摘要：土壤是生物之基,土壤重构是矿山土地复垦与生态修复的关键和基础。目的是革新土壤重构理念,凝练和提升土壤重构理论与方法,为矿区土地复垦与生态修复独特基础理论提供支撑。回顾了矿山复垦土壤重构的研究历史,从单元土体空间重构的视角,提出了四维重构的概念,即垂直方向(Z)的土壤剖面重构、水平方向(X,Y)的地貌重塑、时间维(t)方向的土壤改良,其中垂向剖面重构是土壤重构的核心,也是土壤重构的狭义概念。总结国内外矿山生态修复成功经验与失败教训,依据土壤发生学原理和师法自然的理念,提出了“土层生态位”和“土壤关键层”的概念,认为不同土层有其独特的生态功能和空间位置,将各个土层在空间的位置及其与相关土层之间的功能关系与作用,称为“土层生态位”;将影响土壤整体功能和生产力的关键土层,称为“土壤关键层”。矿山复垦土壤剖面重构的原理就是以土层生态位为理论基础、土壤关键层为构造核心,设计和优化土壤剖面构型并付诸实施的过程,其核心是优化设计各个土层生态位、确定和优化关键层。因此,土壤剖面重构方法就是在深入分析自然土壤剖面结构和损毁土地特征的基础上,基于需求确定重构土壤剖面的目标;然后对每一土层空间生态位适宜度进行分析;再通过土层生态位的空间位、宽度、重叠、差距和竞争等要素分析,确定可能的土壤剖面构型和关键层;最后通过室内外种植试验或模拟试验验证与筛选,从而获得最佳生产力功能的土壤剖面构型。基于这一原理和方法,提出了“分层剥离、交错回填”的土壤重构技术工艺原理,“分层”是满足“土层生态位”和“关键层”构造的要求,“交错”是实现土壤重构连续、高效的施工工艺,并以露天煤矿采复一体化和采煤塌陷地挖深垫浅复垦为例介绍了土壤重构工法。最后,以山东黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地为例,介绍了土壤重构原理与方法的应用和实践。

摘要：城镇化过程中由于开挖、堆垫以及路面硬化等建设活动,造成各种扰动地貌单元,其中,弃土弃渣堆积体是城镇主要的绿化用地及城市绿地建设客土来源;扰动地貌与原地貌单元共同组成城镇建设项目区的复杂下垫面。采用野外和室内试验方法,系统地比较了城镇建设中不同地貌单元的物质组成、入渗和持水性能的差异性,并探讨了三种城市土壤重构类型及其减缓城市内涝的潜在作用。结果表明:(1)不同地貌单元土壤容重差异显著(p2年弃渣堆积体(1.58 g cm^(-3))>2月弃渣堆积体(1.52 g cm^(-3))>荒草地(1.47 g cm^(-3))>坡耕地(1.34 g cm^(-3))>人工林地(1.32 g cm^(-3)),弃渣堆积体平台处土壤容重均大于边坡处。(2)不同地貌单元土壤稳定入渗率均表现为弃渣堆积体边坡>原地貌>弃渣堆积体平台;弃渣堆积体平台处稳定入渗率大小主要受平台压实过程中可能存在的滞水层影响。(3)不同地貌单元的各种土壤水库特征中库容差异显著(p2月弃渣堆积体>施工便道,原地貌单元则表现为人工林地>坡耕地>荒草地。(4)城市绿地土壤重构类型主要有乔木适生型土壤构型、灌木适生型土壤构型和草本适生型土壤构型,土层厚度、容重、<2 cm砾石含量和有机质是影响重构土壤质量的关键因素;重构土壤类型(草本适生型、乔木适生型、灌木适生型)可保证草本植物在定植后2个月、乔灌木在定植后4~5个月左右充分发挥其调控地表径流、缓解城市内涝的潜在作用。研究结果可为三峡库区城镇化建设中绿地建设和城市洪水调控提供科学依据。

摘要：为了更好地指导塌陷裂缝区土壤重构,研发了一种便于监测塌陷裂缝区重构土壤水分的装置,结合西部地区采煤塌陷裂缝治理的需要,采用不同物料,设计了4种不同类型的土壤重构结构,通过试验模拟,分析不同类型重构土壤的水分入渗及含水量状况。

摘要：为探究高寒区弃渣场不同重构土壤类型对植物生长的影响,以高羊茅为研究对象,采用在野外设置不同土壤紧实度、土壤厚度、土壤养分水平的试验小区的方法,以探究其对高羊茅生长发育的影响。结果显示:(1)高寒区弃渣场修复过程中土壤厚度显著影响高羊茅自然高度、总生物量、含水率、全氮含量和全磷含量,同时在土壤资源匮乏的时候,高羊茅通过增加根系数量和长度,来提高对土壤养分、水分等必要元素的摄取。(2)不同土壤紧实度与高羊茅根系总长度呈显著负相关(P<0.05),却与高羊茅总生物量、含水率、自然高度、植物全氮、全磷、有机碳含量、N︰P、C︰N和C︰P相关性不显著,说明土壤紧实度对高羊茅根系的影响最大,且高羊茅优先改变根系性状来适应土壤环境。(3)高寒区弃渣场修复过程中,适当的石砾含量可使土壤中形成孔隙及裂缝,使根系向土层更深处延伸,进而促进植物生长。(4)10种处理,高羊茅N︰P在4.29~6.86之间。研究结果表明,在高寒区弃渣场生态修复过程中,土壤中适当添加渣石和营养基质,可提高弃渣场生态修复效果。

摘要：绿色发展和2060年实现碳中和已成为我国的国家发展战略,矿区土地复垦与生态修复是煤炭工业绿色发展的必由之路。分析矿区土地复垦与生态修复的属性,发现其除了具有恢复绿色和生态功能外,还具有双重增汇作用,不仅抑制了受损土地产生碳排放,而且因植被和生态的恢复增加了碳汇,因此,矿区生态修复是绿色增汇技术,符合国家发展战略,将迎来全新的发展机遇。碳中和政策对矿区生态修复的激励主要体现在引导科学修复、立定先行标准、开展科技攻关、落实企业主体责任、建立工程示范、加强财政支持和建立市场机制7大方面。碳中和导向下的矿区生态修复将迎来5大技术挑战:①科学测算评估矿区生态修复带来的增汇效果,重点从监测目标、测算参数、参数获取和测算方法4个方面进行研究;②将碳中和理念融入矿区生态修复规划设计、探索增汇的规划布局、修复措施以及优选增汇修复方案,发挥矿区生态修复规划设计对增汇的龙头作用;③地形重塑设计既要考虑原有的水土保持措施带来的植被恢复增汇效果,也要增加碳汇功能的专项设计和对比分析;④科学分析和评估不同土壤重构技术的增汇效应,推广增汇型土壤重构技术,同步开展增汇型重构材料及土壤剖面研究;⑤研发兼顾生态效益和增汇效果的植物种群选择和植被恢复技术。

摘要：红壤黏性重,干湿交替容易结块和形成裂隙,通过土-水特征曲线研究重构红壤的持水保水能力具有一定的意义。为探明干湿交替下木纤维重构对红壤水力特性的影响,该研究应用4种添加量(0、0.5%、2.5%和5.0%)的木纤维重构红壤,采用滤纸法测定木纤维复合土的基质吸力,并利用Logistic模型拟合其土-水特征曲线。结果表明,随着木纤维添加量的增加,干湿交替作用对红壤基质吸力降幅和土-水特征曲线的滞后现象逐渐减缓,2.5%木纤维复合土是提高土壤持水能力最优配比;木纤维添加提高红壤进气值和残余值,干湿交替下残余值变化较大,随着干湿交替次数增加而残余值的降幅逐渐较小,2.5%木纤维复合土的斜率受干湿交替影响较小,其持水能力最优,体积含水率变化速率减小;添加木纤维后土-水特征曲线的决定系数均在0.97,说明Logistic模型适用于拟合木纤维重构的红壤土-水特征曲线。研究对于深入研究红壤区的土壤重构、边坡防护和生态恢复等具有重要的理论和工程实践意义。

摘要：在中国东部地区,土地复垦的一项重要任务是将采煤沉陷地复垦为耕地,复垦后的耕地生产力水平应接近损毁前的水平。然而,采用传统的黄河泥沙一次性充填后覆盖一定厚度土壤层的复垦方式,复垦后土壤持水性差,生产力水平低。夹层式充填复垦能够有效改善传统充填复垦土壤的水分特性,该文研究夹层位置对黄河泥沙填复垦土壤水分入渗过程的影响,共设计当地普通农田土壤剖面(CK1),传统“上土下沙”土壤剖面构型(CK2)及5个夹层式土壤剖面构型处理T1~T5:在60cm厚的黄河泥沙充填层中的不同位置夹20cm厚心土层(黏土层),夹层距离表土距离分别为50cm(T1),55cm(T2),60cm(T3),65cm(T4)及70cm(T5)。通过室内入渗试验,分析不同位置设置夹层后土壤水分入渗特性及含水率分布情况,优选适应于该地区的夹层式土壤剖面构型。结果表明:入渗率随着夹层深度的增加呈先增加后减小的趋势,即夹层位置距离土表55cm为一临界深度,此时重构土壤的入渗率最低、湿润锋的运移速度最慢、阻水效果最强,但考虑到研究区强降雨天气,易形成地表径流。当心土夹层位置距离土表60cm时,更接近普通农田土壤水分入渗特性,是黄河泥沙夹层式充填复垦的理想选择。该研究对深入探讨黄河泥沙夹层式充填复垦内部作用机理和指导滨黄河地区采煤沉陷地的土地复垦具有重要意义。

摘要：总结了国内外土地复垦与生态重建的现状,介绍了复垦土壤的侵蚀控制技术及其产业化,水利播种与覆盖技术,人造"表土"技术,矿山固体废充物复垦中的高效生物技术,尾矿多层覆盖技术等土地复垦技术的新进展;提出了当前及今后4个重要研究领域:酸性矿山废弃物污染预防技术,边坡地下水土流失防治技术,土壤重构与培肥技术,复垦地貌恢复与景观设计。

摘要：煤矸石是我国第一大固体废弃物,巨量煤矸石堆积压占了大量土地,并影响矿区及周边水土环境,煤矸石山的植被重建是解决上述问题的经济而有效的途径。国内外研究与实践表明,表层土壤特性是矸石山植被重建成功与否的决定性因素。由于表层物料组成以及所处地域等因素,目前对煤矸石山各限制性因子及其重要性看法有所不同,从而影响了措施设计及植被效果。本文以抚顺西露天煤矿等煤矸山为例,对大型煤矸石山植被恢复的诸多限制性因素进行了分析论述,认为表层风化物的主要限制性因子依次为质地、水分、养分、pH、盐分、表层温度、重金属等,这与以往研究有所不同,体现了该煤矸石山的区域特色。研究结果可为制定适宜的煤矸石山及其类似废弃物堆场的植被恢复措施提供依据。

摘要：依据准东大井矿区南露天矿区自然条件、用地类型、结合矿山已损毁和拟损毁土地情况、各地面布局位置和地区社会经济状况、相关规划、公众意愿及当地复垦经验,确定土地复垦评价单元和复垦方向。并提出土壤重构工程、监测工程等复垦措施和工程设计。通过对准东大井矿区南露天煤矿土地复垦方案研究分析,为同类露天煤矿土地复垦工程有所借鉴。