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山西省农科院农业环境与资源研究所： |
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科技助力矿区土地复垦与生态重建 |
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①山西省科技厅农社处处长韩忻彦（左2）、环资所所长张强（左1）等人调研山西孝义市矿区复垦基地。
②山西省孝义市克俄村复垦前的采煤挖损区。
③山西省孝义市克俄村复垦后的土地。
④山西省长治市襄垣县复垦项目试验区。
■本报记者 程春生
克俄村的变迁
“感谢山西省农科院农业环境与资源研究所（以下简称环资所）的技术员为我们带来的先进技术，让我们从荒芜的土地上又看到了生机与希望。”当走进山西省孝义市克俄村，提起有关土地复垦的事，村民们总是这样评价。
孝义市克俄村位于孝义市阳泉曲镇西北部黄土丘陵区，地形崎岖，是一个农业生产相对落后的村庄。该村东西长2700m,南北宽2200m，总面积5.94Km2,全村总户数666户，总人口2300人，总耕地面积870亩。该村的铝土、铁矿、煤炭资源非常丰富，而且开采较为容易，因此，多年来采煤采铝等采矿活动从未间断过。先后经历了国有铝矿开采、个体井工开采以及新福兴公司露天采煤等矿业活动，这些采矿活动使得当地本来就脆弱的农业生态环境遭到了致命的打击。回忆当年克俄村矿区的情景：漫天滚滚的灰尘，堆积如山的矿渣，满目疮痍的河道，千疮百孔的农田，这些无不向人们诠释着“兴盛”一时的矿业。但这样的“好景”并不长，随着国家对私挖乱采打击力度的增大和山西省煤炭资源整合的实施，克俄村从此结束了它那悲惨的“矿业时代”。
随着土地复垦新时期的到来，曾在当地开矿的新福兴公司试图进行土地复垦，但是由于缺乏技术，复垦后的地土质差、产量低，致使农业投入超过了农业产出，当地老百姓对此很不买账。
面对这种情况，新福兴公司找环资所求援，环资所土地复垦项目组在充分调查研究的基础上，认真分析了当地的情况，制定了一系列有效的复垦措施。在复垦管理上，采取了企业、村集体、研究所三位一体的复垦方针，即企业牵头工程复垦、村集体负责复垦土地管理、研究所提供复垦技术；在技术层面上，采取了表土剥离复垦技术、复垦土壤重构与培肥技术、林灌草合理配置技术、微生物改良技术等多种措施，当年使得复垦土地作物产量达到了亩产500公斤，超过当地正常农田作物的产量。经过连续几年的精心管理，复垦地的亩产量保持在平均700公斤的水平，使当地原来没人要的复垦地，变成了村里挣着种的高产田，并且带动了周边村庄上千亩土地进行了复垦。
开展工矿区
土地沉陷防治、复垦与生态重建研究
早在2006年，山西省农科院环资所联合太原理工大学、山西大学、山西农业大学、山西省生物研究所、山西绿宝园林设计研究所等单位，针对山西省工矿区因采矿造成的土地沉陷和生态破坏等问题，采取产学研相结合的方式，开展了“山西省工矿区土地沉陷防治、复垦与生态重建研究”山西省重大科技攻关专项的研究工作。
该项目针对工矿区土壤结构差、土壤肥力低下的问题，研究了不同复垦方式对土壤理化性质、作物产量及投资效益等的影响，建立了沉陷区土地复垦和矿区生态恢复的技术模式，同时研发了适合矿区复垦土壤快速培肥的生物产品。
针对煤矿矸石自燃的严重问题，在系统研究了矸石覆土后水分、温度和植被生长变化规律的基础上，发明了自燃煤矸石山隔氧灭火注浆管和煤矸石山柔性固土护坡装置，解决了煤矸石山复垦后的自燃问题。
基于GIS平台建立了山西省煤炭资源分布数据库，构建了基于Supermap IS.net、WebGIS架构的山西省工矿区复垦管理信息系统，为项目成果的示范推广奠定了基础。
该项目实施以来，该所已在全省建立了2个观测站、8个试验点、14个示范基地，开展各种试验30多项。并建立了3种工矿区类型（沉陷区、废弃物压占区、露天开采区）土地复垦和生态重建技术规程4项；完成矿区被破坏土地复垦工程建设标准1项；研制土地复垦生土熟化专用肥料配方和高效生土熟化菌剂与环境修复微生物制剂2个；构建土地复垦与重建生态重建信息系统1套；申请国家发明专利7项，授权5项；获得国家计算机软件著作权2项；培养博士11名，硕士生50余名（毕业37名），发表学术论文72篇。
通过该项目实施，矿区生态环境得到明显改善，企业和农民的利益均得到保证，社会经济和生态效益显著。到目前，已建成矿区土地复垦和生态重建试验基地面积330亩，示范推广面积达2万多亩。矿区植被覆盖度提高20％～40％，土地生产力提高30％～50％，科技成果推广应用率提高了30个百分点以上，科技贡献率提高20个百分点以上。
主要生态系统固碳与减排技术研究与示范
随着项目成果的不断完善和项目效益的日益增强，2009年，该所矿区复垦课题组受到了科技部国家“十一五”科技支撑计划“主要生态系统固碳与减排技术研究与示范”项目支持，开展了宜农工矿废弃地固碳技术研究与示范工作，经过33名科技人员3年的共同努力，项目组确定了不同类型工矿废弃地高效固碳的土地复垦方法；编制了现阶段适用于不同工矿废弃地生态系统固碳减排的3项技术规程；建立了1套宜农工矿废弃地土壤固碳潜力模型；研制出3种土壤调理剂配方；形成3套工矿废弃地土壤固碳和减排技术体系和管理模式。
该项目在工矿废弃地上进行土地复垦、生态恢复与高效固碳减排有机结合，系统研究了工矿废弃地复垦方式、土地利用方式及管理措施对植物碳截获和土壤固碳的效应，建立了宜农工矿废弃地土壤高效固碳体系，取得了创新成果。项目共发表研究论文19篇，其中SCI收录2篇，EI收录2篇；培养博士研究生2名，硕士研究生17名；申请国家专利1项，获国家发明专利1项。
该项目分别在山西潞安矿务局的五阳矿、孝义市克俄矿和昔阳的北南沟矿等复垦区建立了5个试验点和3个示范基地（2000亩），开展各种试验60多项（次）。目前，技术成果已辐射到山西省大同矿区、平朔矿区、晋城矿区等主要能源矿区，累计推广面积约20000亩，种植玉米亩产量由原来平均400公斤提升到640～811公斤，累计增产550万～940万公斤。
据悉，为服务全省生态开发建设，进一步完善了矿区土地复垦与生态重建的理论，拓展矿区生态重建技术体系，去年该所得到了山西省科技厅“十二五”科技重大专项支持，目前正全面开展“工矿废弃地土地复垦与生态重建技术研究与集成示范”项目的研究。
山西省农科院环资所所长、研究员张强告诉记者，他们将继续以科技引领生态治理，并运用现代农业先进技术，积极构建现代生态农业产业链，创建更多的循环经济生态农业产业模式，走出一条矿区生态建设新路子。
《中国科学报》 (2013-03-12 第5版 专题)
