[发明专利]一种增加冻土区近地表气温和浅层土壤温度的方法

说明书

本发明公开了一种增加冻土区近地表气温和浅层土壤温度的方法，涉及寒区工程与环境领域；该方法包括以下步骤：将尾矿覆盖在所述冻土区的土壤表面。利用本发明的方法可以拓宽尾矿资源绿色利用的可持续发展模式，能够实现冻土区近地表空气和浅层土壤增温，进而促进植被生长。

技术领域

本发明涉及寒区工程与环境领域，特别是涉及一种增加冻土区近地表气温和浅层土壤温度的方法。

背景技术

寒区一般是指冻土区，包括瞬时冻土区、短时冻土区、季节冻土区和多年冻土区(《中国冻土》(周幼吾等，2000)，《冻土工程地质勘察规范》GB 50324-2014)，即使不考虑前面三者，仅全球多年冻土区面积就接近3000万平方公里，我国多年冻土区面积约200万平方公里。在上述广大地区分布着森林、草地、沙漠和苔原，但是由于该区域气候寒冷，年平均气温一般在0℃以下，年正积温低、生长季短，生态环境极其脆弱。受全球气候变化、过度放牧和其它人类活动的影响，上述区域表现出植被盖度减小，荒漠化面积增加，不仅威胁了该地区工程的安全运行和农、林、牧业的可持续发展，也造成了该地区碳排放的增加，显著增加了全球碳达峰、碳中和目标的实现难度。

与此同时，由于人类资源需求量的剧增，全球尾矿总量急剧增加。以煤炭开采中废弃的矸石为例，目前我国煤矸石已累计堆存50亿吨以上，且仍在以每年6亿吨的速度持续增加。大量尾矿不仅侵占了大量陆地，也带来了大气、土壤和水体的污染，同时也导致了新的地质灾害。

已有的研究结果表明，适宜的近地表气温和土壤温度是自然界中种子萌发和植物生长的基本条件。不同植物所对应的适宜温度范围不同，对同一种植物而言，超过或低于这个温度范围，都将抑制其生长甚至导致其死亡。对于寒冷地区而言，低气温和土壤温度导致植物的光合作用和呼吸作用减弱、根系吸水速率下降、土壤内的生物化学过程和非生物化学过程减缓、土壤肥力下降，是导致植物生长缓慢的主要因素。因此，在寒冷地区，近地表气温和土壤温度越高，植物的生长发育越快。

当前，寒区或寒冷季节普遍存在气温和土壤温度较低、生长积温不足的问题，为促进种子的萌发和植被的生长，目前已开展了多种增加近地表空气和土壤温度的研究，包括温棚法、地膜法、化学和生物增温剂法、太阳能集热法和地源热泵法等，并主要用于小范围区域反季节(冬季)或寒冷地区蔬菜、水果等高附加值经济作物或早熟作物的种植。上述增温方法工艺复杂，建设和运行成本高，后期维护工作量大，有的甚至造成塑料污染(譬如地膜或塑料大棚等)，不适用于寒冷地区大范围生态恢复和粮食作物种植的需求，当前尚没有将上述方法应用于面积广袤的林区、草原地区生态恢复以及大范围农业种植的先例。目前，亟需为寒冷地区大范围的生态恢复、促进作物寒季的生长开发一种经济且适于大范围推广的土壤改良技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种增加冻土区近地表气温和浅层土壤温度的方法，以解决上述现有技术存在的问题，利用本发明的方法可以拓宽尾矿资源绿色利用的可持续发展模式，能够实现冻土区近地表空气和浅层土壤增温，进而促进植被生长。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种增加冻土区近地表气温和浅层土壤温度的方法，包括以下步骤：将尾矿覆盖在所述冻土区的土壤表面。

进一步地，所述尾矿对太阳辐射的视反射率不大于20％。

进一步地，所述尾矿的粒径为2mm～10cm。

进一步地，所述尾矿的覆盖厚度为5mm～10cm。

进一步地，所述尾矿覆盖土壤的盖度不低于50％。

本发明公开了以下技术效果：