本文发表于《中国水土保持科学》2024年第22卷第3期“生态修复与生态安全”栏目。
针对青藏高原高寒矿区“客土”资源缺乏、土壤结构质量差和植被建造困难等问题，研究蛇纹石渣土与当地原土配制和改良，为植被建造提供种植基质。以青海威斯特铜矿为例，通过土壤模拟、盆栽种植和田间小区试验方法，对矿区蛇纹石渣土与当地原土进行种植基质配制，并通过改良试验确定种植基质的改良方案。
青海威斯特铜矿位于青海省果洛藏族自治州(E 100°07′30″，N 34°23′30″)德尔尼山。该地区地形呈南北高、中间低，海拔标高4 000~4 400 m。该地形呈南北高、中间低，属典型青藏高原气候，年均气温-1.2 ℃。年均降雨375.2 mm，主要集中在暖季。植被类型为高寒草甸植被。矿区在矿石开采中产生大量蛇纹石渣石，其组成类似土壤。蛇纹石渣土疏松多孔，有良好的种植潜力，但存在盐渍化、贫瘠、保水性差、养分欠缺和重金属污染等问题。
研究区位置图
讨论：
1.蛇纹石渣土与原土配制种植基质分析
客土改良是废弃资源化利用和人工配制种植基质的重要途径。笔者针对青藏高寒地区矿山生态修复中存在的问题，利用矿区废弃的蛇纹石渣土和开采中存量原土，通过模拟和实地试验，获得蛇纹石渣土与原土的合理配比及其改良的材料添加配比。试验结果在2023年青海威斯特铜矿大面积生态修复工程中应用证明。蛇纹石渣土与原土6∶4配比和通过优化改良组合对平地和坡地牧草出苗和成苗表现出高寒矿区生态修复的良好效果，后续效果将进一步观察。
从废弃矿渣与原土配制的基质理化性能角度，蛇纹石渣土缺少有机质和养分，有效孔隙度偏小、pH较高、土壤性能较差，造成当地植物生长困难。仅依赖羊板粪和保水剂等添加物，而不结合颗粒小、有机质较高的原土引导，难以实现基质的优化配比效果。因此，本研究采用蛇纹石渣土与原土的混配，主要是解决基质结构互补和养分引导的问题。尽管原土添加后土壤盐分有增加，但未导致盐碱化，反而在高寒地区适度的土壤盐分可提升牧草抗冻性，从而改善牧草质量。原土富含良好的土壤养分，添加有效解决由水土流失引起的土壤贫瘠问题。处理D相较于CK有显著改善且符合国家第2次土壤普查标准，在经济性和效果所要求的最低标准方面，初步综合理化指标认为此配比是合适的。
2. 蛇纹石渣土与原土种植基质的改良及其牧草种植
种植基质改良是应用田间种植的基础，混种披碱草和其他草种的试验结果显示，蛇纹石渣土与原土6∶4的混配初期发芽较缓，但在第31天显现出明显优势，单播也表现类似的结果。朱先波等在柴油污染土壤中种植黑麦草可提高生物量，增加土壤有机质含量。披碱草的种植还能降低土壤碱性，提高土壤养分，并促进微生物活性和种类的改善。
蛇纹石作为种植基质显示出研究潜力，经客土改良后，成功改善理化性质，实现生态恢复目标。在青藏高寒矿区植物难以复苏的情况下，利用当地廉价的蛇纹石进行客土改良，优化土壤性质，节约了成本。这既保护当地生态环境，又实现固废资源化利用。科学方法和理化分析结合出苗证明了蛇纹石渣土和原土配比的合理性和应用性，为青海果洛的生态修复提供了重要技术支持。
结论：
1) 高寒矿区的蛇纹石渣土与当地原土按6∶4比例混合时，对土壤理化性质的改良效果最优，是一种有效的改善青海高寒矿区土壤质量的方法。蛇纹石渣土与原土优化配制时，土壤密度较纯蛇纹石渣土变化不大，土壤pH值和土壤电导率明显降低，土壤毛管孔隙度和田间持水量均明显增加，除有机质外，基质的全氮、有效磷、水解性氮、速效钾含量均提高，有利于土壤理化性能改善，为牧草种植提供较好的基质。
2) 盆栽种植试验证明，按照优化比例配制的基质土壤，蛇纹石渣土与原土6∶4配制的种植基质较纯蛇纹石渣土可提高出苗和改善草种生长，此配比为宜。
3) 田间种植试验证明，高寒高海拔缺土矿区生态修复可参考利用蛇纹石渣土与原土的基质改良，可采用土壤改良材料羊板粪3.12 kg/m2，TG改良剂1 kg/m2，同时配比KM 3005保水剂12 g/m2和多种牧草混种方式，植被恢复效果和经济性较优。
原土与蛇纹石渣土配制的基质物理指标变化
原土与蛇纹石渣土配制的基质化学指标变化
披碱草6种牧草混合和单独种植出苗数
披碱草株高、生物量情况
不同处理试验田植物指标数据
孔令健, 张琳, 王颖南, 张明, 史兴萍, 黄占斌. 高寒矿区蛇纹石渣土配制及其改良种植基质的试验——以青海威斯特铜矿为例[J]. 中国水土保持科学, 2024, 22(3): 120-128. DOI: 10.16843/j.sswc.2023126.
KONG Lingjian, ZHANG Lin, WANG Yingnan, ZHANG Ming, SHI Xingping, HUANG Zhanbin. Experiments on the configuration of serpentine slag soil and its improved planting substrate in alpine mining area: A case study of the West Copper Mine in Qinghai[J]. Science of Soil and Water Conservation, 2024, 22(3): 120-128. DOI: 10.16843/j.sswc.2023126.
青海威斯特铜业有限责任公司“高寒矿区边坡绿化喷播基质配制及其应用技术研究”(2641-ZC-2022-00094)
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