煤矿塌陷区废碴充填复垦土壤理化性质研究

煤矿区充填复垦重构土壤在很大程度上改变了原生表层土体的构型,为了进一步了解粉煤灰、煤矸石充填复垦对土壤理化性质的影响,通过选取粉煤灰、煤矸石复垦土壤样品与对照土壤样品进行了实验研究,结果表明复垦土壤的理化性质较差。复垦土壤pH值呈碱性,土壤有机质含量降低,土壤全氮、速效磷、速效钾含量减少,土壤湿水分较为充足,风干水分分明显减少。     

张集矿区复垦土壤养分变化研究及评价

煤炭开采引发土地沉陷,耕地资源严重破坏,土地复垦是恢复耕地的重要措施。开展矿区复垦土壤养分变化研究及评价,对于指导矿区土地复垦工作有着重要意义。以淮南张集矿区不同复垦年限的土壤为对象,系统研究了土壤养分的变化。结果表明:随着复垦时间的增加,土壤的有机质、全氮、速效磷和速效钾呈现增加趋势;复垦土壤在垂直层次上表现出随深度的增加,土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾有下降的趋势;以正常耕地土壤养分水平作为评价标准时,复垦土壤养分恢复指数呈现增加趋势。     

张集矿区复垦土壤养分变化研究及评价

煤炭开采引发土地沉陷,耕地资源严重破坏,土地复垦是恢复耕地的重要措施。开展矿区复垦土壤养分变化研究及评价,对于指导矿区土地复垦工作有着重要意义。以淮南张集矿区不同复垦年限的土壤为对象,系统研究了土壤养分的变化。结果表明：随着复垦时间的增加,土壤的有机质、全氮、速效磷和速效钾呈现增加趋势;复垦土壤在垂直层次上表现出随深度的增加,土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾有下降的趋势;以正常耕地土壤养分水平作为评价标准时,复垦土壤养分恢复指数呈现增加趋势。     

阜新矿区排土场土壤特征分析

针对阜新矿区排土场实际,从露天煤矿生态系统分析出发,将阜新矿区排土场的土壤在不同条件下进行化验分析,研究测定不同条件下土壤的理化性质,为矿区如何进行水土保持、提高土壤肥力等提供可靠依据,进而制定出完善的多功能植被恢复方案。通过试验,得出阜新矿区排土场土壤物理化学性质随着排矸年限的增加均发生改变,随排矸年限的增加矸石山土壤的pH值、有机质含量、全氮含量相比当时覆盖土均有所提高,速效磷、速效钾则有所减少。土壤的单位体积质量减小,而土壤总孔隙度则增大,自然含水量也逐渐增大。     

河北省主要铁矿迹地复垦区土壤肥力现状调查分析

为了明确铁矿复垦后的土壤养分的恢复状况，对河北省8个地市17个县区的54个铁矿区的原生地貌和复垦区土壤进行现场采样并进行养分分析。结果表明：无论原生地貌还是复垦区的土壤有机质含量大多数区域处于稍缺、缺乏或极缺水平。原生地貌土壤碱解氮含量除了秦皇岛、承德、张家口外，其他区域均处于稍缺以下；速效磷含量中等或稍缺；速效钾含量在区域间差别较大，从丰富到极缺。复垦后铁矿土壤碱解氮均处于缺乏与极缺水平；速效磷属稍丰与中等水平；速效钾除了秦皇岛外均处于稍缺到极缺。总之，河北省铁矿区复垦后土壤速效氮、速效磷、速效钾含量均处于较低水平，该结果为后续矿区复垦后土壤的肥力提升提供理论基础。     

淮南市大通矿区煤矸石充填复垦地修复效果研究

为研究废弃矿区煤矸石充填复垦地复垦效果,选取淮南市大通废弃矿区复垦地为研究试验区,对大通矿区复垦地及周边未塌陷地土壤理化性征开展研究,同时分析两地自然生长的一年蓬、葎草、蒺藜、苘麻4种苗木叶片中叶绿素总量、可溶性蛋白质、脯氨酸、过氧化氢酶含量的差异,运用主成分分析法对各植物生长状况进行综合、定量评价。结果表明：大通矿区复垦地区和未塌陷地土壤容重、含水量、微量、中量元素差异较大;大通复垦区与未塌陷地土壤有机质皆处于6级水平;大通复垦区速效氮、速效磷含量处于6级水平,速效钾含量处于5级水平;未塌陷地速效氮含量处于5级水平,速效磷、速效钾处于4级水平;由植物生长主成分得分可知,未塌陷地区葎草、蒺藜、苘麻生长状况皆好于复垦区,未塌陷地一年蓬生长位次低于复垦区一年蓬生长位次。     

煤矿微生物复垦区灌木林下土壤养分的空间异质性

微生物复垦技术近年来已成为矿区土地复垦新的研究方向,微生物复垦多年后,新的人工生态系统已建立,其灌木林下土壤养分的空间异质性研究成为关注的重点。选择神东大柳塔采煤沉陷地微生物复垦地为研究区,利用经典统计学、地统计学和协同克里金插值方法,研究采煤沉陷地微生物复垦区灌木林下土壤全氮、有机质和速效磷的空间异质性及其影响因素。结果表明:研究区土壤全氮、有机质和速效磷的含量均值分别为0.50 g/kg,11.93 g/kg,2.24 mg/kg,均呈现出中等强度变异,存在空间自相关性。选择能表征丛枝菌根真菌特性的关键因子土壤菌丝密度,发现土壤菌丝密度与土壤全氮、有机质和速效磷含量呈极显著正相关性。以土壤菌丝密度为协变量的土壤全氮、有机质和速效磷的最优模型分别为高斯模型、球状模型和高斯模型,决定系数分别为0.709,0.757和0.467,均高于单一变量的土壤全氮、有机质和速效磷的决定系数。以菌丝密度为辅助变量的土壤全氮、有机质和速效磷均呈现强空间自相关性,有机质的变程较长,空间连续性较好;土壤全氮空间分布呈块状分布,对空间依赖性较强;土壤速效磷呈不规则斑块状,破碎化程度高。以菌丝密度为辅助变量进行协同克里格插值能够显著提高土壤全氮、有机质和速效磷含量的预测精度。     

人工林树种对矿区复垦土壤肥力质量影响及评价研究

为探究人工林对复垦土壤肥力水平的影响,以淮南矿区潘一矿复垦区杨树林、女贞林和桧树林3种典型人工林分为研究对象,通过实地采样和室内试验,测定林地不同深度土壤的容重、p H值、有机质、总氮、速效氮、总钾、速效钾、总磷、速效磷等9项指标,利用灰色关联度方法定量分析3种林地土壤肥力状况,并进行了综合评价排序。结果表明:①单因素方差分析表明,3种林地土壤的pH值、总氮、总磷、总钾等4项肥力指标在不同树种间差异不显著(P0.05),土壤容重、有机质、速效氮、速效磷、速效钾等5项肥力指标在不同树种间差异显著(P0.05)。②对照全国第2次土壤普查养分分级标准和2009年该复垦区土壤肥力指标监测结果,容重、有机质、速效磷、总钾、速效钾等5项指标肥力水平显著提高。pH值、总氮、速效氮和总磷4项指标肥力水平与2009年该复垦区土壤水平较一致。总磷和速效氮可以作为复垦区土壤肥力提升的限制因子。③3种林地土壤加权灰色关联度综合评价值大小排列顺序为:杨树纯林桧树纯林女贞纯林,其中杨树林地土壤属于Ⅰ级(优)水平,桧树林地和女贞林地属于Ⅱ级(良),表明杨树林土壤最肥沃。因此,杨树具有改良土壤肥力、改善环境和保持水土等重要功能和作用,可以作为复垦区造林树种的优势树种,为煤矿沉陷区复垦土壤进行可持续利用及生态修复提供科学的理论依据。     

粉煤灰充填复垦土壤理化性状研究

为了进一步搞清粉煤灰充填复垦构成的复垦土壤的理化性质，指导今后的复垦工作，通过选取不同时间、不同地点复垦土地的样点，采用室内外测化验手段，对其进行了细致的研究。结果认为：复垦土壤入渗率小于农业土壤，土壤容重和土壤含水量大于农业土壤；复垦土壤PH值大于8，碱性过强，土壤有机质含量低，全氮含量低，速效磷含量低，全钾含量和速效钾含量充足。     

草原区露天煤矿开发对土壤环境质量的影响

矿区土壤环境质量直接关系到矿区周边草原质量状况和矿区土地复垦与生态修复工作。本文以胜利一号露天矿为例,通过煤矿开发前与开发后土壤质量、再造土壤与原地貌典型草原土壤质量、剥离表土和其他再造土壤,以及有人工种植和无人工种植的再造土壤的对比等多角度研究草原区煤田开发对矿区土壤质量的影响,结果表明:(1)与采矿前相比,胜利一号露天矿开采5年后周边原地貌典型草原土壤pH值略有升高,重金属元素As、Hg、Cu、Cd等含量均高于采矿前水平,有机质、速效钾和速效磷等营养元素含量也较采矿前有所升高;(2)与原地貌典型草原土壤相比,露天煤矿排土场再造土壤重金属含量明显增加,有机质和营养元素含量有所降低;(3)剥离表土有机质和营养元素较其他再造土壤丰富,而且小型分散表土堆较大型表土排放场更有利于保持表土的营养成分;(4)人工种植会显著增加再造土壤有机质和多数营养元素的含量。     

风沙区采煤扰动下土壤养分含量的演变特征

为揭示超大工作面开采过程中采煤沉陷对土壤养分影响的演变特征,并为矿区生态自修复研究提供理论参考。选择大柳塔矿某综采工作面,分别对开采前、开采过程中、开采结束及地表稳定后这一煤炭开采全周期的对照区及沉陷区进行取样,对比分析土壤养分含量。结果表明:土壤pH值随开采进度呈增大趋势,地表稳定后逐渐降低;有机质、速效磷及全氮随开采程度呈先降后增的趋势;速效钾一直呈增大的趋势,与有机质、全氮及速效磷变化趋势不一致。地表稳定后土壤养分含量与对照区基本趋于一致,表明沉陷区土壤养分具有一定的自修复特征。     

新疆某露天矿排土场土壤质量分级评价

以新疆某露天矿排土场为研究区域,对其 0~60 cm 处土壤含水率、pH、有机质、碱解 氮、有效磷、速效钾 进行采样分析,利用全国第二次土壤普查分级标准和昌吉市一般农用耕地土壤质量标准作为参 考,评价当前土壤养 分现状;采用土壤肥力指数法,对不同深度下土壤质量进行分层评价。结果表明,根据第二次 土壤普查分级标准和昌 吉市一般农用耕地土壤质量标准,土壤有机质含量较低,碱解氮含量极低,有效磷含量较高, 速效钾随选用参考标准 不同而不同。此外,研究表明,不同深度的土壤质量综合评价值略有不同,分层评价土壤质量 更客观准确。     

不同重构土壤材料配比的土壤改良和苜蓿生长效应研究

针对西部露天矿区土地生态修复中表土稀缺和土壤贫瘠难题,从充分利用矿区当地常见的原材料出 发,利用风沙土、红黏土、煤矸石、玉米秸秆及腐植酸为原料,按照不同配比混合后进行室内盆栽试验,研究不同配比下 紫花苜蓿生长特性、土壤理化性状和生物学特性的差异,优选适宜于该地区的重构土壤配比。 结果表明:利用风沙土、 红黏土、煤矸石、玉米秸秆及腐植酸重构土壤具有可行性;不同重构土壤配比均可显著改善土壤物理结构,增加土壤 养分含量,提高土壤微生物活性,进而促进紫花苜蓿生长,但不同配比之间存在明显差异;与纯风沙土(CK)相比,不同 重构土壤配比下紫花苜蓿生物量、根长、根直径和根表面积分别提高了 19. 05% ~ 624. 76%、17. 99% ~ 131. 80%、 17. 72% ~ 239. 20%和 33. 01% ~ 650. 45%。 相关分析结果表明:紫花苜蓿生物量与基质理化性状和微生物活性存在协 同效应。 综合来看,风沙土与红黏土按 1 ∶2 复配,同时添加 15%煤矸石、5%玉米秸秆及 0. 05%腐植酸,土壤重构效果 最佳。 该研究为矿区土壤重构及降低土地生态修复成本提供了理论依据。     

土壤改良剂对废弃离子型稀土矿酸性砂化土壤改良效果研究

针对离子型稀土矿土壤酸性砂化的问题，选用贝壳粉、植物粘合剂、有机肥复配进行土壤改良剂研究，探讨土壤改良剂对酸性砂化土壤的作用机制。结果表明，添加改良剂土壤的pH值提升至6.5，有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均不同程度提高，SEM表征表明添加土壤改良剂，土壤颗粒粘结较好，土壤呈团粒结构。土壤改良剂能有效改善土壤酸性砂质问题，为植物提供良好的生长环境，有利于矿区生态恢复。     

煤矿塌陷区不同复垦年限土壤颗粒组成分形特征

土壤的颗粒组成在某种程度上决定了土壤的结构和性质,为探究不同复垦年限下土壤理化性质的变化规律,以土壤颗粒分形理论为基础,选取邹城市典型采煤塌陷地作为研究对象,统计分析了煤矿塌陷区土壤颗粒分形特征及其与土壤不同粒径含量和土壤养分状况间的关系。结果表明:①随复垦年限增加,土壤理化性质变好,土壤颗粒分形维数增大。②在垂直剖面尺度上,土壤颗粒分形维数与黏粒、粉粒、密度、有机质含量呈极显著正相关关系(p0.01),而与砂粒含量、孔隙度呈极显著负相关(p0.01),与碱解氮、速效磷、速效钾含量相关性很小。③在时间尺度上,土壤颗粒体积分形维数与黏粒、粉粒、有机质含量、密度存在极显著正相关关系,与土壤碱解氮、速效钾、速效磷呈显著正相关,与砂粒含量、孔隙度呈极显著负相关关系。     

草原露天矿区重构土壤含水率差异性分析

为揭示不同重构土壤配比及不同植被生长等级对重构土壤含水率影响的差异性,探寻最适宜的重构土壤材料配比。本文以内蒙古胜利矿区内排土场为研究区,对重构土壤复垦地进行了调查和取样,采用单因素方差分析法对重构土壤的土壤含水率进行差异性分析,并讨论了形成差异的原因。结果表明：（1）在不同的植被生长等级下,土壤重构方式为岩土剥离物：煤矸石：粉煤灰=3：4：3时土壤含水率均较高。（2）当土壤重构方式相同时,不同植被生长等级下土壤含水率并不是植被生长等级越高越好。当土壤重构方式为岩土剥离物时,大田块一（15天翻耕靶地一次）和大田块二（30天翻耕靶地一次）在植被生长等级为1、2时土壤含水率较高;当土壤重构方式为岩土剥离物：煤矸石=2：3时,大田块三（60天翻耕靶地一次）和大田块四（当年翻耕处理并种植苜蓿）在植被生长等级为3时土壤含水率较高;当土壤重构方式为岩土剥离物：煤矸石：粉煤灰=3：4：3时,大田块一（15天翻耕靶地一次）和大田块三（60天翻耕靶地一次）在植被生长等级为3时土壤含水率最高,大田块二（30天翻耕靶地一次）和大田块四（当年翻耕处理并种植苜蓿）在植被生长等级为1时土壤含水率最高。煤矸石、粉煤灰、岩土剥离物作为表土替代材料其不同配比在重构土壤上的研究为表土稀缺矿区的复垦工作提供了支撑,为全球草原露天矿区的生态修复工程提供参考。     

基于模糊数学综合评价法的弓长岭铁矿区土壤环境质量研究

采用模糊数学综合评价法,对辽阳弓长岭铁矿区土壤环境质量进行综合评价。以采场和尾矿库为中心,将矿区分为7个典型区域,分别采样。以土壤重金属Cd、Cu、Cr、Pb和Zn含量与土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷和速效磷含量为主要评价对象。结果表明,弓长岭铁矿区土壤重金属污染严重,以Cd为主要污染因子,其次为Cu和Cr,而Pb、Zn为无污染或轻度污染。同时,虽然矿区内土壤养分丰富,但是受开采活动及重金属污染影响,导致碱解氮、全磷和速效磷等能被植物快速有效利用的养分含量较低,不适于植物种植。建议矿区着重监控Cd污染,并及时进行生态修复,在生态修复之前应人工施加肥料,调节土壤养分结构。研究为弓长岭铁矿区土壤生态环境的改善和治理提供科学参考。     

露天煤矿排土场复垦土地土壤有机碳的动态变化

为探讨黄土区露天煤矿复垦土壤剖面有机碳的动态变化,以山西平朔露天煤矿排土场不同复垦阶段的耕地、林地和草地为研究对象,通过野外分层采集土样,探讨了不同复垦方向土壤有机碳含量的剖面分布特征及其与土壤pH值、全氮和w(C/N)的相关关系。结果表明：土壤有机碳的剖面分布随土壤深度和复垦方向的变化而变化,不同复垦方向土壤有机碳的垂直分布表现出一定的规律性,即随着土层深度的增加而逐渐递减;与未复垦的排土场相比,复垦2 a和18 a的耕地表层土壤有机碳含量分别增加22.73%和46.06%,复垦18 a和22 a的林地土壤有机碳含量分别增加38.86%和29.55%,复垦14 a的草地土壤有机碳含量增加30.96%,而复垦18 a的草地土壤有机碳含量变化不大;矿区3种复垦方向土壤有机碳含量整体表现为：林地>耕地>草地;复垦后的耕地土壤有机碳与全氮含量之间有显著的正相关性,相关系数R=0.642,林地和草地土壤有机碳含量与全氮之间有极显著的正相关性,相关系数R≥0.812;不同复垦方向土壤有机碳与w(C/N)的相关性都极为显著,相关系数≥0.679;耕地和林地土壤有机碳含量与pH具有明显的负相关性,相关系数分别为-0.685和-0.723,而草地土壤有机C含量与土壤pH没有明显的相关性。本研究可为黄土区露天煤矿排土场土地复垦与生态重建提供一定的借鉴和参考。     

不同低分子量有机酸对煤矸石养分释放的影响作用

为弄清低分子量有机酸在煤矸石风化物养分释放中的作用,通过在煤矸石风化物中添加不同种类、不同浓度的低分子量有机酸（苹果酸、柠檬酸、草酸）,分析培养7 d、30 d及60 d后煤矸石pH值、碱解氮、速效磷、速效钾含量的变化及差异。结果表明：与对照相比,柠檬酸和苹果酸处理后的煤矸石pH值降低,而添加草酸对煤矸石的pH值具有提升的作用;苹果酸和柠檬酸对煤矸石碱解氮具有一定的释放作用,而草酸具有抑制作用;苹果酸和柠檬酸处理后的煤矸石速效钾含量呈现出下降趋势,草酸与之相反;在速效磷方面,供试有机酸均提高了煤矸石的速效磷含量。随着低分子量有机酸浓度的提高和培养时间的延长,柠檬酸和苹果酸处理后的煤矸石pH值基本表现为下降趋势,草酸则相反。随着实验周期的增加,煤矸石的碱解氮和速效磷含量都呈现出上升的规律,仅有速效钾呈现出下降的趋势。伴随浓度的升高,施入柠檬酸和苹果酸的煤矸石碱解氮组分基本保持下降的态势,草酸与之相反;三类酸处理后的煤矸石速效钾和速效磷含量并未随着有机酸浓度的升高表现出明显的规律性,说明有机酸浓度对煤矸石速效钾和速效磷组分的固定和释放影响不大。     

煤矸石复垦地肥力的研究

通过对淮北朔里煤矿矸石复垦区的测试分析表明，煤矸石及其地下水的ｐＨ为８．０８～９．３５，煤矸石中含有丰富的氮、磷、钾和有机质等植物生长需要的营养元素，阳离子交换量为１９．９７ｍｌ／１００ｇ土，镉、铬、铅、砷、汞和氟等有害元素含量，均未超过国家标准，适宜于农林种植。