村镇废弃场地植物修复与生态景观化研究

前言

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 村镇废弃场地污染现状 2

1.2.1 村镇垃圾污染问题 2

1.2.2 村镇工矿废弃场地污染问题 5

1.3 植物修复技术研究现状 6

1.3.1 污染场地植物修复基本原理 6

1.3.2 垃圾废弃地植物修复现状 8

1.3.3 工矿废弃地植物修复现状 10

1.4 陆域废弃场地景观生态与安全格局研究现状 12

第2章 村镇生活垃圾堆放场地植物修复技术研究 15

2.1 村镇生活垃圾堆放场地的污染特征 15

2.1.1 北涧头村村东河道旁垃圾堆场污染特征 16

2.1.2 张翠台村垃圾堆场污染特征 27

2.2 村镇生活垃圾堆放场地的植物修复技术方案 34

2.3 典型村镇生活垃圾堆放场地的植物修复示范工程 37

2.3.1 修复植物的特性与筛选 37

2.3.2 修复植物的配置方案 39

2.3.3 示范场地建设维护 40

2.4 村镇生活垃圾堆放场地的植物修复效果研究 44

2.4.1 植物对垃圾废弃地重金属的修复 48

2.4.2 植物对垃圾废弃地PAHs 的修复 51

2.4.3 植物对垃圾废弃地氮的影响 59

第3章 村镇小型工矿废弃地植物修复技术研究 63

3.1 村镇小型工矿废弃地的污染特征 63

3.1.1 主要污染物识别 63

3.1.2 重金属空间分布及来源 65

3.1.3 重金属形态分析及浸出毒性 70

3.2 村镇小型工矿废弃地的植物修复技术方案 72

3.2.1 植物修复技术实施步骤 72

3.2.2 修复目标及方案 74

3.2.3 植物配置方案 74

3.2.4 植物栅构建和减渗截留方案 78

3.3 村镇小型工矿废弃地植物修复示范工程 79

3.3.1 超富集乡土植物初选 79

3.3.2 超富集植物确定 80

3.3.3 示范场地植物修复试验 82

3.3.4 配套建设 86

3.3.5 场地维护 89

3.4 村镇小型工矿废弃地的植物修复效果研究 91

3.4.1 修复植物重金属含量 91

3.4.2 废弃地土壤有机质变化 93

3.4.3 乔-灌-草联合配置截留减渗效率 94

第4章 村镇废弃场地植物修复的生态景观化技术研究 96

4.1 村镇废弃场地的景观生态特征与恢复措施 96

4.1.1 典型村镇废弃场地的景观生态特征 96

4.1.2 典型村镇废弃场地的生态恢复措施 98

4.1.3 村镇废弃场地植物修复的景观格局优化方法 99

4.2 典型村镇废弃场地修复的景观化方案 100

4.2.1 典型村镇垃圾堆放废弃场地景观生态特征调研 100

4.2.2 典型村镇垃圾堆放废弃场地生态修复与景观化方案 102

4.2.3 典型小型工矿废弃场地景观生态特征调研 103

4.2.4 典型村镇小型工矿废弃场地生态修复与景观化方案 104

4.3 微尺度中生态安全格局及阻力因子定量化分析方法 105

4.3.1 景观生态学中阻力因子与安全格局研究方法 105

4.3.2 微尺度受损村镇生态系统的阻力因子与安全格局研究方法 109

4.3.3 典型微尺度受损村镇生态系统阻力因子分析 112

第5章 总结 125

5.1 主要结论 125

5.2 主要结果 126

5.2.1 村镇废弃场地污染特征 126

5.2.2 村镇废弃场地修复植物栅构建和修复效果 126

5.2.3 村镇废弃场地生态安全评估 127

5.3 技术特色 128

参考文献 129

彩图 2100433B

我国村镇地区的生活垃圾堆放场地和小型工矿废弃场地广泛存在，严重损坏了村镇陆域生态系统，构成了潜在生态安全隐患。本书总结了废弃场地低碳生态修复与景观化实用技术研发过程与成果，重点介绍了高效吸收或降解多重污染物的复合植物生物栅拦截削减技术，及其在生活垃圾堆放场地和小型矿场废弃地修复中的技术效果；阐述了基于阻力因子定量分析的生态安全评估指标体系及安全格局构建方法。本书介绍的村镇废弃场地植物修复与生态景观化技术方法具有广泛的应用价值及产业化前景，为村镇废弃场地生态修复提供了可借鉴和推广的绿色技术，为建设健康的村镇陆域生态系统提供了科技支撑。

工业废弃场地是指受工业生产活动直接影响失去原来功能而废弃闲置的用地及用地上的设施。工业生产活动影响指的是工业生产活动终止或工业生产过程中所采用的资源生产技术方法。在外延范畴上，工业废弃场地包括废弃工业用地、废弃的专为工业生产服务的仓储用地、对外交通用地和市政公用设施用地，以及沿用资源生产技术方法所形成的采掘沉陷区用地、废弃露天采场用地、工业废弃物堆场用地等。

废弃场地就是弃置不用的用地。包括在工业与农业生产、城市建设等土地利用过程中由于自然或人为作用所产生的各种废弃闲置的用地，工业废弃场地是其中最主要的形式之一。

在人类社会的发展历史中，这些工业设施如废弃的矿山、采石场、工厂、铁路站场、码头、工业废料倾倒场等，曾发挥过重要作用，但一经废弃，给生态和环境造成的危害也是多方面且难以恢复的。首先，工业废弃场地多是由资源粗放型开采方式引发的，常造成大量的耕地被侵占和破坏，使地区的农业经济支撑能力下降；其次，由于过度利用资源和环境污染等原因，常造成草地、森林等生态系统退化，使土壤亚系统环境恶化，甚至加速了土地的盐碱化或荒漠化；再次，形成破残衰败的环境景观，严重影响了城市形象；另外，是对城镇的河流水系、地面的建筑物以及公路、铁路、管线等城市交通和市政设施因废弃、闲置所造成的损失和破坏。

工业废弃场地土壤的污染主要是由于企业在原始开发、建设和运行中产生的污染遗留问题。土壤是一个复杂的系统，污染物，特别是重金属污染物进入上壤后很难从土壤系统中治理出去，经长期积累，超过了土壤的自净能力，从而使污染物长期停留于土壤中。由于历史遗留问题，工业废弃场地中残留的众多重金属或其他污染物很难从土壤中治理出去，这些废弃场地不仅不能种植食用农作物，废弃场地中的污染物还会随地表径流流入附近水源，造成二次污染，甚至危害地下水环境。

矿山废料和污染质与岩土介质是两类不同性质的介质，现有的煤岩体特形研究主要侧重于矿床或石料采出后围岩体的变化，对于采出的废石料（矸石）特性的变化则较少研究，且现有的理论尚不能很好地解释这种变化。研究内容包括：矿井废弃物料存在环境变化引起的物理力学与化学特性变化及其对渗透特性的影响；充填复垦场地废弃物料中主要元素释放与扩散过程；充填复垦场地在渗透作用下的沉降机理研究；覆土绿化对渗透特性的影响及其对矸石山边坡稳定的影响机理。以矿山充填复垦中的环境岩土工程问题研究为突破口，一方面可解决充填复垦中的一些实际问题，另一方面，可为开展矿山环境岩土工程研究奠定基础，丰富和扩展环境岩土工程这一新兴交叉学科。 2100433B