淮北某采煤塌陷复垦区土质分析与复垦适宜性评价

通过对采煤塌陷区不同用途土壤的有机质、pH、钙、镁、氮、磷、钾、速效钾含量进行的分析研究,探讨了塌陷区复垦地的肥力状况,为塌陷区复垦土地农业利用提供了技术参考和理论依据。结果表明:经过一定复垦作用后,土壤肥力有所上升,但仍然达不到土壤质量标准,采煤塌陷复垦区的有机质含量严重缺少,氮极缺,磷、速效钾、钾含量丰富,土壤中的钙镁含量经过复垦后都有一定程度的改善,采煤塌陷区土壤受污染比较严重,在复垦过程中应注意增施有机肥和氮肥。我们也不要盲目的复垦,在复垦过程中要考虑到经济效益、社会效益、环境效益三者的结合。     

陕西渭北旱塬区农田土壤有机质空间预测方法

准确预测土壤有机质(SOM)含量的空间分布对于改善土壤质量、提高区域土壤管理水平具有重要意义.为探索预测陕西渭北旱塬区农田SOM含量的最优模型,借助地理探测器选取与SOM含量密切相关的影响因子作为建模的协变量,选用普通克里格方法(OK)、地理加权回归模型(GWR)、偏最小二乘回归模型(PLS)、地理加权回归扩展模型(G...     

氮磷添加对荒漠草原土壤养分含量及生态化学计量特征的影响

为明确土壤养分含量及化学计量比对多种限制性养分添加的响应,分析土壤中速效养分与全量养分相关关系,以及土壤全量和速效化学计量特征的指示作用,阐明养分添加对荒漠草原土壤养分动态平衡关系的影响.以宁夏荒漠草原为研究对象,于2018年开始进行氮(N)和磷(P)养分添加控制试验,试验处理包括对照(CK)、N添加、P添加和NP共同添加这4个处理.结果表明：(1)养分添加第4年,土壤N含量显著增加;N添加显著增加土壤N∶P, P添加和NP共同添加显著增加土壤有机碳(SOC)含量.养分添加第3年和第4年,N添加显著提高土壤速效N∶P(AN∶AP);N添加和NP共同添加显著增加土壤铵态氮(NH⁺₄-N)和硝态氮(NO^-₃-N)含量,而降低土壤速效C∶N(C∶AN);P添加和NP共同添加显著增加土壤全磷(TP)和速效磷(AP)含量,而降低土壤全量和速效N∶P、C∶P.(2)N添加和P添加对荒漠草原土壤NH⁺₄-N、AP含量和土壤速效C∶N、AN∶AP的影响具有显著交互作用.(...     

长期施用化肥和有机肥对稻田土壤重金属及其有效性的影响

为研究长期施肥下红壤稻田土壤重金属累积及有效态分布特征,探讨其主要影响因子,选择持续了35年的长期定位试验的不施肥（CK）、磷钾化肥（PK）、氮磷钾化肥（NPK）和不同比例有机肥化肥配施（M1NPK、M2NPK和M3NPK）等6个处理,分析了土壤化学指标、重金属全量（THM）和有效态的分布特征,以及重金属有效态含量与化学指标和全量之间的关系.结果表明,长期施肥改变了土壤化学性质,与CK处理相比,PK处理显著提高了土壤速效磷（AP）和速效钾（AK）含量,NPK处理显著提高了土壤有机质（SOM）、阳离子交换量（CEC）、AP和AK含量,有机肥处理（M1NPK、M2NPK和M3NPK）则大幅提高了SOM、CEC、AP、AK和硝态氮（NO₃^--N）含量;化肥处理（PK和NPK）土壤重金属全量总体上变化不大,有机肥处理土壤Cu、Zn和Cd的全量显著提高;化肥处理显著提高了土壤有效态Cr和As含量,有机肥处理显著提高了土壤有效态Cu、Zn、Cr、Cd、As和Fe的含量;土壤有效态Cu、Zn、Cr、Cd、As、Fe与SOM、CEC、AP、NO₃^--N含量之间呈显著正相关,另外有效态Zn和Cd还与土壤pH呈显著正相关,而有效态Pb与土壤pH、SOM、CEC和NO₃^--N含量之间呈显著负相关;土壤Cu、Zn和Cd有效态含量与全量之间显著正相关,而Cr、Fe有效态含量与全量之间显著负相关;冗余分析发现,SOM和pH分别解释了重金属全量方差变异的80.7%和5.5%,土壤CEC、AP和pH分别解释了重金属有效态方差变异的81.1%、4.9%和3.3%,达到显著水平;进一步通过偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析,发现THM、CEC和AP对土壤重金属有效态影响的路径系数分别为0.459、0.417和0.293,达到显著水平.长期施用猪粪等有机肥显著改善了土壤化学性质,并影响了土壤重金属有效性,其中土壤CEC和AP可能起到了关键的调控作用.     

煤矿塌陷区不同复垦方法对土壤肥力变化的研究

通过对潞安矿务局五阳煤矿采煤塌陷地,按照混推和剥离两种复垦方法及复垦种植年限,对其土壤养分、重金属元素含量以及物理性质进行采样分析,研究不同复垦方法及年限对土壤肥力及其变化规律的影响,为制订科学合理的土地复垦标准提供依据。     

三种复垦类型煤矸山土壤重金属有效态含量及其影响因素分析

为了研究复垦类型对重金属有效态含量的影响,以复垦8年的山西省霍州市曹村煤矿煤矸山复垦农田、果园和退化荒地为研究对象,分析了3种复垦样地中土壤理化性质、重金属有效态含量及其生物有效性的差异,以及影响重金属有效态含量的主要因子。结果表明:1)3种复垦土壤理化性质差异明显,农田有机质含量显著高于果园,退化荒地EC值显著高于农田和果园,而pH值和有机质则较低;2)从3种复垦样地土壤重金属有效态含量和生物有效性系数看:在0~20 cm土层,农田Pb、Cu、Hg有效态含量和生物有效性系数均高于果园,但与退化荒地无显著差异;在20~40 cm土层,退化荒地中Pb、Cu、Hg有效态含量和生物有效性系数均显著高于农田和果园;3)从通径分析的结果看:土壤pH值和有机质是影响Pb、Cu、Hg有效态含量最主要的因子,其中pH对有效态含量的负向作用最大,而有机质对有效态含量的正向作用较大。     

城乡融合区土壤元素地球化学特征与源解析:以天府新区青龙片区为例

城乡融合区是城市与农村的连接区域,是城市农产品最重要供给区,其土壤地球化学性质影响因素复杂.为此,以四川省天府新区青龙融合区为研究对象,共采集了 395个土壤样品,测定了 pH值、有机质(SOM)、全钾(TK)、速效钾(AK)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、全磷(TP)、有效磷(AP)、Se、B、V、Zn、Mn、Mo、...     

复垦对土壤颗粒组成、分形维数、团聚体影响

徐州市铜山县柳新采煤塌陷复垦区的井工采煤区土地塌陷及复垦对土壤颗粒组成、土壤结构、容重等造成严重影响。借助激光粒度仪检测了塌陷地及其复垦土壤颗粒粒径分布,分别采用干筛和湿筛法对团聚体进行了筛分。运用分形原理研究了土壤的分形维数,并采用团聚体平均直径、破坏率、水稳性团聚体含量等指标分析了复垦对团聚体稳定性的影响。结果表明,土壤颗粒组成在塌陷地和未塌陷地区总体表现为上层到下层黏粒含量逐渐增加、粉粒逐渐减少;复垦对土壤颗粒组成进了重新分配,层次间表现明显紊乱特征。土壤分形维数变化范围在2.00~2.20之间,平均分形维数表现为未塌陷地复垦土壤塌陷地,分别为2.193、2.164、2.086,复垦土壤表现为复垦14 a复垦24 a复垦1 a。复垦过程中土壤水稳性团聚体比例、团聚体平均直径均有很大程度提高,且复垦时间越长,提高越大,水稳性团聚体破坏度逐渐降低,团聚体稳定性也逐渐增强。统计分析表明,土壤颗粒分形维数、土壤团聚体稳定性与土壤颗粒组成具有一定的相关性。复垦重建过程改善了塌陷地土壤状况,土壤颗粒组成、分形维数及团聚体结构趋于向正常土壤方向转变。     

无锡太湖保护区工矿废弃地土地生态修复效应研究

以无锡市滨湖区工矿废弃地复垦用地为例,研究土地废弃地复垦下土壤质量情况.通过对土壤总氮(TN)、总磷(TP)、重金属等指标的监测分析.得出如下结论:(1)监测样点土壤pH处于中性或偏碱性,土壤保肥能力明显不足,工矿复垦用地土壤pH与土壤阳离子交换量(CEC)呈较为显著的线性负相关.(2)工矿废弃地复垦用地土壤TN、TP在较低水平,与土地用地类型有关.复垦为园林用地的样点土壤TN、TP含量高于复垦为耕地的样点.土壤TN含量与土壤质地有关,与土壤CEC呈一定程度的平行关系.(3)局部重金属含量超出土壤环境质量标准(GBl5618-1995)一级保护区的标准,Ni污染最高,其次为Zn.复垦为园林用地对土壤质量有较大的改善.表明开展研究区域的土地生态修复相当必要,工矿废弃地宜先复垦为园林用地,再结合实际改造为目标用地.在无锡太湖保护区,应该以蓝藻的充分利用和现有的植物修复方法为手段,进行土地生态修复的进一步研究.     

不同施肥处理对红壤丘陵区水稻土养分状况的影响

研究依托千烟洲生态站,利用1998年建立的红壤稻田长期定位施肥试验,研究不同施肥处理对水稻土土壤碳及养分的影响。结果表明:①施用有机肥有利于提高土壤碳、 氮、 磷含量,土壤总有机碳(SOC)含量达到16.8 g·kg^-1,全氮(TN)含量达到1.5 g·kg^-1,速效氮(AN)含量达到153.8 mg·kg^-1,速效磷(AP)含量达到43.3 mg·kg^-1,而土壤速效钾(AK)含量仅达到23.0 mg·kg^-1,低于施用化肥的各个处理;②施用氮、 磷、 钾肥减缓了红壤水稻土酸化趋势,显著增加土壤AP(12.3~47.1 mg·kg^-1)、 AK(22.3~54.5 mg·kg^-1)含量;③秸秆还田可以提高稻田红壤SOC(10.8 g·kg^-1)、 TN(1.1 g·kg^-1)含量。因此,建议在红壤稻田施入适量有机肥,提倡秸秆还田,提高土壤碳含量,同时配合施用钾肥,满足作物对养分的需求;化肥、 有机肥施用量需要考虑其对水体氮、 磷污染的潜在风险。     

北方农田镉污染土壤玉米生产阈值及产区划分初探

为探究我国北方镉(Cd)污染农田中玉米安全生产的土壤阈值以及产区划分,于部分北方玉米主要产区(含不同程度Cd污染)收集了 129套点对点的土壤-玉米样品,分析了土壤理化性质与土壤、玉米籽粒Cd含量之间的相关性,利用多元线性回归法和物种敏感度分布曲线法(SSD)推导不同土壤情景下土壤Cd的生态阈值,并进行了玉米"宜产、限产、禁产"产区划分.结果表明,研究区土壤与玉米籽粒中Cd含量超标分别为99.62％和49.61％;玉米籽粒中Cd富集系数(BCF)与土壤pH、土壤有机质(SOM)、阳离子交换量(CEC)和土壤有效态Cd含量(DTPA浸提)均呈极显著相关性(P＜0.01).多元线性回归法的预测可解释因变量71.9％的变异量;基于研究区土壤特性以及参考资料,划分3种不同土壤情景分别为,情景1:6.5＜pH≤7.5,土壤 ω(SOM)=15 g·kg-1,土壤 CEC=15 cmol·kg-1;情景2:7.5＜pH＜8.5,土壤 ω(SOM)=20 g·kg-1,土壤 CEC=20 cmol·kg-1;情景3:pH≥8.5,土壤 ω(SOM)=17 g·kg-1,土壤 CEC=17 cmol.kg-1,利用 SSD 法中 Logistic 函数模型推导以上3种情景的粮食宜产区土壤Cd阈值分别为3.00、3.80和3.11 mg·kg-1;禁产区阈值为8.95、9.10和7.21 mg～kg-1,当土壤Cd含量介于宜产区阈值与禁产区阈值之间时该区域划分为粮食限产区;玉米用于饲料使用时3种情景下的饲料宜产区阈值分别为14.94、18.90和15.55 mg·kg-1,禁产区阈值分别为44.93、45.40和36.05 mg·kg-1,两者之间的区域为饲料限产区.以上方法和结果可为我国北方农田土壤的安全生产提供参考,并为土壤生态阈值的标准制定提供科学依据.     

山西农田土壤交换性镁含量、分布特征及其与土壤化学性质的关系

采用田间调查与室内分析相结合的方法,研究了山西省农田土壤交换性镁(Mg)含量、分布特征及其与土壤主要化学性质的关系。结果表明,山西省主要农田土壤(0~20 cm)交换性镁含量平均为255.1 mg/kg,变幅为78.1~641.8 mg/kg,其中85%的土壤交换性镁含量在100~400 mg/kg之间,随地区不同而异。土壤剖面(0~100 cm)交换性镁含量为78.1~717 mg/kg,其含量随土壤层次加深呈现出增加的趋势。不同类型土壤交换性镁含量高低依次为潮土>褐土>栗褐土>石灰性褐土>黄绵土>褐土性土。土壤交换性镁含量与土壤pH值、EC值、有机质含量和碱解氮含量呈显著线性正相关,与K/Mg呈显著线性负相关,与全磷含量、速效磷含量、速效钾含量和Ca/Mg呈显著的曲线关系。     

不同覆土厚度的煤矸石充填复垦区土壤生产力评价

以淮南矿区新庄孜煤矿采煤塌陷区土地复垦区为研究对象,调查了不同覆土厚度的煤矸石充填复垦区土壤生产力状况,发现在以煤矸石充填为基底,上覆不同表土厚度的区域土壤生产能力差异较大,其中覆土较厚的地块小麦产量达到5 770 kg/hm2,覆土较薄的地块只有4 736 kg/hm2。运用了复垦土壤生产力指数的修正模型（MPI）对不同覆土厚度的复垦地块生产力进行评价。结果表明,覆土75 cm和90 cm的地块的水解性氮和速效钾的适应性接近于对照地块,速效磷和有机质的适应性稍微偏低,生产力水平接近于对照地块;覆土40 cm和60 cm的地块土壤的养分普遍偏低,限制了农作物的生长;通过对评价结果的误差分析显示,本次评价的最小误差为1.65%,最大误差为4.33%,运用MPI模型对煤矸石复垦土壤生产力的评价具有较高的精确度。     

煤矸石充填不同复垦年限土壤细菌群落结构及其酶活性

基于徐州市3块煤矸石充填复垦地(复垦时间分别为2015、2010和2001年)的土壤样本,采用Illumina PE250测序方法测定微生物群落组分,以未受采煤塌陷影响区的土壤样本为对照地,对比分析充填复垦区细菌群落的垂直结构及其时间变化.结果表明:(1)与对照地相比,复垦土壤在各个分类水平的细菌种类数量减少,群落多样性降低.随着复垦年限的增加,复垦地与对照地的贴近度越高.(2)厚壁菌门、变形菌门是复垦土壤中门水平的优势菌,厚壁菌门在复垦土壤中优势地位上升,有从20~40cm土层向0~20cm土层转移的趋势.(3)芽孢杆菌纲在纲水平占绝对优势,在复垦土壤0~20cm土层中的数量多于对照土壤,在复垦土壤20~40cm土层的数量随年限增加而减少.(4)乳杆菌目、芽孢杆菌目在目水平是优势菌,除硫单胞菌目对重金属污染修复有重要作用,然而在复垦土壤的0~20cm土层中的数量比正常农田土壤少74.81%~99.59%.(5)芽孢杆菌科、肠球菌科、链球菌科是科水平的优势菌,芽孢杆菌属、肠球菌属、乳球菌属是属水平的优势菌,芽孢杆菌属-JH7、屎肠球菌、乳球菌属-piscium是种水平的优势菌,3大类在复垦土壤中的数量比例大于正常农田,且在0~20cm土层中的差别更明显,在复垦土壤的20~40cm土层的数量随年限增加而减少.(6)脱氢酶活性与厚壁菌门下的多种细菌的数量呈显著负相关,与放线菌门的数量呈显著正相关,与γ-变形菌纲的数量呈极显著正相关.随着复垦年限的增加,土壤优势菌群的类型没有变化,但是数量结构在变化.厚壁菌门在缺水和极端环境下适合生长,变形菌门有助于土壤氮素以及能量的循环.采用微生物修复技术,调整土壤细菌群落结构,可以改善土壤质量,缩短土壤恢复年限.     

塌陷地区土壤的生态环境问题

本文根据生态学理论,阐述了土壤生态环境及其特性,比较深入地分析了由于地下采煤而引起地表沉陷给土壤生态系统带来的不利影响,以及采动沉陷地区积水对农田的危害,最后讨论了受采动破坏土地的复垦技术程序。     

煤矿区采动与复垦土壤存在的问题与对策

本文从煤矿区采动与复垦土壤角度出发，系统地分析并探讨了井工采煤和露天采煤采动与复垦土壤存在的诸多问题，并提出了一些解决办法。     

重庆采煤沉陷区植物修复对土壤质量的影响

利用不同植物修复模式对重庆天府煤矿采煤沉陷区土壤理化性质的变化进行了研究。结果发现:经植物修复4 a各修复模式容重比对照明显减小;土壤孔隙度显著增大(p0.05),从对照的41.84%变化为油茶45.21%,商陆46.42%和黑麦草的47.87%,黑麦草上升的幅度达到6.03个百分点。有机质含量变化显著(p0.05),天然植被含量最高,为82.84 g/kg,其次为商陆的80.67 g/kg,对照区含量15.82 g/kg为最低。全氮、碱解氮含量显著减小(p0.05),全钾、速效钾、全磷、速效磷含量无显著变化(p0.05)。通过主成分分析不同植物修复区土壤前3个主成分值的散点图来表征土壤理化性质的综合变异性,并对采煤沉陷区植物修复后土壤质量进行了评价。     

苏州太湖湖滨土壤中营养盐的垂直分布特征

为了考察湿地建设对太湖湖滨环境的生态修复效应,作者在苏州太湖湖滨选取了4个经过湿地修复的土壤和2个未修复的湖滨土壤进行对照研究。对不同深度(0~10 cm,10~20 cm,20~40 cm,40~60 cm)土壤中的土壤有机质(SOM)、总氮(TN)和总磷(TP)等理化性质进行分析。苏州太湖湖滨湿地土壤的pH值主要为中性;湿地土壤中TN、TP和SOM含量随土壤深度增加而降低;已修复湿地土壤中TN、TP、SOM的含量低于未修复土壤;某水产养殖场附近土壤中TN、TP、SOM含量均明显高于其它采样点。太湖湖滨湿地的建设有效地净化了湖滨土壤,也显著美化了苏州太湖湖滨带的生态环境。     

塔里木盆地北缘绿洲不同连作年限棉田土壤有机碳、无机碳含量与环境因子的相关性

农田土壤碳库是土壤碳库的重要组成部分,易受人类活动调节且固碳减排潜力巨大,研究土壤有机碳、无机碳含量特征及其与环境因子的关系有助于深入理解土壤生态过程,为全球碳收支平衡研究提供理论支持.本文以塔里木盆地北缘绿洲为靶区,分析土壤碳库特征,结合冗余分析、通径分析,探究土壤有机碳、无机碳含量及其与环境因子的相关关系.结果表明:(1)同一土层不同连作年限棉田土壤有机碳、无机碳含量存在显著差异(P0.05),随连作年限增加,有机碳含量呈先增加后减少趋势,而无机碳含量呈先减少后增加趋势;同一连作年限棉田不同土层土壤有机碳、无机碳含量存在显著差异(P0.05),有机碳含量均在0~20 cm层达到最大值,而无机碳含量均在20~50 cm层达到最大值.(2)通过冗余分析得出环境因子对土壤碳库特征影响的重要性排序为:磷酸酶活性p H值蔗糖酶活性过氧化氢酶活性全氮速效磷速效钾土壤含水量脲酶活性电导率;磷酸酶活性、p H值、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性、全氮、速效磷、速效钾与土壤有机碳、无机碳含量呈极显著相关关系(P0.01);土壤含水量、脲酶活性与土壤有机碳、无机碳含量表现为显著相关(P0.05).(3)通径分析表明,速效钾对有机碳含量直接作用显著,是影响有机碳含量的主要因素,而脲酶活性对无机碳含量直接作用显著,是影响无机碳含量的主要因素.干旱半干旱区土壤有机碳、无机碳含量研究是评价农田生态系统土壤碳的"源/汇"效应的基础数据,对研究全球碳收支平衡和陆地碳循环机制具有重要意义.     

养殖污水灌溉对土壤养分和重金属含量的影响

采用野外实地取样和室内测试分析的方法,研究了养殖污水灌溉对不同层次土壤养分状况与铜、锌、砷等重金属含量的影响,为畜禽养殖污水农田科学安全利用提供一定的技术依据。结果表明,长期养殖污水灌溉可明显增加表层土壤(0~20 cm)碱解氮、速效磷、速效钾和全铜含量,但对土壤全氮、p H和有机质以及土壤全锌、全砷含量影响不明显。对土壤垂直剖面样品的分析结果表明,长期养殖污水灌溉对20~60 cm土层碱解氮、速效磷、速效钾、全铜和全砷含量有一定的影响,对土壤全锌的含量及其垂直迁移的影响不显著。因此,养殖污水灌溉能导致土壤不同层次尤其是表层土壤有效养分的累积,为作物的生长发育带来养分,但同时也因引入的重金属引发一定的重金属累积及迁移的风险。