项目名称 |
典型矿区土地整治利用及生态修复关键技术研究与工程应用 |
推荐单位 |
广东省国土空间生态修复协会 |
推荐单位推荐等级 |
二等奖 |
推荐意见 |
一、项目申报成果材料完备、规范，符合金粤自然资源科学技术奖申报条件。 二、申报成果立足“两山”理论，针对矿区生态环境问题，创新的建立了稳定同位素示踪（SIP）-宏基因组联用平台，利用SIP锚定功能微生物，结合宏基因组确定了生态恢复关键菌群；基于矿区表土剥离并多参数抓取，结合生态植被恢复土壤分类需求，实现了利用计算机优化分析确定矿区生态复垦土壤精确配置；基于矿区土质条件，建立一种高效率地类变化监测方法，同时创新地研发了相应配套系统和装置，在中科院一区期刊ENVIRON SCI TECHNOL等环境科学权威期刊5篇，二区期刊发表10篇获得广东省高新技术产品4项，获得国家发明专利4项，实用新型专利17项，开发软著2项。获得中国测绘科学技术奖与中国地理信息科技进步奖2项。 三、申报成果先后在广东省内东莞市、韶关市、河源市等10多个地方、县应用，已整治修复土地生态环境约530公顷，土地复垦率达90%以上，大大降低矿区内的水土流失、地址灾害频繁、资源荒废的现象，同时可涵养水源兼顾矿区景观。技术应用共创造约3800万元的经济效益。 |
主要完成单位 |
单位1仲恺农业工程学院 |
单位2广东国地规划科技股份有限公司 |
单位3广东省科学院生态环境与土壤研究所 |
单位4广州润方环保科技股份有限公司 |
单位5广州市环境保护科学研究院 |
主要完成人 |
1.徐智敏，2.刘娜，3.吕耀，4.陈俊毅，5.孙晓旭，6.段邓乐，7.陈翔欣，8.陈雪晴，9.付浩，10.李志琴 |
成果简介 |
（一）项目立项背景 当前矿山主要生态环境问题包括土壤污染及土地资源破坏、地质灾害等，矿山生态修复治理技术包括工程修复分区、自然修复单元及治理单元等，但如何根据矿区特点提出针对性的矿区土地整治及生态修方案，如何改善土地复垦区植物的生长环境、如何完善表土剥离分析处理方法、如何妥善解决工程复垦工艺和生态重建相结合等均是矿区生态修复的难点和痛点。 （二）研究目标 研究矿区尾矿微生物的种群分析，筛选出在复垦中起到关键作用的种群并应用于工程实践，实现工程和生物措施联用；针对矿区生态修复常用的表土剥离技术，研究不同地质条件下表土剥离分析处理方法，以期得出获得最佳修复设计方案；针对矿区水位地质、工程地质、环境地质条件等，探索一套适合各类矿区生态修复的土地覆盖变化监测方法、系统，并应用到矿区生态修复设计中，实现差异化、分区分项设计。 （三）主要创新成果 一是建立了稳定同位素示踪（SIP）-宏基因组联用平台，利用SIP锚定功能微生物，结合宏基因组确定了生态恢复关键菌群；二是基于矿区表土剥离并多参数抓取，结合生态植被恢复土壤分类需求，实现了利用计算机优化分析确定矿区生态复垦土壤精确配置；三是基于矿区土质条件，建立一种高效率地类变化监测方法，同时创新地研发了相应配套系统和装置。相关研究成果分别在SCI期刊发表论文15篇（中科院一区期刊ENVIRON SCI TECHNOL等环境科学权威期刊5篇，二区期刊发表10篇），获得广东省高新技术产品4项，获得国家发明专利4项，实用新型专利17项，开发软著2项。获得中国测绘科学技术奖与中国地理信息科技进步奖2项。 （四）应用情况 技术已在广东省内东莞市、韶关市、河源市、揭西县等10多个地市、县的自然资源、农业农村、生态环境等领域应用，矿区土地整治利用及生态修复关键技术成果的成功应用已整治修复土地生态环境约530公顷，土地复垦率达90%以上。 （五）社会经济效益 典型矿区土地整治利用及生态修复关键技术研究与工程应用项目中的成果在学术成果、人才培养、社会经济效益等多方面都取得显著成效，技术应用后矿区的生态环境有大的改观，大大降低区内的水土流失、地质灾害频繁、资源荒废的现象，同时可涵养水源兼顾矿区景观。技术应用共创造约3800多万元的经济效益。综上，从客观的经济收益数据可直观看出，本项目成果的应用带来了可观的社会经济效益。 |
客观评价 |
典型矿区土地整治利用及生态修复关键技术研究与工程应用项目中的成果在学术成果、人才培养、社会经济效益等多方面都取得显著成效。 一是基于多年领先的典型矿区逆境微生物生存策略研究，建立了稳定同位素示踪（SIP）-宏基因组联用平台，利用SIP锚定功能微生物，结合宏基因组确定了生态恢复关键菌群，为矿区生态恢复研究与工程应用奠定基础，解决了复植前期植物因营养不良而出现的低水平存活率，填补了尾矿重新植被期间关键类群的特性和环境功能研究应用的空白，为尾矿修复过程及微生物生态研究提供了新的思路，相关研究成果分别在SCI期刊发表论文15篇，其中一区期刊ENVIRON SCI TECHNOL和ENVIRON INT等环境科学权威期刊论文5篇，二区期刊论文10篇；同时获得国家实用新型专利7项。 二是计算机优化分析确定矿区生态复垦土精确配置方案技术，使表土剥离再利用的实操工作简易精准化，结合了互联网的科学计算及便捷的云端储存优点，很大程度上削弱了表土剥离再利用施工过程的人为主观性，创新性的以物联网+模式再次激活老技术，极大的提高了表土剥离再利用技术的含量，赋予其新时代的特征。该项技术已获得广东省高新技术产品3项、发表中文核心期刊论文2篇、开发软著2项、获得国家发明专利3项、实用新型专利7项。 三是高效地类变化监测方法及配套系统装置，延展了遥感技术在监测中的应用，填补分区数据的实时漏洞，该技术在修复上的应用为生态修复区划提供了可靠的实时支撑，提高遥感图像的时间分辨率和分类阈值，建立一种高效率地类变化监测方法。该项技术已获得广东省高新技术产品1项、获得中国测绘科学技术奖与中国地理信息科技进步奖2项、国家发明专利1项、实用新型专利3项。 项目成果也已在广东省阳江、阳春、揭西、韶关等10多个市、县应用，涉及面积达约530公顷，关键技术在项目施工前的方案均都得到专家认可，专家对主要的意见汇总为：方案设计合理，利用现状分析、土地整治面积范围的计算准确，提出的复垦标准符合有关要求和当地实际，方案基本可行的统一意见。同时，验收意见中明确肯定了实例中的矿区土地质量国家利用等级经项目成果应用转化后，矿区土地复垦率达到90%以上的验收成果。 从单个技术应用层面出发逐一评价其带来的经济和社会效益，经济效益包括：锚定功能微生物，确定矿山修复关键菌群技术从提高矿区复植植物生存率和减少施肥量两个方面产生直接经济效益；计算机优化分析确定矿区生态复垦土精确配置方案技术从优化矿区表层土壤开挖、储存和再利用方案，极大程度上保住矿区表层土壤利用价值，提高工作效率减少管理人员等方面产生直接的经济效益；高效地类变化监测方法及配套系统装置技术，通过提高矿区数据宏观数据采集、分区、监测的效率，加快矿区修复，减少人力物力投入等方面产生直接的经济效益。 社会效益主要是通过矿区土地整治利用及生态修复有效恢复矿区生态平衡，涵养水源、保持水土、治理水土流失、防止土地退化，降低洪涝灾害的发生频率，创造一个良好的矿区生态环境，改善当地群众的生活环境。 本项目2021年8月14日，本项目委托广东省科学技术情报研究所进行国内科技查新（合同编号20210815004），查新结果为：“综上所述，在前述国内检索范围内，除合作方同源报道外，未见有与‘典型矿区土地整治利用及生态修复关键技术研究与工程应用’相同技术特点的的文献报道”。 |
代表性论文 专著目录 |
论文1：Bioleaching combined brine leaching of heavy metals from lead-zinc mine tailings: Transformations during the leaching process, Chemosphere,2017年第168卷1115-1125页, Maoyou Ye, Shuiyu Sun |
论文2：Removal of metal from lead-zinc mine tailings using bioleaching and followed by sulfide precipitation, Chemosphere, 2017年第185卷1189-1196页, Maoyou Ye, Shuiyu Sun |
论文3：Chemolithoautotropic Diazotrophy Dominates the Nitrogen Fixation Process in Mine Tailingsm, Environmental Science &Technology, 2020年第54卷第10期6082-6093页, Xiaoxu Sun, Weimin Sun |
论文4：Investigation of the Ecological Roles of Putative Keystone Taxa during Tailing Revegetation, Environmental Science &Technology, 2020年第54卷第18期11258-11270页, Xiaoxu Sun, Weimin Su |
论文5：VV Reduction by Polaromonas spp. in Vanadium Mine Tailings, Environmental Science &Technology, 2020年第54卷第22期14442-14454页, Xiaoxu Sun,Weimin Su |
知识产权名称 |
专利1：<一种表土剥离分析处理方法>（CN107516190B，周裕丰；罗伟玲；陈景标；梁伟峰；刘娜；赖雪梅；李琼；谭朝艺；谢贻新，广东国地规划科技股份有限公司） |
专利2：<一种无人机工程图像实时上传与分区展示系统>（ZL201720145393.4，周裕丰；何剑峰；赖雪梅；谢贻新；陈景标，广东国地规划科技股份有限公司） |
专利3：<一种坡面生态种植打孔装置>（CN212753169U，王多栋；王礼强；刘娜；付浩；曾振华；张恒，广东国地规划科技股份有限公司） |
专利4：<一种可调节分层式采气箱>（CN216847086U，徐智敏；陆梓艳；黄胤澄；张玉雪，仲恺农业工程学院） |
专利5：<一种土壤化学氧化还原修复中试实验设备>（CN216827907 U，陈翔欣；陈俊毅；李明奎，广州润方环保科技股份有限公司） |
专利6：<一种热脱附土壤修复中试实验设备>（CN216827900U，陈俊毅；陈翔欣；李明奎，广州润方环保科技股份有限公司） |
软件著作权1：<国土空间生态修复工程监测系统V1.0>（软著登字第5236831号、 广东国地规划科技股份有限公司） |
软件著作权2：<国土空间生态修复监管系统V1.0 >（软著登字第5942132号、广东国地规划科技股份有限公司；广州蓝图地理信息技术有限公司） |