廢棄地的生態(tài)恢復(fù).ppt

廢棄地的生態(tài)恢復(fù) 1廢棄地生態(tài)恢復(fù)總論2礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)3城市工業(yè)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)4垃圾處理場(chǎng)地的生態(tài)恢復(fù) 1總論 廢棄地是人類文明進(jìn)程的產(chǎn)物 印度的廢棄地達(dá)1 2 107hm2 估計(jì)21世紀(jì)中期 我國(guó)因生產(chǎn)建設(shè)而人為破壞的土地將達(dá)400萬(wàn)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(shè)等不同類型的土地利用形式中產(chǎn)生的種種沒(méi)有進(jìn)行利用的土地 是人類文明發(fā)展的伴生物 是人類活動(dòng)強(qiáng)度超過(guò)自然恢復(fù)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(dāng)?shù)?1 2廢棄地類型 礦區(qū)廢棄地 miningwasteland 人類對(duì)資源和能源的索取時(shí)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(chǎng) 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(fù)途徑主要是建設(shè)成城市花園或自然保留地 垃圾處理場(chǎng)地landfills城市固體廢棄物的簡(jiǎn)單處理地垃圾填埋場(chǎng) 1980年城市生活廢棄物達(dá)3100萬(wàn)噸 1995年上升為1 07億噸 1 3廢棄地生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)和意義 目標(biāo)礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復(fù)要求進(jìn)行生態(tài)復(fù)原或生態(tài)修復(fù) 即恢復(fù)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(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)要求進(jìn)行生態(tài)改建 恢復(fù)到一種具有景觀美學(xué)價(jià)值 或者可以利用的生態(tài)系統(tǒng) 廢棄地生態(tài)恢復(fù)的意義 社會(huì)效益 美化環(huán)境 節(jié)約土地資源經(jīng)濟(jì)效益 創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)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(fù)的原則 步驟和方法 原則 五原則 自然原則 必須首先考慮當(dāng)?shù)氐母鞣N自然特征 環(huán)境因素 因地制宜地進(jìn)行恢復(fù) 系統(tǒng)原則 遵循生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律 無(wú)害化原則 采用對(duì)其他生態(tài)系統(tǒng)無(wú)害的手段進(jìn)行恢復(fù) 經(jīng)濟(jì)原則 實(shí)事求是 地力 人力 財(cái)力三方面量力而行 管理和監(jiān)督原則 恢復(fù)前的規(guī)劃 恢復(fù)后有效管理和監(jiān)督 廢棄地生態(tài)恢復(fù)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(dòng)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(fù)目標(biāo)地形地貌和土壤系統(tǒng)恢復(fù)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(fù)生態(tài)恢復(fù)的管理和監(jiān)督 廢棄地生態(tài)恢復(fù)的方法 工程恢復(fù)方法為基礎(chǔ)方法主要目的是對(duì)廢棄地的地形 地貌和土壤本底進(jìn)行恢復(fù) 建立利于植物生長(zhǎng)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(fù)方法 礦坑充填 積水坑疏排土壤改良措施 強(qiáng)夯 疏松 淋溶 表土更換物理方法 客土法 土壤電修復(fù) 土壤熱修復(fù) 化學(xué)恢復(fù)利用相對(duì)較少 一般只應(yīng)用于小范圍的生態(tài)恢復(fù)目的 和工程恢復(fù)方法結(jié)合 改良土壤的本底 以適合植物生長(zhǎng) 在生態(tài)恢復(fù)的過(guò)程中增加植物的成活率和生長(zhǎng)速度 酸化堿化去除鹽分去除毒物營(yíng)養(yǎng)物添加 生物恢復(fù)方法應(yīng)用較廣泛目的 恢復(fù)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(fù) 1990年統(tǒng)計(jì)我國(guó)歷年采礦占用的土地面積約為20萬(wàn)公頃 由采礦每年約廢棄土地2000公頃 2000年 我國(guó)共有國(guó)營(yíng)礦山企業(yè)8000個(gè) 個(gè)體礦山達(dá)23萬(wàn)多個(gè) 破壞的土地面積以每年約4670公頃速度增長(zhǎng) 礦區(qū)廢棄地是指在采礦過(guò)程中所破壞的 未經(jīng)處理而無(wú)法使用的土地 排土場(chǎng) 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(chǎng) 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(jī)械設(shè)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(duì)本地生態(tài)景觀造成嚴(yán)重影響對(duì)周圍地區(qū)產(chǎn)生嚴(yán)重環(huán)境影響對(duì)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(fù)技術(shù) 對(duì)礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復(fù)的通常處理步驟先用物理法或化學(xué)法對(duì)礦區(qū)進(jìn)行處理 消除或減緩尾礦 礦石對(duì)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的物理化學(xué)影響 再鋪上一定厚度的土壤 若礦物具有毒性 還需設(shè)置隔離層再鋪土 然后栽種植物以逐漸恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng) 1 礦區(qū)廢棄地地形地貌恢復(fù)技術(shù) 主要任務(wù)恢復(fù)廢棄地的原始地形地貌 防止地質(zhì)變動(dòng) 提供土壤基質(zhì) 為今后的土壤恢復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)奠定基礎(chǔ) 廢棄地充填恢復(fù)技術(shù) 就是使用一定的固體物質(zhì) 對(duì)礦業(yè)開采留下的礦坑或沉陷區(qū)進(jìn)行充填 煤矸石充填恢復(fù)技術(shù)煤矸石分層充填 充填一層 壓實(shí)一層煤矸石全厚充填填充注意之點(diǎn) 填充時(shí)應(yīng)該注意將下層的矸石壓緊或者加入一定的輔助材料進(jìn)行壓實(shí) 以形成一定的隔水層 粉煤灰充填恢復(fù)技術(shù)粉煤灰為燃煤電廠排放的一種廢料 產(chǎn)量1萬(wàn)噸 萬(wàn)KW 年 方法 先在恢復(fù)區(qū)修筑儲(chǔ)灰場(chǎng) 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(chǔ)灰場(chǎng) 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(yù)計(jì)高度時(shí) 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(fù)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(fù)技術(shù) 尾礦廢棄物利用技術(shù)從廢棄物中進(jìn)一步回收有價(jià)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(fù)技術(shù) 目的 建立適宜植物生長(zhǎng)的土壤層 以迎合綠色植物恢復(fù)的需要 廢棄地生態(tài)恢復(fù)的核心是 廢棄地土壤的物理 化學(xué)性狀的修復(fù) 要想獲得恢復(fù)的成功 首先必須解決土壤問(wèn)題 否則生態(tài)恢復(fù)就是水中撈月 Bradshaw 1997 廢棄地土壤問(wèn)題及解決方法 土壤系統(tǒng)的物理修復(fù)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(dòng)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(fù)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(lái) 土壤電修復(fù)20世紀(jì)90年代后期發(fā)展起來(lái)的技術(shù)在被污染的土壤兩端加上低壓直流電 利用電場(chǎng)作用 將污染物遷移到一端 而實(shí)現(xiàn)分離的技術(shù) 礦區(qū)廢棄地土壤系統(tǒng)的化學(xué)修復(fù)技術(shù) 應(yīng)用較廣向土壤中加入各種化學(xué)物質(zhì) 以改造土壤系統(tǒng)的化學(xué)特征 施肥加入有機(jī)和無(wú)機(jī)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(fù)技術(shù) 種植耐受力強(qiáng)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(yíng)養(yǎng)物能力的物種固N(yùn)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(fù)技術(shù) 土壤中接種微生物以除去或減少污染物達(dá)到修復(fù)土壤系統(tǒng)的目的 抗污染細(xì)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(yíng)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(duì)鉬的吸收 并能促進(jìn)根系生長(zhǎng)和根瘤形成 促進(jìn)地上部分生長(zhǎng) 3 礦區(qū)廢棄地植被恢復(fù)技術(shù) 植被恢復(fù)的重要性植被恢復(fù)在整個(gè)生態(tài)恢復(fù)過(guò)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(jī)殘?bào)w和根系穿透力以及分泌物的物理化學(xué)作用 促進(jìn)土壤的發(fā)育形成和熟化 利用植物群落根系錯(cuò)落交叉的整體網(wǎng)絡(luò)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(fù)選種原則和不同地區(qū)的選種選擇生長(zhǎng)快 適應(yīng)性強(qiáng) 抗逆性好的植物優(yōu)先選擇固N(yùn)物種和優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土樹種和先鋒樹種綜合考慮經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)效益植被恢復(fù)時(shí)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(duì)酸 貧瘠和重金屬都有很強(qiáng)抗性 適用于礦區(qū)植被恢復(fù) 豆科植物中應(yīng)先撒播非入侵性的生長(zhǎng)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(lán)桉等 植被恢復(fù)的栽種技術(shù)播種植物栽培植株移栽植物不可取國(guó)外很不允許遷移關(guān)鍵物種 特別是那些長(zhǎng)壽的木本植物 2 3礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復(fù)的評(píng)價(jià)與管理 礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復(fù)評(píng)價(jià)是指在一定的用途條件下 評(píng)定被恢復(fù)土地質(zhì)量的高低以及被恢復(fù)土地對(duì)一定利用目的的適宜性 自然評(píng)價(jià)適宜度評(píng)價(jià) 是對(duì)被恢復(fù)地在一定條件下對(duì)不同土地利用方式的適宜程度進(jìn)行評(píng)價(jià) 質(zhì)量評(píng)價(jià) 是對(duì)被恢復(fù)的土質(zhì) 坡度 土壤狀況 排灌條件等土地質(zhì)量方面進(jìn)行評(píng)價(jià) 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 是對(duì)被恢復(fù)地在某一用途上可能取得的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行綜合評(píng)定 依據(jù)被恢復(fù)地上獲得的效益與投入的人力 物力資源間的對(duì)比關(guān)系 以生態(tài)恢復(fù)凈收益作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 恢復(fù)后需連續(xù)監(jiān)測(cè)和科學(xué)管理恢復(fù)后土地用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍需特別關(guān)注 并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 3城市工業(yè)廢棄地的生態(tài)恢復(fù) 2002年美國(guó)環(huán)境保護(hù)署撥款2150萬(wàn)美元用于美國(guó)境內(nèi)17個(gè)州工業(yè)廢棄地塊的清理工作 城市工業(yè)廢棄地對(duì)城市環(huán)境的影響 對(duì)城市景觀具有很大影響廢棄地堆積了很多建設(shè)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(jì)發(fā)展影響城市土地利用帶來(lái)的收益對(duì)城市生態(tài)環(huán)境具有一定影響裸土揚(yáng)塵污染元素在風(fēng)力降雨搬運(yùn)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(xué)藥品廠廢址等 城市工業(yè)廢棄地生態(tài)恢復(fù)的特點(diǎn) 生態(tài)恢復(fù)具有很大的便利性城市工業(yè)廢棄地往往具有相對(duì)小的污染效應(yīng) 一般不需進(jìn)行土壤系統(tǒng)的修復(fù) 位于城市中央 生態(tài)恢復(fù)后具有很大經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值和多種用途 資金較易籌集 運(yùn)輸?shù)裙こ梯^便利 生態(tài)恢復(fù)具有一定局限性生態(tài)恢復(fù)應(yīng)該和城市景觀風(fēng)格相適應(yīng) 生態(tài)恢復(fù)工程需注意對(duì)城市居民生活的影響 城市工業(yè)廢棄地生態(tài)恢復(fù)模式 自然恢復(fù)采取保留自然地的方法人工干擾下的恢復(fù)要盡量尊重場(chǎng)地的景觀特征和城市中生態(tài)發(fā)展過(guò)程 尤其是該場(chǎng)地對(duì)城市的歷史意義 盡可能地利用場(chǎng)地上的物質(zhì)和能量 城市工業(yè)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)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(chǎng)館 部分保留原有景觀 讓其成為生態(tài)恢復(fù)后的標(biāo)志性建筑 作為工廠的歷史見證和歷史遺產(chǎn) 對(duì)建設(shè)廢棄地上獨(dú)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(lái) 使其成為代表其歷史文化的景觀 也可以基于地表痕跡進(jìn)行藝術(shù)加工 如廠址廢棄地就是一些藝術(shù)家偏愛進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作的地方 通過(guò)藝術(shù)創(chuàng)作 提升這些地方的景觀價(jià)值 廢棄物再利用方法 建筑殘?jiān)?工業(yè)構(gòu)建等 建設(shè)廢棄物和工業(yè)建筑物可處理成恢復(fù)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(yùn)輸線可改造為貫穿全園的步行道體系 儲(chǔ)料倉(cāng)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(duì)環(huán)境無(wú)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(yīng)特殊生態(tài)因子的植物對(duì)城市工業(yè)廢棄地進(jìn)行生態(tài)恢復(fù) 運(yùn)用以生態(tài)學(xué)原理為運(yùn)行機(jī)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(guò)大地影響城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展 生態(tài)保留必須和城市景觀相適應(yīng) 必須不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響 城市工業(yè)廢棄地生態(tài)恢復(fù)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(chǎng)地的生態(tài)恢復(fù) 垃圾處置場(chǎng)地的危害堆積占用大量土地資源 廢棄物露天存放 易在風(fēng) 水作用下遷移流失 影響當(dāng)?shù)丨h(huán)境 自然降解過(guò)程中產(chǎn)生有害氣體 物質(zhì)等 處置地發(fā)生沉降或火災(zāi)事故 垃圾處置場(chǎng)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)方法 處置場(chǎng)地植物的建群建設(shè)成公園或建設(shè)用地需