本发明涉及边坡生态修复，具体属于土壤改良剂制造，尤其是一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法。
背景技术：
1、干热河谷区是全球许多地区的重要生态系统，具有独特的生物多样性和生态功能。裸露坡面是干热河谷区常见的地貌特征，这些区域通常是水源的集聚地，能够支持周边生态系统的健康。然而，随着国家能源战略的布局，大规模开发干热河谷区水利水电工程致使干热河谷区裸露坡面受到扰动影响，裸露坡面缺乏植被覆盖，导致土壤易受风雨侵蚀，坡面巨大的粉尘对环境造成严重的危害，同时造成土壤流失和地表水体污染，缺乏有机质和养分的土壤使得植物难以生存，形成恶性循环，生态环境的恶化导致生物量减少，生物多样性显著下降，加剧了干旱和极端天气事件，进一步加重了生态环境的脆弱性，面临着严重的生态退化问题。
2、目前，干热河谷区工程扰动坡面进行生态恢复多为依赖传统植被恢复方法，常规的植被恢复方法往往依赖于种植高水分需求的植物，难以适应干热环境，且成活率低。许多修复方法效果短暂，无法实现长期的生态稳定。因此，如何将干热河谷区工程废弃物无害、高效、资源化利用到脆弱的生态修复领域是当前水利水电项目水土保持与生态修复的研究重点。
3、将水利水电项目开发副产品资源化利用理念和水土保持与生态修复理念相结合，以工程废弃物矿渣为主料的修复方法能够适应干热河谷区的特殊环境条件，提供良好的生长基质。矿渣作为工业副产品，资源丰富且成本低廉，通过合理处理和利用，可以有效降低生态修复的成本，同时实现废物资源。苔藓结皮的形成能够为其他植物提供生长基础，促进生物多样性的恢复。通过优化矿渣基质和苔藓种类的选择，能够提高苔藓结皮的生长速度和覆盖率，能有效抵抗大风造成的粉尘污染，不仅可以缩短生态修复的时间，还实现了长期的生态稳定。本方法采用天然材料和生物修复技术，减少了对环境的负面影响，符合可持续发展的理念。旨在为干热河谷区的生态修复提供一种创新、有效且可持续的方法，促进生态环境的恢复与保护。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法，此方法利用矿渣作为主要材料，有效地将工程废弃物转化为生态修复的资源，减少了环境污染和资源浪费，通过保水剂等外掺剂改善土壤的物理结构，增加土壤的通气性和排水性，促进苔藓根系的生长，促进生态恢复和生物多样性的增加，苔藓结皮的形成能够改善局部微气候，增加土壤湿度，促进其他植物的生长，矿渣的物理特性和苔藓的生长相结合，可以帮助苔藓在干旱条件下更好地生存，增强其对干热环境的适应能力，有效防止土壤风蚀，保护土壤资源。
2、为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法，包括以下步骤：
3、步骤一，清理坡面：清除坡面碎石、浮土，确保坡面稳定，生境基材不易滑脱；
4、步骤二，挂网锚固：对坡面进行钻孔，植入锚杆，铺设空心镀锌网片，用铁丝将空心镀锌网片与锚杆绑扎稳固；
5、步骤三，基材喷敷：采用干喷法在坡面喷敷生态修复底层基材，喷射厚度为40~60mm，生态修复底层基材喷敷完毕后，采用干喷法喷敷生态修复表层基材，喷射厚度为10~20mm；
6、步骤四，滴灌养护：生态修复表层基材喷敷完毕后，使用可降解无纺布将坡面覆盖，将养护水管与空心镀锌网片的空心注水口连接，注水养护，形成滴灌效果，保持坡面湿润，7~15天坡面苔藓生根冒芽，实现苔藓结皮的生态修复。
7、优选的，所述步骤二设置锚杆间距为1000~1500mm，锚杆植入深度为5000~8000mm，锚杆外漏高度为50~800mm，空心镀锌网片是由中空直径为2~4mm的镀锌管编制而成的网片，网孔长、宽为20~40mm，镀锌管壁分布有间距为100~200mm的透水孔，透水孔直径为1~1.5mm，镀锌管两端分别设置螺纹丝口，能够外接加压注水管或者闭合螺丝帽。
8、优选的，所述步骤三生态修复基材中，生态修复底层基材包括以下重量份配比的组份：矿渣50~60、种植土20~30、植物秸秆2~4、保水剂0.8~1.6、保肥剂0.2~0.5、结构改良剂5~8均匀混配而成；生态修复表层基材包括以下重量份配比的组份：矿渣50~60、种植土20~30、植物秸秆1~2、促生剂0.5~0.8、保水剂0.8~1.6、保肥剂0.1~0.3、苔藓粉末0.5~1均匀混配而成。
9、优选的，所述矿渣为工程施工开挖矿石，经过碎石机打碎后进行筛分，矿渣粒径大小为1~5mm。
10、优选的，所述植物秸秆为小麦、玉米、稻谷、大豆收割后的晒干茎秆，植物秸秆含水率不大于6%，秸秆长度为5~20mm。
11、优选的，所述保水剂为阴离子型聚丙烯酰胺、海藻酸铵、壳聚糖按照质量比1.2~2.4：0.8~1.2：0.8~1.2均匀混配而成，其中阴离子型聚丙烯酰胺分子量1500~1800万，固含量不低于90%；海藻酸铵分子量50000~200000道尔顿，纯度不低于90%；壳聚糖粒径为50~500微米，分子量100000~500000道尔顿，纯度不低于85%。
12、优选的，所述保肥剂为腐殖酸、腐植酸钠按照质量比0.5~1.5：0.8~1.2均匀混配而成的有机保肥剂，保肥剂粒径为0.1~1mm，分子量为1000~10000道尔顿，纯度不低于70%，确保其有机成分的有效性。
13、优选的，所述结构改良剂为蛭石、珍珠岩按照质量比0.5~1.5：0.8~1.2均匀混配而成，结构改良剂粒径为1~5mm，纯度不低于90%，确保其具有良好的透气性和透水性。
14、优选的，所述促生剂为根瘤菌、放线菌、木霉菌、芽孢杆菌按照质量比0.6~1.4：1.0~2.0：0.8~1.2：1.2~2.0均匀混配而成，根瘤菌粒径为10~100微米，活性不低于108 cfu/g；放线菌粒径为10~100微米，活性不低于107 cfu/g；木霉菌粒径为10~100微米，活性不低于106 cfu/g；芽孢杆菌粒径为10~100微米，活性不低于108 cfu/g。遇水后能促进苔藓生根发芽，能够改善苔藓的生长环境，促进其根系发育和生长。
15、优选的，所述苔藓粉末由石盖苔、疏苔、薄叶苔按照质量比1~2：1~2：0.5~1均匀混配而成，均为风干后过5mm筛的粉屑状，含水率不大于6%，其中参照用量石盖苔200~400g/m2，疏苔200~400g/m2，薄叶苔100~200g/m2，苔藓总使用量为500~1000g/m2。
16、本发明有如下有益效果：
17、1、本发明基质以工程废弃物矿渣作为主要材料，不仅能够有效利用资源，减少环境污染，矿渣的颗粒结构可以改善土壤的通气性，促进根系的生长和发育，具有良好的水分保持特性，有助于在干热环境中保持土壤湿润，矿渣中含有多种矿物质（如硅、钙、镁等），可以为苔藓及其他植物提供必要的养分，促进其生长，从而增强土壤的生态功能。能够持续改善土壤结构、提供养分、增强植物抗逆性，促进生态恢复，具有显著的生态、经济和环境效益，符合可持续发展的理念。
18、2、与传统的挂网使用活络镀锌铁丝网相比，空心镀锌网片不仅能够实现增加坡面基材稳定性，有效地固定基材，减少水流和风力对坡面的侵蚀，防止土壤流失防止坡面基材滑落、龟裂，而且空心镀锌网片的中空镀锌管可以起到滴灌作用，不仅能够精确控制水量，确保苔藓获得所需的水分，避免过量导致基材强度不足出现滑移，甚至出现坡面水流成股发生细沟侵蚀，或水分不足导致苔藓缺水无法生长，同时通过直接将水输送到基材内部，起到滴灌效果显著减少了水分的蒸发和渗漏损失，提高了水的利用效率。
19、3、聚丙烯酰胺、海藻酸铵和壳聚糖的混合物作为干热河谷区苔藓结皮生态修复的保水剂，具有优异的水分保持能力，能够在土壤中形成水合胶体，显著提高土壤的持水能力，海藻酸铵和壳聚糖的结合可以缓慢释放水分，提供持久的水分供应，适合干热环境中的植物生长。聚丙烯酰胺能够促进土壤颗粒的聚集，形成良好的土壤团粒结构，改善土壤结构，减少水土流失和风蚀，壳聚糖和海藻酸铵能够为土壤微生物提供营养，促进其生长和繁殖，生物的活性提高有助于土壤的养分循环和有机质的分解，改善土壤健康。这种混合物能够在干热河谷区的极端气候条件下有效工作，提供必要的水分支持，能够有效提高土壤的保水能力，改善土壤结构，促进植物生长，增强生态系统的稳定性和可持续性。
20、4、促生剂中根瘤菌和其他微生物能够促进苔藓的生长，增加其生物量和覆盖度，促生剂能够提高苔藓的繁殖能力，促进其在修复区域的扩展，根瘤菌与苔藓的根系形成共生关系，增强根系的吸收能力，进一步提高养分的获取，放线菌和芽孢杆菌能够分解土壤中的有机物，释放出可供苔藓吸收的养分，提高其养分利用效率，促生剂中的微生物能够改善土壤的水分保持能力，帮助苔藓在干旱条件下更好地生存，同时木霉菌和芽孢杆菌能够抑制病原菌的生长，保护苔藓免受病害，提高其生存率，根瘤菌、放线菌、木霉菌和芽孢杆菌均为天然微生物，不会对环境造成负面影响。
21、5、选用石盖苔、疏苔、薄叶苔均匀混配而成的苔藓物种，具有较强的耐旱能力，能够在干热环境中生存，适合干热河谷区的气候条件，苔藓的生长能够促进土壤颗粒的聚集，改善土壤的通气性和水分保持能力，增强土壤的物理性质，苔藓的生长和死亡会增加土壤中的有机质含量，改善土壤肥力，为后续植物的生长提供良好的基础，苔藓能够吸收和储存水分，在干旱条件下缓慢释放水分，帮助维持土壤湿度，支持植物生长。使用苔藓进行生态修复不仅可以快速提高土壤抗水蚀、抗风蚀的效果，抑制粉尘污染，而且可以降低成本，尤其是在水资源匮乏的地区。
22、6、综上，本发明提供的一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法，该方法利用矿渣作为主要材料，有效地将工程废弃物转化为生态修复的资源，减少了环境污染和资源浪费，矿渣的颗粒特性可以改善土壤的物理结构，增加土壤的通气性和排水性，促进植物根系的生长，苔藓结皮能够为后续植物的生长提供良好的基质，促进植被的恢复和生物多样性的增加，苔藓结皮的形成能够改善局部微气候，增加土壤湿度，促进其他植物的生长，矿渣的物理特性和苔藓的生长相结合，可以帮助苔藓在干旱条件下更好地生存，增强其对干热环境的适应能力，有效防止土壤风蚀，保护土壤资源，同时采用矿渣作为修复材料可以降低生态修复的成本，尤其是在资源匮乏的干热河谷区，减少了对环境的负面影响，符合可持续发展的理念。旨在为干热河谷区的生态修复提供一种创新、有效且可持续的方法，促进生态环境的恢复与保护。
1.一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法，其特征在于：所述步骤二设置锚杆间距为1000~1500mm，锚杆植入深度为5000~8000mm，锚杆外漏高度为50~800mm，空心镀锌网片是由中空直径为2~4mm的镀锌管编制而成的网片，网孔长、宽为20~40mm，镀锌管壁分布有间距为100~200mm的透水孔，透水孔直径为1~1.5mm，镀锌管两端分别设置螺纹丝口，能够外接加压注水管或者闭合螺丝帽。
3.根据权利要求1所述一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法，其特征在于：所述步骤三生态修复基材中，生态修复底层基材包括以下重量份配比的组份：矿渣50~60、种植土20~30、植物秸秆2~4、保水剂0.8~1.6、保肥剂0.2~0.5、结构改良剂5~8均匀混配而成；生态修复表层基材包括以下重量份配比的组份：矿渣50~60、种植土20~30、植物秸秆1~2、促生剂0.5~0.8、保水剂0.8~1.6、保肥剂0.1~0.3、苔藓粉末0.5~1均匀混配而成。
4.根据权利要求3所述一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法，其特征在于：所述矿渣为工程施工开挖矿石，经过碎石机打碎后进行筛分，矿渣粒径大小为1~5mm。
5.根据权利要求3所述一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法，其特征在于：所述植物秸秆为小麦、玉米、稻谷、大豆收割后的晒干茎秆，植物秸秆含水率不大于6%，秸秆长度为5~20mm。
6.根据权利要求3所述一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法，其特征在于：所述保水剂为阴离子型聚丙烯酰胺、海藻酸铵、壳聚糖按照质量比1.2~2.4：0.8~1.2：0.8~1.2均匀混配而成，其中阴离子型聚丙烯酰胺分子量1500~1800万，固含量不低于90%；海藻酸铵分子量50000~200000道尔顿，纯度不低于90%；壳聚糖粒径为50~500微米，分子量100000~500000道尔顿，纯度不低于85%。
7.根据权利要求3所述一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法，其特征在于：所述保肥剂为腐殖酸、腐植酸钠按照质量比0.5~1.5：0.8~1.2均匀混配而成的有机保肥剂，保肥剂粒径为0.1~1mm，分子量为1000~10000道尔顿，纯度不低于70%，确保其有机成分的有效性。
8.根据权利要求3所述一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法，其特征在于：所述结构改良剂为蛭石、珍珠岩按照质量比0.5~1.5：0.8~1.2均匀混配而成，结构改良剂粒径为1~5mm，纯度不低于90%，确保其具有良好的透气性和透水性。
9.根据权利要求3所述一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法，其特征在于：所述促生剂为根瘤菌、放线菌、木霉菌、芽孢杆菌按照质量比0.6~1.4：1.0~2.0：0.8~1.2：1.2~2.0均匀混配而成，根瘤菌粒径为10~100微米，活性不低于108 cfu/g；放线菌粒径为10~100微米，活性不低于107 cfu/g；木霉菌粒径为10~100微米，活性不低于106cfu/g；芽孢杆菌粒径为10~100微米，活性不低于108 cfu/g。遇水后能促进苔藓生根发芽，能够改善苔藓的生长环境，促进其根系发育和生长。
10.根据权利要求3所述一种以矿渣为主料的干热河谷区苔藓结皮生态修复的方法，其特征在于：所述苔藓粉末由石盖苔、疏苔、薄叶苔按照质量比1~2：1~2：0.5~1均匀混配而成，均为风干后过5mm筛的粉屑状，含水率不大于6%，其中参照用量石盖苔200~400g/m2，疏苔200~400g/m2，薄叶苔100~200g/m2，苔藓总使用量为500~1000g/m2。
