农业废弃物在矿山生态恢复中的应用

朱兵权，袁露露（.宁波佰艺生态科技有限公司，浙江宁波3500；2.东北师范大学地理科学学院，吉林长春30024）

农业废弃物在矿山生态恢复中的应用

朱兵权1，袁露露2*
（1.宁波佰艺生态科技有限公司，浙江宁波315100；2.东北师范大学地理科学学院，吉林长春130024）

矿山废弃地多为裸露岩面，需要大量的土壤用于植被的恢复与重建。同时，我国农业废弃物数量巨大且逐年增多，其合理利用与管理也成为一个难题。将矿山生态恢复与农业废弃物有机结合，是寻找矿山生态恢复治理和农业废弃物资源合理利用的新思路。本文阐述了我国矿山废弃地的治理现状、农业废弃物的特点，探讨了可用于矿山生态恢复的农业废弃物的基质类型及其应用前景。

矿山；生态恢复；农业废弃物；资源化利用

长期以来，我国矿产资源开采活动缺乏管理和规划，对矿山地质环境没有进行及时有效的治理，导致了矿区的环境污染和生态退化。主要表现为植被破坏、水土流失、土地退化、诱发地质灾害、水质污染与土壤污染、生物多样性损失等［1］。废弃矿山地区生态环境恢复的重要环节就是改良土壤基质。由于我国许多矿区土源较少，有的矿区已无土可取，异地取土也是对土地资源的破坏。而且，多年采矿导致矿区土壤营养极其贫乏。因而，在缺乏土源、土壤营养匮乏的矿区，寻找适用的土壤替代物（人造土壤）显得尤为必要。

与此同时，我国农业废弃物数量巨大、分布广泛、廉价易得，还是微生物良好的营养物质和堆肥的理想原料［2］。长期以来，农业废弃物的处理方式是简单回填或者焚烧，造成了资源浪费和环境污染。国外发达国家的经验表明，有机固体废弃物经过堆肥处理后可制备成土壤改良剂、有机肥料和有机园艺基质。因而将农业废弃物加工成矿山恢复的专用基质不仅能消除矿区地质灾害隐患，改良和培肥土壤，节约土地资源，改善矿区的地质环境，而且能促进农林废弃物资源的循环再利用，降低基质栽培成本，从而实现农业废弃物和废弃矿山的“双废治理”，获得较大的经济效益、环境效益以及生态效益［3］。

1　我国矿山废弃地的现状

我国矿山数量众多、规模巨大。在现有的管理水平和开发技术水平下，矿山开采活动造成的生态环境问题在不断加剧。目前，我国国营大中型矿山企业有8000多个，小型矿山有23万个，废弃矿山约达几十万个［4］。据统计，我国被采矿业破坏的土地面积约140-200万hm2，每年仍以4万hm2的速度递增，且土地复垦率仅为13.3％，这与发达国家75％的复垦率有较大差距［5］。因而，我国应该加快矿山废弃地的生态治理的进度，并且学习并借鉴国外先进的经验和技术。

2　矿山废弃地的类型、特征和生态修复工程措施

2.1矿山废弃地的类型与特征

矿山开采过程中，矸石山、尾矿场、排土场、塌陷区、露天采矿场及重金属污染而失去经济利用价值的土地称为矿山废弃地［6］。矿山废弃地不仅破坏和侵占大量土地资源，其废弃物的排放和堆存也带来了一系列的环境问题。矿山废弃地往往含有多种污染物，严重污染矿山及周边地区的水资源、土壤和大气。采矿活动严重破坏植被和山体结构，造成土壤中的营养元素流失，引起地面塌陷及地裂缝，最终导致大面积的人工裸地［7］。未经处理的废石堆和尾矿堆，因其结构不稳定，极易导致严重水土流失，并诱发崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害等。

2.2矿山废弃地生态恢复的工程措施

矿区生态环境治理工程主要采取两种措施，即边坡治理和复绿。国外发达国家已经开创了一些岩质边坡绿化工程技术，如种子喷播法、客土喷播法、钢筋水泥框格法、植生卷铺盖法、纤维绿化法、厚层基材喷射绿化法、生态多孔混凝土绿化法以及客土袋液压喷播植草法等［8］。但我国大部分地区的石壁的坡度较陡，直接引进国外技术方法，成效不佳。目前国内较常用的喷播技术，由于喷浆与岩体的黏结很差，防护效果也不理想。因此对于寻求新型的绿化手段和基质材料显得尤为迫切。

矿山绿化方法应该从改良土壤和就地取材入手，营造出适宜的土壤替代物，既要具有较好的肥力及保水性以提供植物生长所需的养分和水分外，还要具有一定的抗冲刷能力及一定的强度，能够抑制水土流失，便于维护和管理［9］。

3　农业废弃物在矿山生态恢复中的应用前景

农业生产过程中产生的废弃物种类多数量大，但其利用率极低，造成资源浪费严重。以农作物秸秆、牲畜粪便、菌渣等一些可再利用的废弃物作为原料，开发出质优价廉的矿山恢复的基质材料，对恢复和保护矿山生态环境以及提高农业废弃物的资源利用效率具有重大意义。

3.1我国农业废弃物的现状

我国农业废弃物产生量极其巨大，主要来自于种植业和养殖业。据估算，我国每年约产生40多亿t农业废弃物，其中秸秆约7亿t，畜禽粪约26亿t，而利用率却不足25％［10］。目前，农业废弃物资源化的利用是方向主要为机械化农业废弃物还田，借助动物过腹还田，培育食用菌，制取沼气，用作工业原料和生物质发电等［11］。因而，提高农业废弃物资源化利用率，有利于降低环境污染、促进农业的可持续发展。

3.2农业废弃物的优点

农业废弃物养分含量高，不仅能够促进植物生长，提高土壤肥力，而且具有良好的物理属性。（1）农业废弃物主要元素为碳、氢和氧，且含有大量的氮、磷、钙、镁等植物生长所需营养元素，能够很好地促进植物的生长。（2）农业废弃物中含有的有机质、腐殖质可改善土壤物理性质，调节土壤pH值，增大土壤孔隙增加土壤肥力，提高作物的产量和品质。同时，农业废弃物堆肥产品还有具有修复污染土壤的作用。（3）农业废弃物普遍具有表面密度小、韧性大、抗拉、抗弯、抗冲击能力强的特点，能有效抵抗雨蚀和风蚀，从而抑制矿区水土流失。

3.3农业废弃物选择与利用

农业废弃物种类繁多及基质化利用潜力巨大，经综合分析，用于矿山生态恢复的农业废弃物大概分为三类（表1）：（1）农作物秸秆类，包括玉米秸、稻草、油菜秸、麦秸等。农业秸秆是农业废弃物中最主要的部分。（2）蔬菜、瓜果和木材等农副产品加工类，包括稻壳、花生壳、麦壳等农产品的副产物，包括木材的锯末、树皮、甘蔗渣、蘑菇渣、酒渣等二次利用的废弃有机物。（3）人畜粪便类，包括鸡粪、牛粪、猪粪等养殖废弃物。（4）以上三种类型的废弃物的混合以及这三种废弃物与其他材料的混合，如与煤矿渣、泥炭、草炭和蛭石等混合。

表1　农业废弃物基质选择

4　问题与展望

目前，我国农业废弃物利用创新性技术少，用于矿山专用基质还没有很好的开发。如能开发出更适宜的，便于规模化生产的农业废弃物基质产品，将在环境的改善，特别是施工难度大、效果差的区域发挥重要作用。同时，农业废弃物来源与处理方法的不同，易造成产品质量的不稳定。因而要根据不同的使用用途，划分不同产品类型，制定农业废弃物基质产品标准。因而，应当加快技术创新的步伐，制定优惠政策鼓励和扶持一批农业废弃物资源化利用和无害化处理的龙头企业，以延长农业产业链，大力发展循环经济，并为矿山生态恢复提供有效种植载体，形成“以废治废”的可持续发展理念。

［1］张杰西，赵斌，房彬，张玲.矿山生态修复方法及工程措施研究［J］.再生资源与循环经济，2014（12）：31-33.

［2］艾平，张衍林，李善军，晏水平.农业废弃物处理技术的分析［J］.农业环境与发展，2010（01）：59-63.

［4］魏远，顾红波，薛亮，江泽平，周金星，郑施雯，崔明，杨建立.矿山废弃地土地复垦与生态恢复研究进展［J］.中国水土保持科学，2012（02）：107-114.

［5］孙荪.矿山植物修复技术的研究及发展趋势［J］.矿业工程，2010（03）：62-63.

［6］王志宏，李爱国.矿山废弃地生态恢复基质改良研究［J］.中国矿业，2005（03）：24-25，29.

［7］郭德俊，张亮亮.矿山生态修复的研究进展［J］.科技资讯，2010（31）：127.

［8］左芳萍，裴宗平，徐崇喜.废弃露采矿山生态恢复研究与实践［J］.能源技术与管理，2009（02）：81-83.

［9］宋法龙，马友华，江云，胡宏祥，于红梅，何金玲，黄界颍.农业废弃物替代生态护坡基质中泥炭的效果研究［J］.中国农学通报，2009（13）：226-229.

［10］吴群.农业废弃物资源化利用的现实意义与对策建议［J］.现代经济探讨，2013（10）：50-52.

［11］李华，傅庆林，林义成，李凝玉，郭彬，丁能飞，刘琛.农业废弃物育苗基质对红叶石楠氮磷径流流失的影响［J］.水土保持学报，2012（04）：73-76.

（2016-04-25收稿刘晓佳编辑）

Utilization of Agricultural Waste in Ecological Restoration of Abandoned Land of Mine

ZHU Bing-quan et al
（Ningbo art ecological technology co.，LTD.，zhejiang ningbo 315100，China）

Being full of naked rocks，abandoned land of mine needsabundantsoiltorestoreandreestablishvegetation. Meanwhile，agricultural waste increases year by year in China，and its rational utilization and management has become a problem.The combination of abandoned land of mine and agricultural waste is a new approach to solve the problem above.The current situation of restoration of abandoned mining area in China were introduced. Types and feature of the abandoned land were presented.Also，the paper discussed the types of agricultural wastes substrate that can be applied in the restoration of mining area.It thought that these waste has broad application prospects.

Mine；Ecological restoration；Agricultural waste；Resource utilization

X712

A

1003-7853（2016）03-0068-03

宁波市2015年度科技计划项目专项

朱兵权，宁波佰艺生态科技有限公司。

袁露露，在读研究生，研究方向为泥炭资源管理及农用废弃物利用。