风沙区采煤沉陷裂缝对不同坡位土壤养分的影响

为探究风积沙区采煤沉陷裂缝在不同坡位下土壤养分的变化特征,以鄂尔多斯李家塔煤矿采煤沉陷坡地为研究对象,分析了采煤沉陷坡地不同坡位裂缝带和非裂缝带土壤养分指标的纵向变化规律。结果表明:采煤沉陷坡地各土壤指标均从坡顶至坡底不断增加,坡顶土壤含水率维持在10.61%,裂缝带较非裂缝带土壤有机质减少了28.61%;坡中和坡底裂缝带的土壤含水率、土壤有机质较非裂缝带分别减少了7.32%、102.59%和21.76%、149.06%;各坡位裂缝带土壤速效养分较非裂缝带增加了0.03%～14.00%。研究表明:煤炭开采引起的采煤沉陷裂缝对土壤养分造成了不同程度的影响,随着坡度下降,沉陷裂缝对土壤养分的影响逐渐增大;沉陷裂缝加快了土壤水分的蒸散量和土壤有机质的分解速度,使土壤速效养分多富集于裂缝表层土壤,为采煤沉陷地土壤改良、实现矿区生态修复奠定了理论和实践基础。     

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。     

草原生态脆弱区采煤沉陷区地表损毁特征研究

在干旱半干旱草原生态脆弱区,煤炭开采主要引起地表沉陷、裂缝和隆起等破坏形式,文中研究了东部草原生态脆弱区不同破坏形式,结合地表移动观测数据,给出了沉陷区、裂缝区及隆起区的发育范围,并对不同深度的土壤养分指标进行检测,结果表明:不同破坏形式下,土壤的化学特性空间差异性显著,与对照区相比较,裂缝区、隆起区上层土壤(0～20 cm)有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量均有不同程度下降,尤其有机质与全氮含量下降显著(P<0.05),在草原区植被生长根系主要分布在0～20 cm处,因此,导致了地表土壤退化、生产力降低.     

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。     

采煤扰动下矿区土壤质量时空变化规律研究

为了研究我国西部煤矿高强度开采扰动下,土壤质量变化规律,以纳林河二矿为研究对象,选取10cm、20cm和30cm表层土壤的含水率、pH、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质作为土壤环境质量的评价指标,分析高强度煤炭开采对土壤质量时空变化规律的影响。结果显示：各深度未采区含水量均高于沉陷区,1年沉陷区在10cm深度土壤含水量略高于2年沉陷区,而在20cm、30cm深度含水量则低于2年沉陷区,表明2年沉陷区含水量与1年沉陷区相比有所恢复|区域内pH变化幅度较小,采煤沉陷对土壤pH影响较小。从空间分布上来看,pH较小区域主要分布在2年沉陷区与其他两区域的交界处,这与采煤巷道的方向一致|采煤扰动对土壤肥力的影响较小。碱解氮、有效磷、速效钾、有机质空间分布具有一致性,低值区域主要集中在未开采区中部和1年沉陷区的西北部、中部和南部,高值区域主要集中在2年沉陷区与1年沉陷区和未采区的交界处,但覆盖面积有所不同。     

陕北不同地貌类型区采煤沉陷对土壤微生物和酶活性的影响

深刻认识采煤沉陷的衍生生态损害效应已经成为当前修复西部煤矿区生态环境采动损害的关键基础科学问题和研究热点。掌握不同地貌类型单元采煤沉陷对土壤微生物和酶活性的影响规律有利于西部采煤沉陷区的生态环境保护与修复。以陕北煤矿区榆树湾井田（风沙地貌）、柠条塔井田北翼（黄土地貌）的典型沉陷坡面土壤为研究对象,分别采集不同坡面部位（垂直深度为0～60 cm）的土壤样品,分别采用绝对定量PCR方法和酶标仪法测定土壤细菌、放线菌、真菌的数量和蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶的活性,细致分析土壤微生物数量和酶活性在沉陷坡面上的空间变化特征,综合土壤主要理化特性,揭示不同地貌类型下采煤沉陷对土壤微生物和酶活性的影响规律。结果表明：(1)风沙地貌类型单元和黄土地貌类型单元的采煤沉陷都会导致沉陷坡面土壤微生物数量和酶活性显著降低,土壤微生物数量的降幅分别达到8.27%～42.39%和11.53%～45.95%,土壤酶活性的降幅分别达到6.52%～39.83%和9.09%～42.42%;随坡面部位由坡顶到坡中再到坡脚的转换,该效应对于土壤3种微生物和4种酶呈现出不同的变化特征;(2)黄土地貌类型单元的采煤沉陷对“...     

东部草原露天开采对植被与土壤养分空间异质性影响

东部草原露天煤矿开采多年后,矿区周边草原生态系统植被种群与土壤养分逐渐发生变化,为揭示矿区周边植被种群密度与土壤养分的空间异质性分布规律,以宝日希勒露天矿坑周边2 km为半径的草原草场为研究区,在矿坑周边不同方向布设了4条采样线,运用经典统计学和地统计学方法对矿区植被种群密度和土壤有机质、速效磷、速效钾含量的空间异质性进行了分析。研究结果表明：矿区周边天然草地土壤有机质的平均含量为56.44 g/kg;速效磷的为7.89 mg/kg;速效钾的为181.50 mg/kg;植被种群密度的平均值为198.13株/m2;有机质、速效磷和速效钾含量分布呈现从西向东逐渐增加的趋势,植被种群密度在西部与东部较高、中部较低。变异系数范围为19.81%～37.62%,均为中等变异。有机质、速效磷的最佳拟合模型均为高斯模型,速效钾的最佳拟合模型为球形模型,植被种群密度的最佳拟合模型为线性模型;块金值与基台值比值范围为12.67%～94.17%。速效磷和速效钾的空间变异主要由随机性因素引起,且空间相关性较弱;有机质属中等强度的空间变异性,其空间变异由随机性因素和结构性因素共同作用引起;植被种群密度空间变异受人类活动主要是对资源的开发利用、放牧等结构性因素影响较大。在小尺度范围内,受煤炭开采与放牧干扰,草地出现不同程度退化,草地植被类型改变,土壤养分与植被种群密度呈负相关变化。     

采煤沉陷对土壤团聚体及其有机碳的影响

为了更好地了解采煤沉陷坡地土壤结构及其有机碳库的变化特征,以典型的焦煤集团九里山矿采煤沉陷坡地为研究对象,分析了采煤沉陷坡地不同坡位土壤团聚体的组成及其有机碳的空间分布特征。结果表明：采煤沉陷坡地大团聚体含量自坡顶至坡底不断下降,微团聚体含量不断增加,土壤结构和稳定性自坡顶至坡下越来越差,在坡底则有所好转。采煤沉陷坡地不同坡位＜0.25 mm 土壤团聚体有机碳含量最高,各粒级土壤团聚体有机碳含量自坡顶至坡下不断减少,在坡底则有所增加。采煤沉陷坡地土壤有机碳含量自坡顶至坡下不断减少而在坡底显著增加。采煤沉陷减少了不同坡位＞5 mm土壤团聚体有机碳储量,增加了不同坡位＜0.25 mm土壤团聚体有机碳储量,但对0.25~2 mm、2~5 mm土壤团聚体有机碳储量的影响没有明显规律性。采煤沉陷坡地坡顶、坡上、坡中、坡下土壤有机碳储量显著低于正常农田,分别比未塌陷地土壤有机碳储量减少了8.19 t/hm2、8.21 t/hm2、9.11 t/hm2、11.34 t/hm2,煤炭开采引起的采煤沉陷对土壤有机碳库造成了不同程度的损失,并在一定程度上加剧了温室效应。     

采煤沉陷对土壤团聚体及其有机碳的影响

为了更好地了解采煤沉陷坡地土壤结构及其有机碳库的变化特征,以典型的焦煤集团九里山矿采煤沉陷坡地为研究对象,分析了采煤沉陷坡地不同坡位土壤团聚体的组成及其有机碳的空间分布特征。结果表明：采煤沉陷坡地大团聚体含量自坡顶至坡底不断下降,微团聚体含量不断增加,土壤结构和稳定性自坡顶至坡下越来越差,在坡底则有所好转。采煤沉陷坡地不同坡位＜0.25 mm 土壤团聚体有机碳含量最高,各粒级土壤团聚体有机碳含量自坡顶至坡下不断减少,在坡底则有所增加。采煤沉陷坡地土壤有机碳含量自坡顶至坡下不断减少而在坡底显著增加。采煤沉陷减少了不同坡位＞5 mm土壤团聚体有机碳储量,增加了不同坡位＜0.25 mm土壤团聚体有机碳储量,但对0.25~2 mm、2~5 mm土壤团聚体有机碳储量的影响没有明显规律性。采煤沉陷坡地坡顶、坡上、坡中、坡下土壤有机碳储量显著低于正常农田,分别比未塌陷地土壤有机碳储量减少了8.19 t/hm2、8.21 t/hm2、9.11 t/hm2、11.34 t/hm2,煤炭开采引起的采煤沉陷对土壤有机碳库造成了不同程度的损失,并在一定程度上加剧了温室效应。     

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。     

平原矿区采煤沉陷地复垦耕地生产力评价

针对采煤沉陷区复垦耕地质量不高和缺乏科学合理的验收标准问题,从土壤学、植物学角度选取了与复垦耕地生产力密切相关的有机质、pH、全氮、速效磷、速效钾等土壤养分指标和与农作物生长密切相关的土层厚度、地下水埋深、农田水利、坡度等外部环境指标共同构建复垦耕地生产力评价指标体系,并建立了评价模型,在兖州采煤沉陷区对该评价模型进行了实地应用验证,评价结果与实测结果相关性显著,表明建立的耕地生产力评价模型可用于高潜水采煤沉陷区复垦耕地生产力的评价定级。     

开采沉陷对耕地土壤物理特性影响的空间变化规律

为了给煤矿沉陷耕地的复垦治理提供理论依据, 以兖州矿区为例, 对沉陷耕地不同下沉位置、不同土层的土壤进行了监测和分析, 揭示了开采沉陷对耕地土壤物理特性影响的空间变化规律． 结果表明, 开采沉陷显著影响耕地表层土壤的物理特性; 沉陷耕地上中坡土壤有砂质化的趋势, 而下坡和坡底则积聚了上中坡侵蚀下移的细颗粒土壤物质; 在土壤物理特性中, 受其影响最大的是土壤含水量, 其次是物理性砂粒含量, 再次是土壤容重和孔隙度．     

武功山山地草甸土壤养分的初步分析

以江西省萍乡市武功山核心景区的金顶—吊马桩一带的区块状山地草甸为研究对象,在对武功山金顶景区草甸土壤上(0~20 cm)、下(20~40 cm)两层土壤进行采样并运用ASI土壤养分状况系统分析法测定,采用常规统计分析得出结论:试验区草甸土壤总体偏酸性,土壤大体属于2类有机质土壤,在含量变幅上除了有机质、速效钾、有效镁、有效硼、有效硫的含量较为稳定,其他养分元素均出现较大变幅,两层土壤养分的变异除pH值外,均出现中度或者重度变异,以中度变异为主,其中硝态氮、有效磷和有效钙在两层土壤均出现了重度变异,说明土壤中的主要养分含量大都发生了局部不稳定状况,两层土壤养分指标中发生养分偏斜的多于未偏斜的;基于ASI土壤养分分析系统的分级状况,发现只有草甸土壤中的速效氮(铵态氮和硝态氮之和)、有效铁、有效硫在土壤的上下两层均表现为较为丰富的状况,以及有效锌在上层草甸土的含量较为丰富,草甸土壤中的其他土壤养分元素含量总体处于偏低水平,且过半养分含量处于严重缺乏的水平。     

荆门市耕地不同土壤类型养分含量特征及肥力评价

以荆门市耕地表层土壤为研究对象,测定不同类型土壤的全氮、全磷、全钾、全硫、有效磷、速效钾和有机质等养分含量,并进行肥力评价。结果表明,研究区土壤pH、全钾变异系数最小,属均匀分布型;有机质、全氮、全磷、全硫、速效钾和阳离子交换量变异系数中等,属相对分异型;有效磷变异系数最大,属强变异型。土壤有机质、全氮、速效钾、全硫含量较丰富,全磷、全钾、有效磷含量中等。石灰土有机质、全氮和全硫含量最高,紫色土阳离子交换量和速效钾含量最高,潮土全磷、全钾和有效磷含量最高。研究区土壤综合肥力较高,综合肥力指数为2.87～5.63,肥力处于一—四等,占比分别为3.37%、46.13%、43.10%和7.40%,其中以紫色土肥力最高,石灰土、黄棕壤、水稻土次之,潮土最低。建议潮土适当增施有机肥和氮钾肥,改善土壤结构;水稻土增施磷肥,适当控制钾肥。     

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,该结果可为后续矿区复垦后土壤的肥力提升提供理论基础。     

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。     

煤炭开采沉陷区土壤有机碳空间变化

为研究矿区土壤碳动态,以焦作矿区为例,分析了沉陷坡与裂缝区两种破坏地表的土壤有机碳空间变化。结果表明:与未沉陷的矿区土壤相比较,沉陷坡与裂缝区表土(0~10 cm)有机碳含量降低且空间变异性增大,土壤剖面各层次有机碳含量均出现降低,特别是10~30 cm的土壤剖面层有机碳含量降低最明显,降幅为29%~38%;两种破坏地表土壤剖面有机碳库损失高达20.8~47.3 t/hm2。沉陷坡上,表土有机碳含量从上坡到中坡明显的降低,从中坡到坡底逐渐增加;中坡、下坡与坡底有机碳含量沿土壤剖面层次向下表现出一致的线性下降趋势,但上坡在土壤剖面内的波动较大;各坡位土壤剖面有机碳储量均出现损失,尤其是坡底以上的坡位有机碳储量损失最大。矿区土壤有机碳的空间变化与土壤侵蚀、土地利用、裂隙渗漏及低生物量输入有关。     

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。