土地生态修复中的植被恢复技术与应用

0 引言

全球范围内，土地退化已成为威胁生态安全与可持续发展的核心问题，采矿活动遗留的裸露排土场、河流侵蚀导致的岸线崩溃、次生盐渍化废弃农田及过度放牧引发的草地沙化，形成四大典型退化类型。这些区域普遍存在植被消亡、土壤结构破坏、生物多样性丧失等连锁反应，进而加剧水土流失、污染扩散及生境破碎化。我国矿山废弃地存量超 800 万公顷，边坡岩屑层松散导致泥石流风险；河岸侵蚀区年均侵蚀模数超5000 吨/ 平方公里，危及堤防安全；黄淮海平原约 2000 万亩耕地因次生盐渍化减产；北方牧区沙化草地以每年 1700平方公里速度扩张，造成沙尘源区扩大，传统单一工程固坡或化学改良措施，难以实现生态系统可持续恢复。核心矛盾集中于三方面，植被定植基质缺失矿山渣土贫瘠、盐碱地离子毒害、沙地养分匮缺；水分胁迫干旱区降水利用率不足 30% ，坡面径流冲刷加剧；群落结构失衡外来物种引种导致生态功能弱化，自然演替进程缓慢。亟需构建" 因地施策、物种- 土壤- 地形协同" 的技术体系，通过微尺度生境再造与生物功能激活，突破退化生态系统恢复瓶颈。

1 核心植被恢复关键技术

植被恢复是土地生态修复的核心环节，其技术体系需针对立地障碍因子精准干预，通过提升种子萌发率、幼苗存活率及群落稳定性实现生态功能重建。以下三项关键技术是支撑修复成效的实操基础。

1.1 乡土物种筛选与目标群落构建技术

依据“适地适树”原则，将植被恢复视为人工引导的生态演替过程，需分三步实施。生境诊断与物种库建立对修复区土壤重金属含量、盐碱化程度、有机质含量及降水规律等参数量化分析，从当地自然植被中筛选耐逆性强的先锋物种，例如在酸性矿山废弃地选用耐铝毒的芒草和蜈蚣草；在干旱沙区选用深根系灌木柠条和沙蒿。功能群设计与配置优化基于修复目标如固土、截污构建多层次群落，在黄土高原沟壑区采用“乔木（刺槐）—灌木（沙棘）—草本（冰草）”混交模式，利用沙棘须根网络固定浅层土壤、刺槐主根锚固深层土体、冰草覆盖地表抑制溅蚀，群落密度按乔木 600 株 / 公顷、灌木 2000 丛 / 公顷、草本条播带间距 1.5 米精细化配置。种间互作调控引入豆科植物（如紫穗槐）与固氮根瘤菌共生体系，为群落提供氮素营养；在重金属污染区种植富集植物（东南景天）与菌根真菌协同增效，提升重金属吸收效率 30% 以上。

1.2 土壤基质改良与生物激活技术

解决土壤结构性障碍与生物活性缺失问题，为植被根系创造“生存微域”。物理改良针对板结土壤，采用深松机打破 30-40cm 犁底层，改善通气透水性；对砾石含量 >60% 的矿渣地，实施 20cm 厚客土覆盖黏土 : 有机质 =7:3，形成有效根系生长层；在盐碱地开挖深 50cm、间距 2m 的排水暗沟，结合淋洗排盐。化学调理酸性土壤施用石灰（1-2 吨 / 公顷）调节 pH 至 6.5 ；碱化土壤投加石膏（3-5 吨 / 公顷）置换钠离子；同步掺入腐熟秸秆（10 吨 / 公顷）或污泥基有机调理剂含腐植酸 ⩾30% ，提升有机质至 1.5% 阈值。生物激发接种复合功能菌剂含固氮菌、解磷菌 ⩾10^sCFU/g ，施用量5kg/ 亩，与种子混播；在退化林地接种外生菌根真菌如彩色豆马勃，促进松树根系磷吸收；引入蚯蚓威廉环毛蚓3000 条/ 亩改善土壤团粒结构，加速有机质矿化。

1.3 微地形改造与集水保墒技术

通过工程措施优化局域水热条件，突破干旱区植被定植瓶颈。微地形塑造在 15^∘ ° -25°坡面开挖品字形排列的鱼鳞坑长径 80cm× 短径 50cm× 深 30cm ，坑内回填改良土；在风沙区设置 ∣m×lm 草方格沙障，障内种植沙生植物；丘陵区沿等高线构筑宽 40cm、深 30cm 的竹节沟，沟内每 5m 设横向土埂拦蓄径流。水分高效利用鱼鳞坑内施用保水剂聚丙烯酰胺型，用量 3kg/ 亩，使土壤持水率提升 25% ；地表覆盖秸秆（厚度 5cm）或可降解 PLA 地膜，减少蒸发量 50% ；在集水沟下游修建 小型蓄水池，配套滴灌系统保障苗木关键生长期需水。

生境协同设计将抗旱植物如柽柳栽植于集水沟下缘，喜湿植物（芦苇）布置于蓄水池周边，形成“径流收集—水分再分配—植物响应”的协同系统。

2 土地生态修复中的应用场景

2.1 矿山排土场边坡生态稳固修复

技术集成路径微地形重塑在坡度＞ 35°的碎石边坡，开挖阶梯式反坡台地台面宽 1.5m，内倾角 10^∘ ，台缘垒砌毛石挡墙；台面内挖 V 型集水沟（深20cm），沟内填充砾石滤层，引导雨水下渗，坡面满铺椰丝植生毯（厚 1cm），用U 型钢钉锚固，避免表层土体滑移。

基质功能化改良覆土前对煤矸石基底喷洒酸性中和剂（碳酸钙浆液）；客土掺入煤渣改良剂30% 污泥堆肥 +5% 腐植酸至厚度40cm ；播种时拌入根瘤菌包衣的紫穗槐种子，促进贫瘠环境氮素转化。植被靶向构建坡顶栽植重金属富集灌木紫穗槐（株距 0.8m) ），利用深根系锚固岩屑层；坡面混播狗牙根“Cynodondactylon Tifway”品种（耐铅锌）与野菊花（蜜源植物），形成致密草皮层；坡脚种植芦苇群丛，吸收淋滤废水中的砷污染。成效植生毯半年内降解，紫穗槐根系穿透矸石缝隙，狗牙根覆盖度达 90% ，边坡侵蚀量下降 85% 。

2.2 河岸带侵蚀区植被缓冲带构建

技术集成路径柔性工程固基在冲刷严重的陡岸（坡度 45^∘ ）打入直径 8cm柳桩（间距 50cm. ），桩间编织活枝捆杞柳枝条；坡脚堆叠石笼 40cm×40cm 消能，石笼间隙填植芦苇根茎。生物活性快速覆绿坡面铺设 3cm 厚椰纤维毯，夹层预混草种（高羊茅 60%+ 早熟禾 30%+ 紫花苜蓿 10% ）、保水剂颗粒、促根菌剂；毯体用竹签固定，遇降雨释放活性成分。立体截污系统缓冲带纵向分三级：近水区密植芦苇行距 30cm，茎秆减缓流速；中坡栽杞柳灌丛（45°斜插扦插苗），根系网络固土；坡顶配置草本过滤带（香根草 + 狼尾草），吸附农田径流中氮磷。成效柳桩 6 个月萌发新枝，生物毯 30 天出苗，一年后植被覆盖度 95% ，总氮拦截率超 70% 。

2.3 中度盐碱化农用地生产功能提升

技术集成路径盐分淋洗与隔离铺设暗管管径 8cm ，埋深 1.2m ，间距 15m，灌水淋洗后排放含盐尾水；表土施用脱硫石膏（3 吨 / 亩）置换钠离子，形成20cm 厚隔盐层。耐盐作物系统构建选择盐角草（Salicornia）作为先锋作物，播种量 5kg/ 亩，吸收表层盐分；第二季轮作耐盐甜高粱“辽甜 1 号”，利用深根系（深达 2m）利用下层低盐水；田埂种植柽柳绿篱，降低周边盐分迁移。微生物活化结合翻耕施入耐盐菌剂（含盐单胞菌 ），促进有机质分解，缓解盐胁迫对作物的毒性，成效土壤EC 值从8 dS/m 降至3 dS/m ，甜高粱产量达常规农田 80% 。

2.4 退化沙化草地植被快速重建

沙障固形与微生境再造差异化沙障配置在流动沙丘（风速 >5m/s ）铺设1m×1m 麦草方格草把埋深 30cm ，外露 20cm ；半固定沙丘改用高抗紫外尼龙网沙障（网孔径 2cm×2cm×× ），网间用钢钎锚固。种植穴功能化处理沙障交点挖穴，穴底铺5cm 厚黏土防渗层，回填沙土混合腐熟羊粪（3:1）至穴深2/3 处；每穴施保水剂淀粉接枝丙烯酰胺型 50g ，覆土压实。灌草协同定植与养分循环深栽灌木稳沙选用柠条营养钵苗（苗高 ⩾25cm, ），脱钵后深栽至穴底黏土层，穴灌定根水10L ；苗茎基部包裹秸秆防沙割。草种精准激活障格内点播沙蒿种子（每穴 8-10 粒），覆盖 1cm 厚细沙 + 秸秆碎屑混合层；采用无人机喷施黄腐酸叶面肥（浓度 0.3%），提升幼苗抗旱性。生物固氮系统混播根瘤菌包衣的沙打旺种子（比例 1:3），接种丛枝菌根真菌孢子悬液（2L/ 亩），形成“豆科固氮—菌丝转运—禾草利用”循环链，成效柠条当年保存率 85%，沙蒿 45 天覆盖地表，三年后土壤有机质从0.2% 增至0.8%，地表形成1cm 生物结皮。

4 结论

土地生态修复技术体系通过精准适配退化类型，实现四类典型场景的生态功能重建，矿山排土场采用阶梯式微地形改造与植生毯锚固，结合重金属富集植物种植，同步解决边坡失稳与污染阻隔；河岸侵蚀区依托柳桩活枝捆与生物活性纤维毯构建多层次根系网络，有效削减径流冲刷与面源污染；中度盐碱地实施暗管排盐 - 石膏改良 - 耐盐作物轮作技术链，打破盐分抑制并恢复农业生产；退化沙化草地借力网格沙障生境再造与灌草菌根协同，突破干旱贫瘠限制形成稳定植被层。全链条技术以 乡土物种功能化筛选 为内核，土壤 - 地形 -生物协同改良 为路径，在控制侵蚀、固持沙源、消减盐害、拦截污染等方面形成可验证的生态增益，为退化土地提供兼具工程效力与生态弹性的修复范式，推动生态保护与绿色生产协同发展。

参考文献

[1] 王显耀. 生态修复技术在矿区废弃地植被恢复中的应用效果 [J]. 中国战略新兴产业 , 2025, (11): 95-97.

[2] 文剑然, 夏旭忆. 河流生态修复中植被恢复技术的应用 [J]. 资源节约与环保 , 2025, (03): 91-94+95 .

[3] 程强 . 植被混凝土技术在高陡边坡生态修复中的应用——以焦作某矿山地质环境恢复治理工程为例 [J]. 化工矿产地质 , 2023, 45 (04): 334-340.

[4] 李春林 , 许剑平 , 付晓晓 , 等 . 团粒喷播生态修复技术在高碱性赤泥堆场植被恢复中的应用——以山东铝业赤泥堆场植被恢复项目为例 [J]. 中国城市林业 , 2014, 12 (05): 16-19.