 植被恢復的栽種技術(shù)播種植物栽培植株移栽植物不可取國外很不允許遷移關(guān)鍵物種 特別是那些長壽的木本植物 2 3礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復的評價與管理 礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復評價是指在一定的用途條件下 評定被恢復土地質(zhì)量的高低以及被恢復土地對一定利用目的的適宜性 自然評價適宜度評價 是對被恢復地在一定條件下對不同土地利用方式的適宜程度進行評價 質(zhì)量評價 是對被恢復的土質(zhì) 坡度 土壤狀況 排灌條件等土地質(zhì)量方面進行評價 經(jīng)濟評價 是對被恢復地在某一用途上可能取得的經(jīng)濟效益進行綜合評定 依據(jù)被恢復地上獲得的效益與投入的人力 物力資源間的對比關(guān)系 以生態(tài)恢復凈收益作為評價標準 恢復后需連續(xù)監(jiān)測和科學管理恢復后土地用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍需特別關(guān)注 并進行風險評價 3城市工業(yè)廢棄地的生態(tài)恢復 2002年美國環(huán)境保護署撥款2150萬美元用于美國境內(nèi)17個州工業(yè)廢棄地塊的清理工作 城市工業(yè)廢棄地對城市環(huán)境的影響 對城市景觀具有很大影響廢棄地堆積了很多建設廢料廢渣 占用著大面積土地 和周圍城市景觀很不協(xié)調(diào) 影響城市的經(jīng)濟發(fā)展影響城市土地利用帶來的收益對城市生態(tài)環(huán)境具有一定影響裸土揚塵污染元素在風力降雨搬運作用下 污染城市水環(huán)境 氣環(huán)境 如硫酸廠 化肥廠 農(nóng)業(yè)藥廠 化學藥品廠廢址等 城市工業(yè)廢棄地生態(tài)恢復的特點 生態(tài)恢復具有很大的便利性城市工業(yè)廢棄地往往具有相對小的污染效應 一般不需進行土壤系統(tǒng)的修復 位于城市中央 生態(tài)恢復后具有很大經(jīng)濟利用價值和多種用途 資金較易籌集 運輸?shù)裙こ梯^便利 生態(tài)恢復具有一定局限性生態(tài)恢復應該和城市景觀風格相適應 生態(tài)恢復工程需注意對城市居民生活的影響 城市工業(yè)廢棄地生態(tài)恢復模式 自然恢復采取保留自然地的方法人工干擾下的恢復要盡量尊重場地的景觀特征和城市中生態(tài)發(fā)展過程 尤其是該場地對城市的歷史意義 盡可能地利用場地上的物質(zhì)和能量 城市工業(yè)廢棄地的生態(tài)恢復方法 景觀再利用方法整體保留廢棄地上的原有景觀 建成博物場館 部分保留原有景觀 讓其成為生態(tài)恢復后的標志性建筑 作為工廠的歷史見證和歷史遺產(chǎn) 對建設廢棄地上獨特的地表痕跡 如工業(yè)生產(chǎn)形成的渣山 居住區(qū)開挖的人工池塘等 也可保留下來 使其成為代表其歷史文化的景觀 也可以基于地表痕跡進行藝術(shù)加工 如廠址廢棄地就是一些藝術(shù)家偏愛進行藝術(shù)創(chuàng)作的地方 通過藝術(shù)創(chuàng)作 提升這些地方的景觀價值 廢棄物再利用方法 建筑殘渣 工業(yè)構(gòu)建等 建設廢棄物和工業(yè)建筑物可處理成恢復后的雕塑 以引發(fā)人們的聯(lián)想和記憶 藝術(shù)化 廢棄的工廠經(jīng)維修改造后可以重新使用 如運輸線可改造為貫穿全園的步行道體系 儲料倉可布置成微型花園 建筑物的框架可以成為攀援植物的支架等 改修新用 廢棄不用的工業(yè)材料 殘磚瓦礫和廢渣等 對環(huán)境無污染的可就地使用 有污染者經(jīng)技術(shù)處理后再利用 回收利用 生態(tài)技術(shù)方法用適應特殊生態(tài)因子的植物對城市工業(yè)廢棄地進行生態(tài)恢復 運用以生態(tài)學原理為運行機制的污染處理系統(tǒng) 作為城市自然保留地使用條件 自然保留地不能過大地影響城市經(jīng)濟發(fā)展 生態(tài)保留必須和城市景觀相適應 必須不產(chǎn)生對環(huán)境的負面影響 城市工業(yè)廢棄地生態(tài)恢復的意義 改善空氣質(zhì)量吸滯煙灰和粉塵殺菌防病降低噪音改善局部氣候改善生物棲息生境 4垃圾處置場地的生態(tài)恢復 垃圾處置場地的危害堆積占用大量土地資源 廢棄物露天存放 易在風 水作用下遷移流失 影響當?shù)丨h(huán)境 自然降解過程中產(chǎn)生有害氣體 物質(zhì)等 處置地發(fā)生沉降或火災事故 垃圾處置場廢棄地的生態(tài)恢復方法 處置場地植物的建群建設成公園或建設用地需