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CN109362269A - 一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法 - Google Patents

一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法 Download PDF

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CN109362269A
CN109362269A CN201811215281.7A CN201811215281A CN109362269A CN 109362269 A CN109362269 A CN 109362269A CN 201811215281 A CN201811215281 A CN 201811215281A CN 109362269 A CN109362269 A CN 109362269A
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plant
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ferrous sulfide
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孙延军
向珞宁
王佳嵩
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Shenzhen Garden Ltd By Share Ltd
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Abstract

本发明公开了一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法，包括以下步骤：(1)土壤普查；(2)土壤分类；(3)确定生石灰用量；(4)在待改良土地区域上开挖坑穴；(5)筛选本土植物、耐酸性植物和伴护性植物；(6)土壤改良：在坑穴中填充有机质，再将根据步骤(3)规定用量的生石灰均匀施撒在坑穴内、排水沟内及未开挖的土地上；(7)土壤压实；(8)种植植物；(9)伴护植物种植；(10)土地培肥；(11)二次种植加密植被。本发明可以防止土壤复酸化，使改良后的土壤可以有多种用途。

Description

一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法
技术领域
本发明涉及生态修复技术领域，具体为一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法。
背景技术
随着城市的不断扩大、人口不断增加，土地紧缺的问题日益严重，所以改良各种不适宜生活需求的土地成为了解决土地压力的当务之急。现在越来越多的填挖方导致了许多不属于本地的土壤进入城市，融入生活；越来越多的矿场因为早年施工不当而导致大面积土地污染、荒废，拯救土地成为刻不容缓的一件事。酸性土壤是pH值小于7的土壤总称。包括砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤和燥红土等土类。我国热带、亚热带地区，广泛分布着各种红色或黄色土壤的酸性土壤。当地气温高、雨量大，年降雨多在1500mm以上。这种高温多雨、湿热同季的特点，使土壤的风化和成土作用均甚强烈，生物物质的循环十分迅速。土壤酸化使阳离子交换量和盐基饱和度降低,土壤矿物质营养元素流失严重；土壤酸化还使土壤对磷酸根和钼酸根的固定作用增强,土壤磷和钼的有效性降低，导致土壤贫脊化，影响植物正常生长和发育。酸性硫酸盐土改良是世界性难题，尤其是紧实平地水气不通，毛细管作用强烈，土壤酸化时间跨度久远。在我国境内有大量的酸性硫酸盐土等待改良和治理，我国酸性硫酸盐土面积约0.11*106hm2，主要分布在广东、广西、海南、福建等地区，其中广东省分布面积最大，约占总面积的60％左右。
目前，酸性硫酸盐土常见的改良方式是在酸土上面覆盖一层土工膜，土工膜上方覆土再种植植物。另外，由于酸性硫酸盐土大量出现在生活范围内并且土壤遇水回酸严重，以致于目前许多酸性硫酸盐土处在直接荒废的阶段。有的甚至直接就用来回填土方，既影响了国土生态，又带来了一定的安全隐患。现在由于对酸性硫酸盐土改良方法的束手无策，很多酸性硫酸盐土并没有很好的利用,浪费了大量土地。同时,由于土壤pH值过低植物很难成活,造成了严重水土流失和土地板结。这也是目前很多人研究改良酸性硫酸盐土望而却步的一个重要原因。改良酸性硫酸盐土在盘活土地生命力的同时对于改善植被生态环境方面有重要意义，特别是在城市建设、边坡治理、生境恢复、生态修补、增加植被覆盖面积等方面起到重大的意义。
硫化亚铁型酸土常因光照、降水、pH、地形条件限制，改良常用一些土壤改良剂，具有一定的改良效果，发挥较佳的短期pH调控效果，但这类改良剂大多为通用型试剂有时会造成二次污染并且时效较为短暂。故结合一些通用酸土改良剂，建立针对酸性硫酸盐土改良方案，解决在酸性硫酸盐土无法长出植被或植被萌发后难以成活的问题；
申请号为：CN 105777424 B公开了一种由铁矿制成的酸性土壤改良剂及其制备方法，该酸性土壤改良剂包含以下重量配比的组分:铁矿尾矿:15-70份，有机肥:1-30份，粗砂:1-40份，石料:1-20份，其中所述的有机肥包括秸秆和粪便。石料为石灰石和白云石中的一种或两种。本发明同时公开了由铁矿尾矿制成的酸性土壤改良剂的制备方法。该酸性土壤改良剂能够显著改善酸性土壤环境，并提供营养物质，并增加土壤的空隙率，提高土壤的保水和营养成分的输送能力，有利于农作物的吸收，并显著提高肥料的利用率。但该酸性改良剂的组成成份较多，制作原料种类繁多，导致制作工序繁琐，该酸性改良剂只调和pH值没有应对调和后土地可使用功能和用途，且成份中含有大量金属离子，大量使用会产生污染隐患。
申请号为：CN102942937A公开了一种酸性硫酸盐土壤改良剂及其制备方法，采用30-67份改酸物质、30-67份含磷物质和2-5份微量元素物质制备酸性硫酸盐土壤改良剂，在较好的中和酸性硫酸盐土壤中的酸的同时，能够明显增加土壤有效磷含量，由于对土壤酸度的中和作用，能有效解除铝、铁和锰的离子对有效磷的固定，从而较进一步提高酸性硫酸盐土壤中有效磷的含量；并且，能够补充酸性硫酸盐土壤中较缺乏的镁、锌和硼等营养元素，有助于改善土壤营养状况，从而改善种植于酸性硫酸盐土壤上的各种作物的生长，有效的解决了酸性硫酸盐土壤因严重酸化、低磷和锰毒等缺陷而影响作物产量的问题。但该酸性硫酸盐土壤改良剂不能对深层的酸性土壤进行改良，随着时间的推移和雨水的淋浴，改酸物质消耗后土壤会复酸化，粉煤灰存在少量的铅、镉、砷等重金属元素，长期使用会造成二次污染，还有搬运沸石耗费人力物力财力。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种可以防止土壤复酸化，使改良后的土壤可以有多种用途的硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法，包括以下步骤：
(1)土壤普查：分别在需进行改良土地的高地区域、低洼地区域、过渡地带区域的砾石地、砂土地、光板地取土，取土深度为18cm-25cm，混匀后测定其pH值；
(2)土壤分类：根据步骤(1)的土壤性质和pH值把土壤分为砂土、红色铁质土、黑色铁质土三大类，其中砂土的pH值为3.56以上，红色铁质土的pH值为3.00-3.50，黑色铁质土的pH值为3.00以下；
(3)确定生石灰用量：根据步骤(2)的土壤种类及每种土壤的pH值，确定每公顷不同种类土壤及pH值的生石灰施用量；
表1：调节土壤20cm土层内酸度的生石灰参考用量
(4)在待改良土地区域上开挖坑穴：在待改良土地区域周围挖设汇水沟，所述汇水沟上挖设有汇水井，在所述待改良土地区域上挖设排水沟，且所述待改良土地区域通过所述排水沟分隔成若干方块，若干所述方块上挖设有多个间隔分布的坑穴；
(5)筛选本土植物、耐酸性植物和伴护性植物：野外采集植物物质资源，在适宜季节野外采集多种植物种子，分别以播种或营养繁殖方法，袋苗育苗，选择肥沃壤土做育苗床，育苗袋的规格为10-15cm*10-15cm；
(6)土壤改良：在每个所述坑穴底部填充3cm-8cm的有机质，再将根据步骤(3)中规定用量的生石灰均匀施撒在所述坑穴内、排水沟内及未开挖的土地上，敲碎开挖出的土石，回填，压实，待种植；
(7)土壤压实：多次夯实，在种植植物前多次土壤夯实,阻断空气与水分进入压实后的土壤；
(8)种植植物:选用步骤(5)中培育好的植物种植在改良土地上；
(9)伴护植物种植：9月底，在改良土地的低洼湿润区域播种伴护植物；
(10)土地培肥：春季在缺苗严重区域点播伴护植物，待伴护植物生长超过30cm后修剪，直接放在场地内培肥；
(11)二次种植加密植被：改土、种植一个月后，在植被稀疏区域加密种植。
进一步地：步骤(4)中所述坑穴与坑穴之间的距离为D，D＝600mm,所述坑穴的长、宽、深度分别为L、W、H,其中L＝350mm-500mm,W＝350mm-500mm,H＝250mm-400mm,所述排水沟的长、宽、深度分别为A、B、C,其中A＝8000mm,B＝400mm,C＝500mm。
进一步地：步骤(5)所述的本土植物为本土野生的狗牙根、双穗雀稗、伪针茅、空心莲子草、紫花大翼豆、小叶三点金、南美蟛蜞菊、藤竹草、兰引三号结缕草中的一种或多种。
进一步地：步骤(5)所述的耐酸性植物为绿景天、落地生根、柱花草、白喜草、马尼拉中的一种或多种。
进一步地：步骤(5)所述伴护性植物为草坪型黑麦草、多花黑麦草、紫苜蓿、田菁、狗尾草中的一种或多种。
进一步地：步骤(6)所述坑穴的底部填充厚度为5cm的有机质，有机质为泥炭土或园林绿化废弃物粉碎料。
进一步地：根据步骤(7)，种植时，将豆科及禾科植物混种，在改土区域上开挖洞穴，将禾科植物脱袋移栽在洞穴中，洞穴周围用开挖出的碎土屑覆土压实，洞穴周边播种豆科植物。
进一步地：根据步骤(7)，种植时，在改良土的低洼区域种苗，种植铺地黍、双穗雀稗、伪针茅、空心莲子草、藤竹草中的一种或多种。
进一步地：根据步骤(7)，种植时，在改良土的砾石地和光板地上铺设由步骤(5)所述袋苗育苗选用的植物分别种植成草毯。
进一步地：根据步骤(8)，在改良土的低洼湿润区域播种草坪型黑麦草或多花黑麦草，并混合苜蓿，草坪型黑麦草和多花型黑麦草在播种前浸种12h。
本发明的有益效果：
1.与现有技术相比，通过在待改良土地区域上开挖坑穴和排水沟，在坑穴底部填充有机质，再根据规定用量的生石灰均匀施撒在坑穴内、排水沟内及未开挖的土地上，然后敲碎开挖出的土石，回填，压实，从而实现对硫化亚铁型酸土进行改良，利用有机质和生石灰，有效地阻隔了土地下层酸性土壤由于毛细管作用将H+和硫化物往上层移动，并通过生石灰层中和毛细管水中带来的H+，减弱了下层酸性土壤对上层已改良土壤的影响，有效地防止了土壤的复酸化，改良后的土壤可供植被生长，在改良的土壤上种植多种本土耐酸性植物，并在草种间种植伴生植物，保持植物的多样性。
2.将禾科和豆科植物混种，通过禾科植物增加土壤肥力，或将一年生植物死后修剪回归土地，增加土壤有机肥。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明开挖示意图；
图3和图4为本发明开挖剖视图；
图5为本发明地形排水示意图；
图6为本发明效果展示图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法：其步骤包括：(1)土壤普查：分别在需进行改良土地的高地区域、低洼地区域、过渡地带区域的砾石地、砂土地、光板地取土，取土深度为20cm，混匀后测定其pH值，土壤pH值的测定采用石蕊试纸或比色板速测法，或采用水浸法，石蕊试纸、比色板速测法、水浸法均为现有的测定方法；
(2)土壤分类：根据步骤(1)的土壤性质和pH值把土壤分为砂土、红色铁质土、黑色铁质土三大类，其中砂土的pH值为3.56以上，红色铁质土的pH值为3.00-3.50，黑色铁质土的pH值为3.00以下；
(3)确定生石灰用量：根据步骤(2)的土壤种类及每种土壤的pH值，确定每公顷不同种类土壤及pH值的生石灰施用量；
表1：调节土壤20cm土层内酸度的生石灰参考用量
(4)在待改良土地区域上开挖坑穴：首先，通过连片开挖方式确定待改良的土地区域，然后，在待改良土地区域的周围通过条状开挖的方式挖设汇水沟，汇水沟上挖设有汇水井，在待改良土地区域上通过条状开挖的方式挖设排水沟，且待改良土地区域通过排水沟分隔成若干方块，最后，通过坑穴开挖的方式在分别在每个方块上挖设有多个间隔分布的坑穴(如图2所示)，坑穴与坑穴之间的距离为D，D＝600mm,坑穴的长、宽、深度分别为L、W、H,其中L＝400mm,W＝400mm,H＝300mm,排水沟的长、宽、深度分别为A、B、C,其中A＝8000mm,B＝400mm,C＝500mm；
(5)筛选本土植物、耐酸性植物和伴护性植物：野外采集植物物质资源，在适宜季节野外采集多种植物种子，分别以播种或营养繁殖方法，袋苗育苗，选择肥沃壤土做育苗床，育苗袋的规格为10cm*10cm；
(6)土壤改良：在每个所述坑穴底部填充5cm的泥炭土，再将根据步骤(3)中规定用量的生石灰均匀施撒在坑穴内、排水沟内及未开挖的土地上，敲碎开挖出的土石，回填，压实，待种植；
(7)土壤压实：多次夯实，在种植植物前多次土壤夯实，阻断空气与水分进入压实后的土壤；
(8)种植植物:选用步骤(5)中培育好的植物种植在改善土地上，种植时，采用袋苗育苗移栽法，并将豆科及禾科植物混种，在步骤(6)经改良的待种植土地上开挖洞穴，将狗牙根、空心莲子草、伪针茅分别脱袋移栽在不同的洞穴内，然后将开挖出来的碎土屑覆盖在洞穴的周围，并压实，接着在洞穴的周边种植扁豆、大翼豆、柱花草中的一种或多种，可适当添加百喜草；
在改良的待种植地的低洼区域种植铺地黍、空心莲子草、腾竹草；
在改良的待种植地的砾石地和光地板上铺设草毯，草毯为将步骤(5)袋苗培育的兰引三号结缕草、双穗雀稗分别种植成规格为30cm*30cm以上的草毯砖，培育的基质为黏土和泥炭土并按1:1比例混合，黏土和泥炭土压实时的厚度为5cm-10cm，为了草毯易于絮结成块，搬运时不散，可在基质底部加麻绳网，铺设时，将草毯直接铺设在砾石地和光板地的边缘区域，铺设时成排拼接，排与排之间的距离为30cm-40cm；
或采用薄层草毯铺设，直接在改良的待种植地上铺设草毯，并用改良土覆盖在草毯上面。覆盖的厚度为1cm-2cm；
在pH＝4-5的改良土的砾石地和光板地上种植极为耐旱的植物，耐旱植物选用绿景天、落地生根，绿景天和落地生根分别用黏土作为基质培育袋苗，移栽前将袋苗用水浇透，然后脱袋直接将基质压在地面上；
(9)伴护植物种植：9月底，在改良土的低洼湿润区域播种草坪型黑麦草并混合苜蓿，草坪型黑麦草在播种前浸种12h；
(10)土地培肥：春季在缺苗严重区域点播田菁、狗尾草，田菁生长超过30cm后修剪，直接放在场地内培肥；
(11)二次种植加密植被：改土、种植一个月后，在植被稀疏区域加密种植。
其中，在袋苗移栽或铺设草毯时，选择在湿润季节移栽和铺设。
实施例二：本实施例与实施例一的区别在于：
(7)种植植物:选用步骤(5)中培育好的植物种植在改善土地上，种植时，采用袋苗育苗移栽法，并将豆科及禾科植物混种，在步骤(6)经改良的待种植土地上开挖洞穴，将南美蟛蜞菊、纤毛鸭嘴草、黑穗画眉草分别脱袋移栽在不同的洞穴内，然后将开挖出来的碎土屑覆盖在洞穴的周围，并压实，接着在洞穴的周边种植扁豆、大翼豆、柱花草中的一种或多种，可适当添加百喜草；
在改良的待种植的砾石地和光地板上铺设草毯，草毯为将步骤(5)袋苗培育的白羊草、假俭草分别种植成规格为30cm*30cm以上的草毯砖，培育的基质为黏土和泥炭土1:1混合，黏土和泥炭土压实时的厚度为5cm-10cm，为了草毯易于絮结成块，搬运时不散，可在基质底部加麻绳网，铺设时，将草毯直接铺设在砾石地和光板地的边缘区域，铺设时成排拼接，排与排之间的距离为30cm-40cm；
(8)伴护植物种植：9月底，在低洼湿润区域播种多花黑麦草并混合紫苜蓿，多花黑麦草在播种前浸种12h。
实施例三：本实施例与实施一的区别在于：
(7)种植植物:选用步骤(5)中培育好的植物种植在改善土地上，种植时，采用袋苗育苗移栽法，并将豆科及禾科植物混种，在步骤(6)经改良的待种植土地上开挖洞穴，将雀稗、白茅、马唐分别脱袋移栽在不同的洞穴内，然后将开挖出来的碎土屑覆盖在洞穴的周围，并压实，接着在洞穴的周边种植链荚豆、大翼豆、柱花草中的一种或多种，可适当添加百喜草；
在改良的待种植的砾石地和光地板上铺设草毯，草毯为将步骤(5)袋苗培育的蜜糖草、假俭草分别种植成规格为30cm*30cm以上的草毯砖，培育的基质为黏土和泥炭土1:1混合，黏土和泥炭土压实时的厚度为5cm-10cm，为了草毯易于絮结成块，搬运时不散，可在基质底部加麻绳网，铺设时，将草毯直接铺设在砾石地和光板地的边缘区域，铺设时成排拼接，排与排之间的距离为30cm-40cm；
综上所述，本发明通过在待改良的区域上挖设坑穴，在坑穴中填充有机质和施撒生石灰，利用生石灰降低土壤的pH值，避免土壤因pH值过低而导致无法长出植被或植被萌发后难成活，在坑穴中填充有机质和施撒生石灰，有效地阻隔了下层酸性土壤通过毛细作用将H+和硫化物往上层土壤移动，并通过生石灰中和毛细管水中带来的H+，减弱了下层酸性土壤对上层已改良土壤的影响，有效地防止了土壤的复酸化，本发明所采用的改良剂为生石灰和有机质，有机质为泥炭土或园林绿化废弃物粉碎料，无重金属元素进入土壤，不会对土壤造成二次污染；在改良的土壤上种植袋苗和草毯，禾科和豆科植物混种，使改良后的土壤既可用于绿化，也有用于农业生产，节约了一定的土地资源，且种植有田菁等伴护植物，利用伴护植物，以刈割物或横卧地表的形式增加土壤肥力，让植物能够循环往复地生长和存活，利用耐酸性植物进行固土，多种植物混种，使改良的土壤形成长期的持续的植被覆盖，起到生态系统的恢复作用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)土壤普查：分别在需进行改良土地的高地区域、低洼地区域、过渡地带区域的砾石地、砂土地、光板地取土，取土深度为18cm-25cm，混匀后测定其pH值；
(2)土壤分类：根据步骤(1)的土壤性质和pH值把土壤分为砂土、红色铁质土、黑色铁质土三大类，其中，砂土的pH值为3.56以上，红色铁质土的pH值为3.00-3.50，黑色铁质土的pH值为3.00以下；
(3)确定生石灰用量：根据步骤(2)的土壤种类及每种土壤的pH值，确定每公顷不同种类土壤及pH值的生石灰施用量；
表1：调节土壤20cm土层内酸度的生石灰参考用量
(4)在待改良土地区域上开挖坑穴：在待改良土地区域周围挖设汇水沟，所述汇水沟上挖设有汇水井，在所述待改良土地区域上挖设排水沟，且所述待改良土地区域通过所述排水沟分隔成若干方块，若干所述方块上挖设有多个间隔分布的坑穴；
(5)筛选本土植物、耐酸性植物和伴护性植物：野外采集植物物质资源，在适宜季节野外采集多种植物种子，分别以播种或营养繁殖方法，袋苗育苗，选择肥沃壤土做育苗床，育苗袋的规格为10-15cm*10-15cm；
(6)土壤改良：在每个所述坑穴底部填充3cm-8cm的有机质，再将根据步骤(3)中规定用量的生石灰均匀施撒在所述坑穴内、排水沟内及未开挖的土地上，敲碎开挖出的土石，回填，压实，待种植；
(7)土壤压实：多次夯实，在种植植物前多次土壤夯实，阻断空气与水分进入压实后的土壤；
(8)种植植物:选用步骤(5)中培育好的植物种植在改良土地上；
(9)伴护植物种植：9月底，在改良土地的低洼湿润区域播种伴护植物；
(10)土地培肥：春季在缺苗严重区域点播伴护植物，待伴护植物生长超过30cm后修剪，直接放在场地内培肥；
(11)二次种植加密植被：改土、种植一个月后，在植被稀疏区域加密种植。
2.根据权利要求1所述一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法，其特征在于：步骤(4)中所述坑穴与坑穴之间的距离为D，D＝600mm,所述坑穴的长、宽、深度分别为L、W、H,其中L＝350mm-500mm,W＝350mm-500mm,H＝250mm-400mm,所述排水沟的长、宽、深度分别为A、B、C,其中A＝8000mm,B＝400mm,C＝500mm。
3.根据权利要求2所述一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法，其特征在于：步骤(5)所述的本土植物为本土野生的狗牙根、双穗雀稗、伪针茅、空心莲子草、紫花大翼豆、小叶三点金、南美蟛蜞菊、藤竹草、兰引三号结缕草中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法，其特征在于：步骤(5)所述的耐酸性植物为绿景天、落地生根、柱花草、白喜草、马尼拉中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法，其特征在于：步骤(5)所述伴护性植物为草坪型黑麦草、多花黑麦草、紫苜蓿、田菁、狗尾草中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法，其特征在于：步骤(6)所述坑穴的底部填充厚度为5cm的有机质，有机质为泥炭土或园林绿化废弃物粉碎料。
7.根据权利要求1所述一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法，其特征在于：根据步骤(7)，种植时，将豆科及禾科植物混种，在改土区域上开挖洞穴，将禾科植物脱袋移栽在洞穴中，洞穴周围用开挖出的碎土屑覆土压实，洞穴周边播种豆科植物。
8.根据权利要求3所述一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法，其特征在于：根据步骤(7)，种植时，在改良土的低洼区域种苗，种植铺地黍、双穗雀稗、伪针茅、空心莲子草、藤竹草中的一种或多种。
9.根据权利要求3所述一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法，其特征在于：根据步骤(7)，种植时，在改良土的砾石地和光板地上铺设由步骤(5)所述袋苗育苗选用的植物分别种植成草毯。
10.根据权利要求5所述一种硫化亚铁型酸土改良与裸地植被恢复方法，其特征在于：根据步骤(8)，在改良土的低洼湿润区域播种草坪型黑麦草或多花黑麦草，并混合苜蓿，草坪型黑麦草和多花型黑麦草在播种前浸种12h。
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