不同充填基质对复垦覆土层影响的研究进展

充填复垦采煤沉陷地是实现矿区可持续发展的重要途径,不同的充填基质会影响覆土层的容重、结构、养分含量、重金属含量及农作物的生长。为采煤沉陷地的复垦提供参考依据,综述了煤矸石、粉煤灰和污泥等不同充填基质对覆土层物理性状、覆土层养分含量、覆土层重金属含量和农作物的影响与适宜覆土层厚度的研究进展,提出了覆土充填复垦采煤沉陷地时应注意的问题及防护措施。     

粉煤灰充填复垦土壤理化性质分布特征及其对覆土厚度响应

以淮南市平圩电厂粉煤灰堆场复垦区为研究对象,采用经典统计和地统计学相结合的方法,从点和区域、水平与垂直等多维角度分析了不同覆土厚度下的复垦土壤主要理化性质分布特征,旨在揭示粉煤灰充填基质下复垦土壤理化性质分布特征及其与覆土厚度之间的响应关系。结果表明,随着覆土厚度的增加,土壤含水量均值呈现先增后减的趋势,各覆土厚度下土壤含水量基本在20%以上,覆土厚度20～30cm的土壤含水量最大,达到31.11%。在一定的覆土厚度下,含水量在粉煤灰重构剖面中间会出现一个突变层次,在土—灰界面将产生土壤水分的聚集。不同覆土厚度下表层土壤的容重出现明显的差异,随着覆土厚度的增加,土壤容重整体呈现上升趋势,覆土厚度40～60 cm时,土壤表层平均土壤容重达到1.75 g·cm-3,复垦后出现了不同程度的板结现象。不同覆土厚度下砂、粉和黏粒含量差异明显,总体上与该地区非重构土壤相似,基本属于粉砂质壤土。粉煤灰充填复垦后土壤颗粒组成由粉煤灰、覆土土源和覆土方式共同决定的,泥浆泵法覆土在不同水平间土壤颗粒组成差异较为明显。随着覆土厚度的增加,不同层次的有机质含量都有不同程度的提升,且提升程度与覆土厚度呈正相关。基于经验贝叶斯克里格法的复垦土壤含水量、容重、粉砂和有机质含量的RMSE分别为1.72、1.01、1.57和0.85;MSDR值分别为2.12、1.32、2.72和0.62,RMSE较小,预测精度较高,MSDR比较接近1,模型拟合效果较好。综合考虑各理化指标对覆土厚度的响应特征,冬小麦-夏玉米种植模式下覆土厚度40～50cm较为合理。经验贝叶斯克里格法比较适合粉煤灰充填复垦土壤理化指标空间预测。     

黑土区利用剥离表土复垦不同覆土厚度对玉米生长及产量的影响

为了研究东北黑土区剥离表土为土源进行土地复垦对作物产量的影响,试验选择长春市净月经济开发区一个废弃多年的采石场进行覆土造地,根据土壤可供作物良好生长的土层厚度进行了不同厚度(20厘米、30厘米和50厘米)的覆土试验,在试验的地块采样监测玉米生物性状及产量等指标,结果表明有利于玉米生长并得到最佳产量的适宜覆土厚度为50厘米。     

三七育苗播种覆土镇压装置的研究设计与试验

【目的】为提高三七育苗品质,针对槽式三七育苗播种行株距小、播深浅的特殊农艺要求,设计一种集覆土、镇压功能为一体的密集型种沟覆土镇压装置。【方法】在田间试验确定三七出苗率高、种苗品级最佳的基质紧实度范围的基础上,对镇压辊与土壤接触进行动力学分析,确定覆土镇压装置相关参数;借助离散元法对覆土镇压过程进行仿真分析;以开沟深度、播种机前进速度为试验因素,以覆土厚度及一致性为试验指标进行土槽试验,验证覆土镇压装置相关结构参数是否满足要求。【结果】由田间试验得到基质紧实度范围为200～400 kPa。覆土镇压装置结构参数为:镇压轮直径150 mm、弹簧最大刚度140.5 N/mm。由仿真分析得到覆土厚度为9.77～11.40 mm,粒距偏移量为0.07～6.23 mm,行距偏移量为0.03～1.43 mm。土槽试验结果表明,最优工作参数为:开沟深度为25 mm、播种机前进速度为0.16 m/s,此时覆土厚度均值为11 mm、覆土厚度一致性为85.15%,覆土镇压后基质紧实度为300～360 kPa。【结论】由仿真分析和土槽试验可知,覆土镇压装置设计满足三七育苗播种时基质紧实度和覆土厚度的农艺要求,...     

煤矸石复垦区玉米根际与非根际土壤细菌群落对覆土厚度的响应

为了解煤矸石填埋区复垦土壤细菌群落对覆土厚度的响应机制,以山西省屯兰矿区不同覆土厚度下(40、80、120 cm)玉米根际与非根际土壤样品为试验材料,对土壤细菌V3-V4区进行高通量测序,分析细菌群落群落结构、多样性及其与土壤养分的相关性。研究结果表明,不同覆土厚度下玉米根际细菌扩增序列变体(ASV)数量均高于非根际土壤,80 cm覆土厚度下根际与非根际土壤中细菌的ASV数量最多;放线菌门和变形菌门为该复垦区各覆土厚度下的玉米根际与非根际土壤中的优势细菌门,溶杆菌属、分枝杆菌属、类诺卡式属和67-14属为优势细菌属。覆土厚度可以改变玉米根际与非根际土壤中的细菌群落结构及其多样性。覆土80 cm为该复垦区较为适宜的覆土厚度,该覆土厚度不仅能够提高玉米根际放线菌门、类诺卡式属的相对丰度,增加非根际土壤中变形菌门67-14属的相对丰度,而且可以增加复垦土壤中的细菌群落的物种多样性和均一度指数,土壤速效钾、有效磷和有机质含量是驱动土壤细菌群落物种多样性变化的主要养分因子。     

玉米苗期根系发育对黄河泥沙充填复垦不同覆土厚度的响应

为探求玉米苗期根系发育对引黄河泥沙充填复垦不同覆土厚度的响应,采用聚氯乙烯（PVC）管室内模拟种植试验的方法、设置了7组不同处理、每组设定3个平行样。通过测试分析不同处理组玉米苗期根系根长、根体积、根系活力以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性,研究不同覆土厚度下玉米苗期根系发育状况。结果表明：随着覆土厚度的增加,根体积,根系活力显著增,SOD、POD 活性显著降低,根长和CAT活性整体上呈增加趋势,但趋势不显著。通过各项指标的显著性分析初步得出适宜玉米苗期根系生长的最优覆土厚度为60~70 cm,从而为引黄河泥沙充填复垦工程覆土厚度的优选提供了一定参考。     

露天煤矿待复垦土地适宜性评价单元类型划分

从水土保持、土地复垦及环境保护的综合角度考虑,采用“五级指标逐级推断法”,即岩土污染程度、重塑地形坡度、地表物质组成、有效覆土厚度和土体容重五级分类指标逐级推断,确定露天煤矿待复垦土地适宜性评价单元类型为：（１）厚层覆土平台;（２）薄层覆土斜坡;（３）岩土混排斜坡;（４）混岩、页岩碎砾坡;（５）砂岩石砾坡。     

黄河泥沙充填复垦不同覆土厚度对玉米苗期的影响

为研究玉米苗期生长指标和叶片抗逆性对黄河泥沙充填复垦不同覆土厚度的响应,利用聚氯乙烯(PVC)管进行室内种植试验,设置7组不同的处理,每组设置3个平行。通过测定每组玉米苗期的株高、茎粗、叶面积指数、叶绿素含量、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、相对含水率、细胞膜透性和游离脯氨酸含量等指标,研究不同覆土厚度下玉米苗期的生长发育状况。结果表明,除全覆土(CK)处理外,随着覆土厚度的增加,玉米苗期株高、叶绿素含量、叶面积指数整体呈增加趋势,茎粗整体呈降低趋势;玉米苗期POD、CAT、SOD活性、细胞膜透性以及游离脯氨酸、可溶性糖、MDA含量整体均表现出降低趋势,可溶性蛋白含量、相对含水率均整体呈上升趋势,综合分析可知,适宜玉米苗期生长的最优覆土厚度为60~80 cm,从而为引黄河泥沙充填复垦工程确定最优覆土厚度提供一定的参考价值。     

覆土厚度对复垦土壤团聚体稳定及有机碳贡献率的影响

为了探究覆土厚度对复垦土壤团聚体稳定及有机碳贡献率的影响，采用干筛法、湿筛法测定不同覆土厚度下土壤机械稳定性、水稳定性团聚体、团聚体有机碳分布，计算稳定性参数及有机碳贡献率，分析覆土厚度对其的影响。结果表明，在同一粒级下，随着覆土厚度的增加，团聚体有机碳含量呈先增加后减少的趋势。覆土0～20 cm的>0.25 mm水稳定性团聚体含量最大、土壤团聚体团粒指数最小，覆土为60～80 cm的土壤机械稳定性和水稳定性团聚体平均重量直径、几何平均直径、团聚体稳定率最大，团聚体破坏率最低，是研究区最适合微生物活动及土壤根系生长的覆土厚度，研究结果对煤矸石充填复垦土壤的合理利用及可持续发展具有重要意义。     

土地复垦的覆土厚度及覆土基质确定

1研究方法 1．1研究区概况研究区位于河南省巩义市大峪沟煤矿,属黄土丘陵地区,为较典型的半干旱气候类型。土地复垦的主要内容为塌陷区土地复垦和矸石山复垦。 1．2调查方法该研究的重点放在不同生活型植物物种与地境层片的对应关系,以及各层片的水肥条件与植物长势的关联这两个问题上。地面以上开展植被调查,地面以下开展地境结构及地境内生态因子调查：     

黄土高原废弃窑洞土地复垦的适宜性评价

采用FAO的土地适宜性评价方法,选择了有效土层厚度、土壤质地、土壤盐渍化程度、土壤污染程度、土壤有机质、土壤pH值、坡度和地表稳定性8项指标,对黄土高原沟壑区废弃窑洞土地复垦适宜性进行了评价.结果表明:胡同式废弃窑洞,除土壤有机质为中等适宜等级外,其余7项指标均达到非常适宜等级;靠崖式废弃窑洞的土壤有机质、土壤pH值、地表坡度、地表稳定性4项指标为中等适宜等级,其余4个评价指标均达非常适宜等级,两种类型的废弃窑洞均适宜进行土地复垦;土壤性质对两种类型的废弃窑洞的土地复垦均没有明显的限制,但在土地复垦工程和复垦后的土地利用中需要考虑改善土壤有机质的措施;地表坡度和地表稳定对胡同式废弃窑洞的土地复垦不存在限制性影响,但对靠崖式废弃窑洞的土地复垦存在一定的限制性影响,需要采取工程以及生物措施来改善地表坡度和塌陷对复垦后土地利用的不利影响.     

基于指数和法与极限条件法的土地复垦适宜性评价研究

以山东省刚屯煤矿为例,从土地利用现状、破坏程度、土壤类型、有效土层厚度、排水条件、灌溉条件等方面确定了9个评价单元,应用层次分析法确定指标权重,采用指数和与极限条件相结合的方法对研究区土地复垦适宜性进行评价,得出了土地复垦方向,并对评价结果进行了分析,从而为科学管理、合理利用与规划土地提供依据。     

土地利用总体规划实施过程中的农村居民点整理时序研究——以天津市宝坻区为例

[目的]对土地利用总体规划确定的整理村庄进行评价,确定农村居民点整理时序,为土地利用总体规划顺利实施提供支持。[方法]构建宝坻区农村居民点整理成熟度评价的指标体系,评价每个村庄的整理时机的成熟度,采用聚类分析法对整理时序进行分类。[结果]宝坻区拟整理的194个村庄的整理时机差异明显,整理成熟度指数为0.18～0.57,根据成熟度指数将这些村庄分为近期、中期、远期3个阶段进行整理。[结论]对土地利用总体规划实施过程中政府决策有重要的参考意义。     

广西水岩坝钨锡矿废弃地重金属污染与生态修复

为探明广西水岩坝钨锡矿废弃地重金属污染的基本情况,寻求合适的生态修复方法,对尾矿库区废弃地、周边土壤以及植物进行大面积的抽样调查。结果表明:尾矿库区废弃地和周边土壤重金属镉和砷严重超标,尾矿库区土壤成为一个潜在的污染源,重金属不断向周边土壤迁移扩散。芥菜的生物富集系数较大,类似的植物不适宜作为土地复垦植物,玉米的生物富集系数最小,适宜在污染相对较小的土地复垦中选用。尾矿库区土壤重金属污染相当严重,农作物的重金属含量高,不适宜进行简单的土地复垦而应该进行植物恢复或采取工程措施防止水土流失和重金属迁移扩散。     

磷矿废弃土地复垦规划探讨

【研究目的】通过对磷矿山废弃土地状况及其磷矿开采对区域生态环境的影响进行调查,探讨废弃磷矿山土地复垦规划及复垦后土地功能分区及用途。【结果】磷矿露天开采对区域生态环境破坏程度极大,严重影响区域生态环境质量,成为环境灾害发生的高风险区,必须明确划分土地复垦目的与用途,对废弃土地有计划、分阶段进行复垦。【结论】磷矿废弃土地主要成因是矿山开采过程中对地表形态的破坏及弃石排土占地。通过对废弃土地的复垦规划有效协调复垦工程中的生态合理性和经济可行性;因地制宜确定废弃土地复垦后功能分区及用途管制,实现生态、经济、社会效益的统一。     

土地复垦项目后评价时点界定研究

土地复垦是增加耕地面积,提高耕地质量,保持耕地总量动态平衡的一项重要措施。由于土地复垦后耕地质量不能在短期内显现,导致很多矿区土地复垦后土地质量不能满足相应的耕作需求。土地复垦项目后评价时点界定就是对一定时期后土地复垦项目土壤质量进行反馈,对于提高土地复垦质量有非常重要的意义。在综述土壤质量恢复过程相关研究的基础上,通过分析土壤质量恢复的过程,对不同土地复垦方式后评价时点进行了界定。认为疏排法复垦、基塘式复垦、梯田式复垦、充填式复垦、矸石山绿化复垦和露天开采复垦的评价时点分别为4~6 a,5~7 a,5~7 a,6~10 a,10~15 a和10~15 a。     

毛乌素沙地土地整治后耕地质量等级评价——以榆林市榆阳区昌汗敖包村土地整治项目为例

[目的]通过土地整治使得未利用地的利用类型及土壤理化性质等发生变化,从而评价土地整治后的新增耕地质量。[方法]选取有效土层厚度等6个方面构建评价指标体系,应用特尔斐法确定权重。依据《农用地质量分等规程》,采用"多因素综合评价法"对该地区190.500 5 hm2新增耕地质量等级进行评价。[结果]新增耕地省级自然等为6等、省级利用等为7等、省级经济等为6等;新增耕地国家级自然等为12等、利用等为12级、国家级经济等为11级。[结论]经过对新增耕地质量评定,实现了耕地数量的增加和质量的提升。     

基于层次分析法的矿区待复垦土地适宜性评价

运用层次分析法(AHP),在对被破坏土地调查和预测的基础上对焦作市新河矿区待复垦土地资源的适宜性进行了评价.结果表明,新河矿区土地破坏程度较轻,以恢复原土地利用类型为主、多宜性土地优先复耕为原则,宜农地(评价分值在80分以上)面积为814.64 hm2,土地质量好,土壤保水保肥能力强,地下水源充足,灌溉保证程度高;宜园地(评价分值在60～80分)面积为42.25 hm2,土地质量适中,土壤有一定保水保肥能力,地下水源较充足,但缺乏灌溉设施,农业利用时需要采取一定改良措施.