Wiederherstellung von Bergbaugebieten
Dieser Artikel bietet einen Überblick über die Wiederherstellung von Bergbaugebieten.
Die Zerstörung von Ökosystemen durch den Abbau von Kohle, den Abbau von Mineralien und andere Prozesse zur Erfüllung der Industrieanforderungen ist ein unvermeidlicher Teil der Zivilisation. Auf der ganzen Welt ist der Bergbausektor von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung und den wirtschaftlichen Wohlstand. In Indien ist der Bergbau eine wichtige wirtschaftliche Aktivität, und das Land produziert 84 Mineralien, bestehend aus 4 Brennstoffen, 11 metallischen, 49 nichtmetallischen industriellen und 20 kleineren Mineralien.
Die Mineralgewinnung wird zu mehr als 80 Prozent im Tagebauverfahren durchgeführt, wodurch große Mengen an Abraum produziert werden. Die Pachtverträge für den Bergbau liegen bei über 10.000 Staaten in 21 Bundesstaaten und ungefähr 13.000 Mineralvorkommen, die etwa 1 Million Hektar oder 0, 25 Prozent der gesamten Landmasse einnehmen. Die Mineralienproduktion beläuft sich zusammen auf rund 10 Milliarden US-Dollar. Bergbauaktivitäten in verschiedenen Teilen des Landes bedrohen etwa 90 Naturschutzgebiete und Nationalparks mit einzigartiger Biodiversität und Tierwelt.
Die Erzeugung von Grubenabfällen gefährdet die wirtschaftliche, ökologische und soziale Nachhaltigkeit. Diese Verschwendung ist eine der sichtbaren Konsequenzen gefährdeter Natur-Gesellschaft-Interaktionen. Das zunehmende menschliche Bedürfnis und die Gier nach diesen unterschiedlichen Ressourcen beschleunigen den Abbau natürlicher Lebensräume, da sich die meisten Bergbaugebiete auf dem Land befinden, das zuvor von Wäldern besetzt war.
Die Folge ist, dass die Zerstörung natürlicher Gebiete zu einer Beschleunigung der Erosion der biologischen Vielfalt und zu einer Reihe anderer Probleme wie der Unsicherheit in der Lebensgrundlage und dem globalen Klimawandel führt. Die meisten Bergbauarbeiten waren ohne Umweltschutz unwissenschaftlich. Ein großes Stück Land verliert an Produktivität.
In Bergbaugebieten wurden Ökosysteme durch unerwünschte Abfallstoffe in Form von Mülldeponien, Staudämmen und Aschendämmen ersetzt. Der Mineralienextraktionsprozess verändert die physische und biologische Natur der Abbaugebiete drastisch. Von den verschiedenen Bergbaumethoden wird Strip-Mining häufig zur Gewinnung von Kohlereserven betrieben. Diese Methode zerstört die Vegetation, verursacht beträchtliche Bodenschäden und Zerstörung und verändert mikrobielle Gemeinschaften.
In diesem Prozess wird die ursprüngliche Vegetation zerstört, der Boden geht verloren oder wird durch Abfälle begraben. Bodenverdichtung und Texturveränderungen treten auf; Es kommt auch zu einem Verlust der Bodenstruktur und einer geringeren Wasserinfiltration. Andere Umweltauswirkungen sind Wasser- und Luftverschmutzung, Lärm und Bodenvibrationen.
In stillgelegten Bergbaulandgebieten wird die Vegetationsbildung durch physikalische Faktoren wie hohe Temperaturen, geringe Verfügbarkeit von Bodenfeuchtigkeit, unsichere Struktur und instabile Hänge aufgrund von hügeligem Gelände und Verdichtung behindert. In ariden und semi-ariden Gebieten beschränken begrenzte Niederschläge während der Vegetationsperiode und hohe Oberflächentemperaturen häufig das Entstehen und das Wachstum von Pflanzen. Ein spärliches Vegetationswachstum auf verlassenem Minenboden trägt zu einer geringen organischen Substanz, zu geringen organischen Nährstoffen und zu hohen Metallgehalten bei.
Abgebaute Böden verursachen ein weiteres Hauptproblem der Säurebildung. Während des Abbaubetriebs werden Ablagerungen aus Eisendisulfid-Mineralien (FeS 2, Pyrit) bei Einwirkung von Luft und Feuchtigkeit oxidiert und erzeugen Säure und lösliche Salze.
Eisendisulfid ist eine chemisch reduzierte Substanz; Wenn es Sauerstoff und Wasser ausgesetzt wird, führt es zur Oxidation von FeS 2 zu H 2 SO 4 durch eine komplexe Reihe chemischer Reaktionen:
1. Fe ++ → Fe +++ + Elektron
2. 2S 2 + 3 O 2 + 2 H 2 O → 2 (SO 4 2 + 16 Elektronen + 4H +
3. Summe: FeS 2 + 3 O 2 + 2 H 2 O → 2 H 2 SO 4 + Fe +++
Das gebildete oxidierte Eisen (Fe 2+ ) reagiert anschließend mit Wasser unter Bildung von Eisenhydroxid und mehr Säure, wie nachstehend angegeben:
4. Fe +++ + 3H 2 O → Fe (OH) 3 + 3H +
Entwässerung aus Bergbauregionen, in denen Pyrit exponiert ist, enthält einen gelblich-braunen oder rötlichbraunen Niederschlag, der als „gelber Junge“ bekannt ist und sich auf Flussbetten bildet. Dies ist das in Gleichung (4) gebildete Fe (OH) 2 und entspricht rostigem oder oxidiertem Eisen. Eisenhydroxid reagiert auch mit Schwefelsäure unter Bildung von Eisenhydroxysulfat-Komplexen, wie nachstehend angegeben; Der Unterschied in Farbe und Zusammensetzung der Niederschläge hängt von den Umgebungsbedingungen ab. Fe (OH) 2 + kann auch in saurer Lösung vorliegen.
5. Fe (OH) 3 + 2H + + SO 2 → Fe (OH) (SO 4 ) + 2H 2 O
Das Eindringen von Feuchtigkeit kann auf allen Ebenen des porösen Pfahls und der Feuchtigkeitsspeicherung stattfinden. Der Feuchtigkeitsgehalt hängt von der Zusammensetzung des Pfahls ab, wie beispielsweise dem Ton-, Kohle-, Pyrit- und Sandsteingehalt. Sauerstoff dringt normalerweise nicht über 20 bis 30 cm (8 bis 12 Zoll) in die Pfahltiefe ein und wird durch eine Zone begrenzt, die als Sauerstoffbarriere definiert ist, die aus der Verdichtung feiner Sedimente resultiert.
Es ist die Neigung von Müllhalden zur Produktion von Schwefelsäure durch Oxidation von Eisenpyrit oder anderen schwefelhaltigen Mineralien (Gleichung 3), die die Hauptgrundlage für unser biologisches Anliegen beim Strip-Mining darstellt. Die Schwefelsäure wird mit einer durch lokale Niederschläge und Grundwasserströmung bestimmten Rate aus dem Haufen ausgespült oder ausgespült.
Die Rate und Menge der Säureproduktion innerhalb des Haufens wird durch viele Faktoren bestimmt, wie die Menge an Pyrit, die Teilchengröße des Pyrits, das Vorhandensein von Mikroorganismen, die den Pyrit oxidieren, die Tiefe des Sauerstoffdurchdringens, den Feuchtigkeitsgehalt des Haufens und den Temperaturbereich von der Haufen und andere Faktoren, die bis heute nicht verstanden wurden.
Die Menge und Art des vorhandenen Pyrits und die Acidität der verschiedenen potentiellen Puffersysteme bestimmen den endgültigen pH-Wert der Säuremine. Durch die Oxidation und Hydrolyse von Pyrit entstehen große Mengen an H + -Ionen, wobei letztere durch Zersetzung und Austauschreaktion mit anderen Bodenmineralien eine hohe Konzentration von Al, Mn, Fe, Zn und Cu erzeugen. Toxische Konzentrationen dieser Metalle treten auf, wenn der pH-Wert niedrig ist.
Mikroorganismen spielen eine wichtige Rolle bei der Säureproduktion. Dugan (1975) berichtet, dass ihre Beteiligung auf vier verschiedene Arten erfolgt:
1. Die erhöhte Säureproduktion über die Stoffwechselaktivität der acidophilen Thiobacillus-Bakterien.
2. Der hemmende Einfluss von Schwefelsäure auf die normalerweise in Aufnahmeströmen vorhandenen Organismen.
3. Wachstum von säuretoleranten Mikroben, die die Wiedergewinnung von säureverschmutzten Strömen unterstützen.
4. Die Fähigkeit von sulfatreduzierenden Bakterien, Sulfat (z. B. H 2 SO 4 ) wieder in Sulfid umzuwandeln, das als Eisensulfid (FeS) ausgefällt werden kann.
Acidophile Bakterien der Thiobacillus-Ferrobacillus-Gruppe (Thiobacillus thiothiooxidans und Thiobacillus ferrooxidans (syn. Ferrobacillus ferrooxidans) sind an der Oxidation von Pyritmaterial und damit an der Säureproduktion in Kohlebergwerksdrainagesystemen beteiligt.
Sie beziehen ihre Energie aus der Oxidation von reduziertem Eisen (Fe 2+ ) und Schwefelverbindungen in Eisenpyrit und beziehen ihren Zellkohlenstoff aus Kohlendioxid. Sie wachsen optimal im pH- Bereich von 2, 8 bis 3, 5. Die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Versorgung mit Fe 2+ als Energiequelle in Abwesenheit hoher Konzentrationen an organischem Material erfordert einen Umgebungs-pH-Wert von weniger als 4, 0 wegen der schnellen Autooxidation von Fe 2+ in Abwesenheit von O 2 oberhalb von pH 4, 0.
Eisenpyrit oxidiert auch in Abwesenheit von Bakterien chemisch und produziert schließlich H 2 SO 4 . Aber die Bakterien katalysieren die Reaktion und erhöhen die Oxidationsrate auf das 1-Millionfache der chemischen Geschwindigkeit. Eisenoxidierende Bakterien sind in Bezug auf die Pyritoxidationsrate aktiver als die Schwefeloxidierenden Bakterien.
Unter sauren Bedingungen unter pH 4, 0 ist die Geschwindigkeit der Pyritoxidation durch Eisenionen wesentlich höher als die Geschwindigkeit der Oxidation von Eisen (II) -Ionen in Abwesenheit von Bakterien. Die Bakterien müssen die Oxidation von Eisen (II) zu Eisen (III) -Ion katalysieren, um Fe + 3 zuzuführen, um den Pyrit zu oxidieren.
Die bakteriell katalysierte Reaktion kontrolliert die Geschwindigkeit der Pyrit-Oxidation unter sauren Bedingungen, was darauf hindeutet, dass die Bakterien für die Aufrechterhaltung des hohen Eisen-Eisen-Eisen-Ionen-Verhältnisses in Lösung für die chemische Oxidation von Pyrit wesentlich sind. Der Mechanismus der Schwefeloxidation durch T. thiooxidans unterscheidet sich darin, dass Schwefel im Wesentlichen unlöslich ist und einen direkten Kontakt des Bakteriums mit dem Substrat erfordert.
Aufgrund dieser Umweltprobleme führen nicht zurückgeforderte Flächen zu unterschiedlichen Problemen, z. B. Erosion und Auslaugung von Abfalldeponien und zunehmender Verschlechterung der Fläche aufgrund der Verbreitung von Abfalldeponien.
Verlassene Minen setzen täglich eine große Menge Säure ab; Die Säureproduktion variiert aufgrund verschiedener Faktoren in den verschiedenen Regionen. Die Säure in den Bächen ist stark ätzend für Brücken, Dämme und andere Bauwerke sowie für Wasserinstallationen. Die Toxizität und Härte des Wassers beschränkt seine Verwendung zu Bewässerungs- und Viehbewässerungszwecken sowie zu Erholungszwecken. Durch saure Minendrainage kontaminiertes Wasser bremst praktisch alle vorteilhaften Wasserverbrauch bei enormem wirtschaftlichen Verlust ab.
Die Minendrainage hat schädliche Einflüsse auf Fische, Wildtiere und das Pflanzenleben in den aufnehmenden Gewässern. Berichte deuten darauf hin, dass die Mikroflora der nicht sauren Ströme deutlich verringert wird und auch für die meisten aeroben und anaeroben heterotrophen Bakterien, die einheimische nicht saure Ströme sind, schädlich ist. Das Problem der Entwässerung durch saure Minen wird durch den weiteren Ausbau der Kohlebergbauaktivitäten in verschiedenen Teilen der Welt aufrechterhalten und verstärkt.
All dies deutet auf die Notwendigkeit einer Wiederherstellung der degradierten Bergbauumgebung hin. Ein Global Positioning System (GPS) im Feld ist hilfreich, um die Ausdehnung von Bergbaugebieten abzubilden, für die eine Rekultivierung erforderlich ist. Diese abgebildeten Abbaubereiche können dann eine topografische Karte oder ein Luftfoto überlagern, um eine Karte der betroffenen Bereiche bereitzustellen, und die daraus resultierenden Informationen können verwendet werden, um abgebaute Bereiche erfolgreich wiederherzustellen.
Die Säureproduktion in Kohleminen kann verhindert werden, wenn die bakteriellen Aktivitäten gehemmt werden. Erste Forschungen zeigen, dass anionische Tenside, Alkylbenzolsulfonat und Natriumlaurylsulfat aktive Inhibitoren des acidophilen Bakteriums T. ferrooxidans sind. Niedermolekulare organische Säuren hemmen die Eisen- und Schwefeloxidation und das Wachstum von T. ferrooxidans.
Die acidophilen Bakterien T. ferrooxidans und T. thiooxidans produzieren auch organische Säuren. Verschiedene Arten von Klärschlamm enthalten einen hohen Anteil an flüchtigen Feststoffen, die einen erheblichen Gehalt an organischen Säuren aufweisen. Die Zugabe von Schlamm zu den Ablagerungsbanken wäre eine Strategie, um das Wachstum von Eisen oxidierenden Bakterien zu hemmen und gleichzeitig den Abraum mit Humusgehalt zu versehen.
Landstörungen durch Bergbau und die daraus resultierenden Umwelteinflüsse haben eine Reihe von Rehabilitationsprogrammen mit dem Ziel der Wiederherstellung natürlicher Ökosysteme ausgelöst. Durch die Wiederherstellung von Minengebieten werden die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Substrats verbessert und die Vegetationsbedeckung wiederhergestellt. Dazu gehört auch die Identifizierung spezifischer Probleme, die eine Neuentwicklung des Ökosystems und Eingriffe verhindern, um die Wiedererlangung der Vegetationsbedeckung zu unterstützen, indem natürliche Prozesse entworfen oder nachgeahmt werden.
Die Sanierung von Minen ist ein wesentlicher Prozess für die ökologische Erholung des Abbaugebiets. Ziel ist es, die Umweltauswirkungen des modernen Bergbaus zu minimieren und zu mindern. Mit anderen Worten, es ist das Ziel, die natürlichen Folgeprozesse zu beschleunigen, um die biologische Produktivität zu erhöhen, die Bodenerosionsrate zu reduzieren, die Bodenfruchtbarkeit zu erhöhen und die biogeochemischen Flüsse in den sich erholenden Ökosystemen biotisch zu kontrollieren.
Die häufigste Reaktion auf Bodendegradation ist der Verzicht auf oder die Abhängigkeit von der natürlichen Nachfolge, um die verlorene Bodenfruchtbarkeit, den Artenreichtum und die Biomasseproduktivität wiederherzustellen. Die natürliche Erbfolge bei Strip-Mining ist aufgrund der Entfernung des Mutterbodens langsam, was zur Beseitigung von Bodensaatbanken und Wurzelbeständen und zu Störungen des Bodenprofils führt.
Diese natürliche Nachfolge braucht eine lange Zeit, und die Entwicklung fortgeschrittener Gemeinschaften kann ein Jahrtausend oder mehr dauern. Bei Tagebaue-Bergbau, bei dem erhebliche Mengen an Gestein bewegt werden, werden bei der Wiederherstellung der verminten Gruben verfüllt und mit wachsenden Pflanzen saniert, Mülldeponien abgeflacht und mit Erdboden bedeckt und Vegetation angepflanzt, um das Material zu verfestigen und anschließend Zäune zu errichten, um die Entrindung von Vieh zu verhindern der Vegetation.
Wenn das Erz Sulfide enthält, muss es mit einer Tonschicht bedeckt werden, um den Zugang zu Regen und Sauerstoff aus der Luft zu verhindern. Andernfalls oxidieren die Sulfide unter Bildung von Schwefelsäure. Bei Untertageminen ist die Rehabilitation kein großes Problem oder Kosten. Diese Methode wird angewendet, um den höheren Erzgehalt abzubauen, und es werden geringere Mengen an Abfallgestein und Rückständen produziert. In einigen Situationen werden Stopps mit Betonschlamm mit Abfällen gefüllt, so dass möglichst wenig Abfälle an der Oberfläche verbleiben.
In Minengebieten ist der Prozess der Einwanderung von Taxa durch unterschiedliche natürliche Abläufe auf natürlichen und künstlichen Substraten ein wichtiger Aspekt. Der wesentliche Punkt hierbei ist, ob geeignete Arten die Standorte erreichen. Künstliche Revegetation unterstützt den langsamen natürlichen Rehabilitationsprozess. Künstliche Aussaat von Gräsern und Hülsenfruchtpflanzen ist eine häufig angewandte Methode zur Stabilisierung nicht konsolidierter Bergwerksrückstände und zur Förderung des natürlichen Eindringens von Baum- und Strauchsämlingen.
Als Ergebnis verbessert dies die Fruchtbarkeit des Standorts und die Feuchtigkeitsspeicherfähigkeit. Das Wachstum der Vegetation auf den stillgelegten Minenstandorten ist ein Hinweis darauf, dass die Regeneration dieser Standorte für den produktiven Einsatz begonnen hat und die Ästhetik der Standorte allmählich verbessert wird.
Abraum ist das geologische Material über Kohleflözen und unter den entwickelten Bodenhorizonten. In Kohlebergwerken besteht der Abraum zum Beispiel normalerweise aus Sandstein, Kalkstein, Ton und / oder Schiefer, der andere Sedimentablagerungen wie pyretische Mineralien enthalten kann. Pyritische Mineralien und Schiefer befinden sich häufig in engem Kontakt mit der Kohle oder sind zwischen Kohleflözen eingeschlossen.
In der Natur gibt es verschiedene Arten von pyretischen Mineralien, aber Eisenpyrit (FeS 2 ), bekannt als „Dummkopfgold“, wird am häufigsten in Verbindung mit Kohle angetroffen. Vergrabenes Saatgut und Rhizome sind normalerweise nicht überdeckt, was darauf hindeutet, dass der oberste Boden das Saatgutreservoir ist und bei korrektem Umgang erfolgreich dazu verwendet werden kann, um gewonnene Gebiete durch natürliche Vegetation zu gewinnen.
Der größte Teil der Bodensamenreserven liegt in der Oberfläche zwischen 5 und 10 cm; Dieses sollte sorgfältig entfernt werden, um das Material auf dem Abraum zu ersetzen. Die Sammlung, Lagerung und Nutzung dieses Mutterbodens zur Sanierung von Minengebieten ist jedoch in vielen Teilen der Welt begrenzt. Infolgedessen konzentrierten sich die jüngsten Rekultivierungsstrategien auf die Schaffung eines Bodens, der die kurzfristige Etablierung einheimischer Pflanzenarten und eine langfristige Sukzessionsentwicklung unterstützen wird.
Während des gesamten Bergbaus ist ein Schutz der angrenzenden Vegetation als Saatgutquelle in der Nähe erforderlich. Die natürliche Regeneration einheimischer Waldarten, die aus Waldresten und alten Bäumen in der Umgebung stammen, in Kombination mit direkter Aussaat ist eine nützliche Methode, um die Erfolgschancen der Wiederherstellung zu erhöhen.
Restvegetation in dem Gebiet, das eine vielfältige Fauna trägt, hilft bei der Verbreitung von Saatgut in angrenzenden Gebieten. Eine Kombination aus Regenernte, Bodenverbesserungen und Pflanzenaufbaumethoden unter Verwendung verschiedener Lebensformen, Bäume, Sträucher und Gräser ist die am besten geeignete Strategie für den Wiederherstellungserfolg. Die Zugabe von organischem Abfall erhöht die Stickstofffruchtbarkeit an einer Oberflächenkohlenbergwerksrückgewinnungsstelle, was letztendlich die mikrobielle Aktivität anregt und die chemischen und physikalischen Eigenschaften des wiederaufbereiteten Bodens verbessert.
Der Schlamm der traditionellen Regenwassernutzungssysteme wie Teiche und Tanks ist die effektivste einheimische Bodenanpassungspraxis in einem Land wie Indien. Teichschlamm dient als reichhaltige Mineralquelle und als Samenbank für eine Vielzahl von Gräsern, Kräutern, Sträuchern und Bäumen.
Die direkte Aussaat einheimischer Arten ist die nützlichste und kostengünstigste Wiederherstellungsmethode. Die Auswahl der Saatgutmischung für die direkte Aussaat sollte Samen von Gerüstarten über Taxa, Kräuter, Sträucher und Bäume, frühe und späte Sukzessionsarten sowie einige ausgewählte Keystone-Arten umfassen, die auf den physikalischen und chemischen Eigenschaften von Minenräuchern sowie ökologischen beruhen wirtschaftliche und soziale Kriterien zur Beschleunigung der Wiederherstellung eines funktionierenden Ökosystems.
Diese direkte Aussaat ist sehr vorteilhaft, da der Artenmix relativ leicht zu pflegen ist als in einer Plantage, ökologisch unbedenkliche, mehrstufige Vegetation produziert und die Biodiversität verbessert wird.
Plantagenbezogene Aktivitäten haben bei der Sanierung von Abbaugebieten eine herausragende Rolle gespielt. Vor der Pflanzung sollten bestimmte Schritte zur Etablierung von Pflanzungsarten befolgt werden. Die Schritte umfassen die Stabilisierung der Bodenoberfläche durch Konturen, Staudämme, Mulch usw .; mechanische Zerstörung des Bodens zur Verringerung seiner Verdichtung; Verbesserung der Makroporosität des Bodens durch Einarbeiten von Holz und Schiefer; Verringerung der Bodentoxizität hinsichtlich pH, Metallen und Salzen durch geeignete Änderungen und Auswahl resistenter Pflanzenspezies.
Die Plantage ist die älteste Technologie zur Wiederherstellung von durch menschliche Aktivitäten geschädigter Gebiete. Sie spielt eine entscheidende Rolle bei der Wiederherstellung von Produktivität, Ökosystemstabilität und biologischer Vielfalt in degradierten Gebieten und wirkt katalytisch auf die Entwicklung der einheimischen Wälder an degradierten Standorten im Vergleich zu nicht bepflanzten Standorten. Die katalytischen Wirkungen von Plantagen resultieren aus der Veränderung der mikroskopischen Bedingungen im Untergrund, wie Bodenfeuchtigkeit und Temperatursenkung, der vegetationsstrukturellen Komplexität und der Entwicklung von Streu- und Humusschichten.
Ein Plantagenüberdachung kann das Unterboden-Mikroklima und die physikalische und chemische Umgebung des Bodens verändern, um die Rekrutierung, das Überleben und das Wachstum einheimischer Waldarten zu erleichtern. Daher dienen Plantagen als „Ökosysteme fördern“, die die Entwicklung der genetischen und biochemischen Vielfalt an degradierten Standorten beschleunigen.
Die wichtige Rolle, die Plantagen spielen, ist der Schutz der Bodenoberfläche vor Erosion, die Ansammlung feiner Partikel und die Umkehrung des Abbauprozesses durch Stabilisierung der Böden durch die Entwicklung ausgedehnter Wurzelsysteme. Nach der Etablierung erhöhen sie die organische Substanz des Bodens, senken die Bodendichte und verringern den pH-Wert des Bodens, bringen mineralische Nährstoffe an die Oberfläche und sammeln sie in verfügbarer Form an.
Die Pflanzen sammeln diese Nährstoffe an und lagern sie auf der Bodenoberfläche in organischer Substanz ab, aus der Nährstoffe durch den Abbau von Mikroorganismen viel leichter verfügbar sind. Leguminosenplantagen fixieren und akkumulieren Stickstoff rasch in ausreichenden Mengen, um ein Stickstoffkapital bereitzustellen, das für das normale Funktionieren des Ökosystems mehr als ausreichend ist.
Die Etablierung wünschenswerter Baumarten, die in der Lage sind, die Standorte zu erhalten, wird das Eindringen von weniger wünschenswerten unkrautartigen Arten verlangsamen oder untersagen, langfristig wirtschaftliche Erträge bringen, die Entwicklung von Lebensraum für Wildtiere unterstützen und das hydrologische Gleichgewicht in der Wasserscheide fördern.
Bei der Etablierung einer permanenten Vegetation werden Pflanzen gezüchtet und auf unbestimmte Zeit in eine sich selbst erhaltende Pflanzengemeinschaft gebracht. Die Auswahl der Pflanzenarten berücksichtigt die Anpassungsfähigkeit, unter harten Bedingungen zu wachsen, sich auszubreiten und sich zu vermehren. Bestimmte Baumarten in einem produktiven System tragen zu einer besseren Bodenstruktur bei und erhöhen die Verfügbarkeit von Bodennährstoffen.
Verschiedene Pflanzenarten haben unterschiedliche Kapazitäten, um Böden zu stabilisieren, die organische Substanz des Bodens und die verfügbaren Bodennährstoffe zu erhöhen und die Entwicklung von Geschossen zu erleichtern. Darüber hinaus zeigen sie auch Unterschiede in der Anfälligkeit für Schädlinge und Krankheiten, Muster der Ansammlung oberirdischer und Wurzelbiomassen, Nährstoffverwendung und -zuteilung, Nährstoffnutzungseffizienz, Nährstoffrücktranslokation, Streuproduktion und deren Zersetzungsgeschwindigkeit sowie das Vorhandensein von Sekundärverbindungen, die den Organismus beeinflussen Aktivitäten zum Abbau von Organismen.
Pflanzenarten, die schneller wachsen, stellen ein niedrigeres Aufeinanderfolgungsstadium dar, und es ist bekannt, dass sie sich an degradierten Standorten etablieren und besser wachsen. Bei der Auswahl der Arten aus diesen Gründen, der Verfügbarkeit von Saatgut und Sämlingen, sollte die lokale Verwendung für die Art und die wirtschaftlichen Aspekte berücksichtigt werden.
Die Grasbedeckung wurde von vielen Wissenschaftlern als eine Krankenschwester bei der Stabilisierung von Böden während des Wiederherstellungsprozesses betrachtet. Im Allgemeinen zeigen Gräser negative und positive Auswirkungen auf die Wiederherstellung von Minenland. Der negative Effekt ist, dass sie mit der Holzregeneration konkurrieren. Die positiven Auswirkungen sind vielfältig.
Die Gräser - insbesondere C 4 - zeigen eine überlegene Toleranz gegenüber Dürre, niedrigen Bodennährstoffen und anderen klimatischen Belastungen. Ihre faserigen Wurzeln verlangsamen die Erosion und ihre Tendenz zur Bildung von Grasnarben erzeugt schließlich eine Schicht organischen Bodens. Sie stabilisieren den Boden, konservieren die Bodenfeuchtigkeit und konkurrieren mit unkrautartigen Arten. Diese anfängliche Grasbedeckung wird den Weg für die Entwicklung verschiedener autarker Pflanzengemeinschaften ebnen.
Baumformen sind potenzielle Kandidaten für die Verbesserung der Böden durch zahlreiche Prozesse wie die Aufrechterhaltung oder Erhöhung der organischen Bodensubstanz, die biologische Stickstofffixierung, die Aufnahme von Nährstoffen unterhalb der Reichweite von Wurzeln unterirdischer krautiger Vegetation, die Erhöhung der Wasserinfiltration und -speicherung sowie die Verringerung des Nährstoffverlusts Durch Erosion und Auslaugung verbessern Sie die physikalischen Eigenschaften des Bodens, reduzieren den Säuregehalt des Bodens und verbessern die biologische Aktivität des Bodens.
Bäume bilden sich selbst erhaltende Böden, deren Auswirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit jedoch von ihren Nährstoffkreislaufmerkmalen wie der Streuchemie und dem Abbau abhängen. Die Verwendung exotischer Pflanzenarten in der Rehabilitation muss sorgfältig abgewogen werden, da angenommen wird, dass sie die Standortbedingungen negativ beeinflussen, in unberührte Lebensräume flüchten und einheimische Arten verdrängen.
Die in Frage kommenden exotischen Pflanzenarten erfordern ein spezielles Screening, um ihr potenziell problematisches Unkraut in Bezug auf lokale und regionale Floristik zu bewerten. Einheimische Arten sollten bevorzugt werden, da sie gut in ein voll funktionsfähiges Ökosystem passen und klimatische Anpassungen zeigen.
Eine gewünschte Pflanzenart für das Pflanzen auf Minenräubern sollte über die Fähigkeit verfügen, auf armen und trockenen Böden zu wachsen, die Vegetationsdecke in kurzer Zeit zu entwickeln und schnell Biomasse zu akkumulieren, den Boden zu binden, um die Bodenerosion zu stoppen und den Nährstoffverlust zu kontrollieren und den Boden organisch zu verbessern Materiestatus und mikrobielle Biomasse des Bodens. All dies muss dazu beitragen, die Versorgung der Pflanzen mit Nährstoffen zu verbessern, um den Rehabilitationsprozess zu beschleunigen.
Einige einheimische Baumarten geeignet für den Einbau in Restaurierung von Minen Länder sind Ficus religiosa, F. benghalensis, Bombax ceiba, Prosopis cineraria, Akazienarten, Cassia-Arten, Pithecellobium dulce, Flammenbaum, Peltophorum pterocarpum, Tamarindus indica, Weißkopfmimose, Prosopis Spezies, Pongamia pinnata, Pithecellobium dulce, Simaruba glauca, Azadirachta indica, Gmelina arborea, Xeromphis spinosa, Bambus arundinacea, Eucalyptus grandis, E. camaldulensis und E. tereticornis. Fruchtfressende Tiere und Vögel ziehen es vor, Feigen zu essen, auch wenn andere Lebensmittel reichlich vorhanden sind, da Feigen einen hohen Kalziumgehalt haben und Vögel und andere Tiere dies benötigen.
Pandey schlug eine ganzheitliche Strategie für die Wiederherstellung von Minenverderb vor.
Die Strategie beinhaltet:
1. Politische Maßnahmen und Anreizmechanismus für die Lagerung der fruchtbaren obersten Bodenschicht zur Verwendung bei der Wiederherstellung nach dem Abbau,
2. Schutz der angrenzenden Refugien, Restvegetation und alter Bäume
3. Saatgutverteiler anziehen,
4. Regenwassernutzung,
5. unterstützte Bodensanierung durch Zugabe von Teichschlamm und -sediment sowie Regenwürmern
6. Unterstützung vorhandener dauerhafter Wurzelbestände, falls vorhanden,
7. Direktes Aussaat
8. Vegetatives Schneiden und Plantagen.
Beim Entwurf und bei der Wiederherstellung von Bergbau- und Wiederherstellungsrichtlinien sollte die Rolle von Anreizen für die Gewinnung und Lagerung von Mutterboden berücksichtigt werden, bevor mit dem Bergbau begonnen wird. Vermarktungsmechanismen wie die Wiederherstellung der vollen Kosten für die Vegetation vor dem Abbau und die Bodenentfernung, den Schutz benachbarter Vegetation und Bäume als Saatgutquelle, die Wiederherstellung von Abraum nach dem Abbau, die Behandlung benachbarter landwirtschaftlicher Nutzflächen und durch Bergbau betroffener Flüsse sowie die Kosten der Präventive Maßnahmen zur Minenverschmutzung durch Grundwasser sind wesentliche Maßnahmen, um Minenbesitzern robuste Anreize zur Minimierung von Umweltschäden zu bieten.
