采煤塌陷区土壤养分流失规律研究

[目的]以兖州兴隆庄镇塌陷地为研究对象,研究土壤养分在塌陷坡面和垂直剖面的流失变化规律。[方法]通过野外调查取样和室内分析,测定土壤不同空间结构的迟效养分和速效养分。[结果]在坡面方向,由坡顶到塌陷中心点,迟效养分和速效养分都发生了迁移流失,其中速效养分流失更明显。在垂直剖面上,在0～40 cm深度,碱解氮和速效磷流失较大,分别高达37.91%和23.68%。[结论]在地表,塌陷中心点发生养分富集现象;在60 cm深度之下,土壤养分含量基本不变,判定此深度为该塌陷区养分的影响深度。     

采煤塌陷对风沙土含水量的影响

摸清塌陷区土壤水分状况是采煤塌陷退化生态系统恢复和重建的前提。根据相似可比原则,应用空间对比法研究毛乌素沙地东南缘补连塔矿区0～100cm层土壤含水量对采煤塌陷的响应,探索半干旱风沙区采煤塌陷地土壤水分退化的空间变化,为困难立地土地复垦提供理论指导。试验结果表明：采煤塌陷增大了沙丘水分损失量,塌陷程度与土壤含水量呈强负相关,相关系数为-0．73（P〈0．05）。与对照区相比,塌陷区含水量在时间和空间变化上均表现出一定的规律性,从时间角度来看,不论降雨季节还是干旱季节,塌陷区含水量均低于对照区,与对照区相比,2005年和2004年塌陷区土壤含水量分别降低了16．55％和14．73％：从空间位置来讲,对照区不同深度土壤含水量均高于塌陷区相应深度：对照区不同坡位含水量均高于2个塌陷区相应位置（除了2004年塌陷区坡顶外）。     

采煤塌陷对土壤水分损失影响及其机理研究

摸清采煤塌陷对土壤水分作用是塌陷区退化生态系统恢复、重建的前提。根据相似可比原则,应用空间对比法研究毛乌素沙地东南缘井工矿——补连塔0～100 cm层土壤含水量对采煤塌陷的响应,探索半干旱风沙区采煤塌陷地土壤水分的空间变化,为困难立地土地复垦提供理论指导。试验结果如下：煤矿井工开采形成的裂缝（隙）加剧了土壤水分损失,造成塌陷区含水量明显降低,3个试验样地的土壤水分损失量顺序：2005年塌陷区〉2004年塌陷区〉未塌陷区。试验样地土壤含水量垂直变化表现为塌陷后0～60 cm层含水量明显下降（P〈0.01）;空间变化表现为塌陷后坡底和丘间低地含水量明显下降（P〈0.01）。开采塌陷加剧土壤水分损失主要是由于塌陷造成土壤非毛管孔隙增多,促进了土壤水分垂直蒸发;塌陷裂缝（隙）的发育增大了土壤水分侧向蒸发;同时塌陷错落面的形成也增大了土壤水分蒸发量。     

济宁煤矿区采煤塌陷对土壤有机碳的影响

采煤造成地表塌陷,原地貌发生大的变化,土壤受到严重扰动,致使土壤养分转化和迁移发生较大的空间变异,而土壤有机碳的变化是表征土壤养分的关键因子。土地塌陷对土壤有机碳的影响逐渐成为复垦土壤质量的研究热点问题。本研究选择济宁兖州煤矿区典型塌陷区,采集不同坡位和不同深度的土壤样品,分析土壤有机碳在坡面和垂直剖面上的分布特征及影响因素。结果表明:(1)在坡面上,土壤有机碳呈现出从坡顶到积水边缘迁移,先降低再升高,在塌陷中心富集的变化趋势,采煤塌陷对坡中和坡底部位的土壤有机碳含量影响差异显著(P0.05);(2)在垂直剖面上,土壤有机碳含量随着土壤剖面层次的加深而降低,有机碳含量主要集中在0~20 cm土层,占整个土层(0~60 cm)的65.9%,显著高于20 cm以下各层次的有机碳含量(P0.05);(3)土壤的不同性质空间变异程度大小排序大致为:有机碳热导率含水量容重pH值;(4)土壤有机碳与容重、含水量、pH值、热导率均呈负相关关系,其中与含水量的相关性达到显著水平,相关系数为-0.493*(P0.05),与容重和pH值达到极显著相关,相关系数分别为-0.699**、-0.684**(P0.01),与热导率的相关性不显著。土地塌陷产生的地面坡度已经引起土壤有机碳的流失,土壤肥力下降,土地生产力也随之下降。     

在设施农业条件下缓释肥养分释放与土壤水分状况之间的关系

[目的]探索缓释肥在设施农业条件下养分释放与土壤水分状况之间的关系。[方法]通过控制土壤水分含量,定期检测缓释肥肥效的释放速度。[结果]缓释肥养分的释放受土壤相对含水量的影响,风干土样的有效氮含量由最初的28.80 mg/kg增加到试验结束时的43.08 mg/kg,而土壤相对含水量为100%的土样中的有效氮含量由最初的36.90 mg/kg增加到试验结束时的249.58 mg/kg,但有效磷和速效钾的释放量随含水量的增加效果不如有效氮显著。[结论]随着土壤相对含水量的升高,缓释肥的养分释放速度提高。     

晋西黄土区核桃玉米间作界面土壤水分变化规律及其对玉米产量的影响

对晋西黄土区核桃玉米间作模式界面上土壤水分的分布规律和玉米产量进行了研究。结果表明:(1)间作玉米的土壤含水量的季节变化极显著;(2)核桃玉米间作在垂直方向上,土壤含水量随土壤深度的增加而增加,但林带区和农作物区土壤含水量表现出较大差异;在水平方向上,随着距林带距离的增加,土壤水分增加并趋于稳定,变化曲线呈抛物线状;(3)移动窗口法分析表明,核桃玉米农林复合对土壤水分影响域主要受植被根系的分布的影响,且随着深度的不同而不同,土层深度是0～20 cm时为4.5 m,20～60 cm时为5 m;(4)由于土壤水分和其他因素(如光照和养分)的共同作用,导致了核桃玉米间作对玉米产量有负面影响,离林带越近,影响越明显。     

黄土高原不同降雨量条件下梯田与坡地土壤水分变化特征

[目的]研究不同降雨量下黄土高原坡地和梯田土壤水分的运移及分布情况。[方法]以黄土高原陕西乾县为试验区,通过田间试验,研究不同降雨量条件下梯田与坡地土壤含水量变化情况。[结果]梯田和坡地土壤含水量空间垂直变化分为4个层次:1土壤水分速变层(10~40 cm)。该层梯田土壤含水量大,坡地土壤含水量小。该层受水文气象、耕作措施、冠层覆被等多种因素的影响较大,土壤水分变化较大。2土壤水分缓变层(40~80 cm)。该层土壤水分受诸多因素的影响相对小,土壤水分变化幅度小。该层梯田土壤含水量大,坡地土壤含水量小。3土壤水分过渡层(80~100 cm)。该层坡地土壤水分变化缓慢,而梯田土壤水分变化迅速,即开始由大向小快速突变。4土壤水分相对稳定层(100 cm以下)。该层梯田土壤含水量小,坡地土壤含水量大。[结论]初步掌握了黄土高原乾县的土壤水分变化特征。     

干热河谷植被覆盖对雨季地表径流和土壤水分的影响（摘要）

[目的]研究干热河谷植被覆盖对雨季地表径流和土壤水分变化的影响。[方法]对云南省元谋县的金沙江段干热河谷植被覆盖坡面及裸地进行雨季地表径流和土壤含水量的连续观测,并对观测数据进行统计学分析。[结果]植被覆盖能够显著减少地表径流量,对照小区（裸地）地表径流量是植被覆盖小区的22倍;植被覆盖下0～180cm土壤含水量比裸地增加37.6%;植被覆盖提高了土壤深层含水量的稳定性,并保持土壤物理性质稳定;不同深度土壤不仅水分含量差异显著,而且土壤水分含量变化也明显不同。[结论]坡面植被覆盖能够明显改变土壤水文,维持土壤水分含量在较高水平,特别是20cm以下的土层。     

干热河谷植被覆盖对雨季地表径流和土壤水分的影响

[目的]研究干热河谷植被覆盖对雨季地表径流和土壤水分变化的影响。[方法]对云南省元谋县的金沙江段干热河谷植被覆盖坡面及裸地进行雨季地表径流和土壤含水量的连续观测,并对观测数据进行统计学分析。[结果]植被覆盖能够显著减少地表径流量,对照小区（裸地）地表径流量是植被覆盖小区的22倍;植被覆盖下0-180 cm土壤含水量比裸地增加37.6%;植被覆盖提高了土壤深层含水量的稳定性,并保持土壤物理性质稳定;不同深度土壤不仅水分含量差异显著,而且土壤水分含量变化也明显不同。[结论]坡面植被覆盖能够明显改变土壤水文,维持土壤水分含量在较高水平,特别是20 cm以下的土层。     

金沙江干热河谷不同土地利用方式的土壤水分特征

[目的]研究金沙江干热河谷地区不同土地利用方式下的土壤含水量的变化特征,为干热区脆弱生态环境的生态恢复、物种选择提供依据。[方法]以金沙江干热河谷典型区云南省元谋县的6种土地利用类型为例,采用TRIME-PICO-IPHTDR每月定期测定土壤水分,每个样地设3个重复,定期分别测定0～20、20～40、40～60、60～80、80～100cm处的土壤含水量。[结果]罗望子纯林土壤含水量相对稳定,且含水量较高;银合欢间伐林土壤含水量高于银合欢与其他物种组合的人工林;在草本植物较多的人工林内,土壤含水量均较低。土壤0～20cm含水量变异系数最大,40～60和60～80cm处变异系数旱季比雨季略大。不同林分组合对土壤水分影响明显,Ⅱ和Ⅵ为代表的用地类型土壤含水量较高,Ⅳ和Ⅴ中的20～60cm土壤含水量均下降,Ⅰ和Ⅲ中的80～100cm深度范围内土壤含水量均有小幅下降。[结论]土壤含水量随土壤深度的增加而增加,雨季含水量明显高于旱季,雨季土壤含水量变化速率高于旱季,植被郁闭度、草本层盖度是影响土壤含水量的主要因素。     

厚黄土薄基岩型采煤沉陷区农田土壤物理性状空间变异初探

以山西潞安集团司马煤矿为例,针对厚黄土薄基岩型煤层地质,对沉陷破坏农田的不同沉陷深度下土壤物理性状空间变异进行了研究。结果表明:开采沉陷加速沉陷区农田土壤的侵蚀和水土流失,从而显著影响农田土壤的物理性状,受其影响最大的是0～20 cm土层,其次是20～40 cm土层;沉陷农田随着下沉深度的加深,土壤含水量呈增加趋势;土壤容重从上坡开始随下沉深度的加深而增加,至下沉深度7 m时达最大值;土壤孔隙度的变化规律同土壤容重相反;在沉陷2年的沉陷区农田中,不同土壤物理性状受开采沉陷影响的程度不一样,受其影响最大的是土壤容重,其次是土壤孔隙度和土壤含水量。     

昆明海口磷矿山复垦区土壤含水量研究

[目的]研究不同条件下昆明海口磷矿山复垦区的土壤含水量,旨在为该地植被复垦提供科学依据。[方法]选择昆明海口磷矿山复垦区为试验区,分别测定不同植被条件下不同土壤深度、不同时间段、不同人为因素影响下以及降雨前后的土壤含水量。[结果]矿山复垦区0~80 cm土层土壤含水量差异不大;下午土壤含水量高于上午;果林土壤含水量高于蔬菜地;未翻耕地土壤含水量高于翻耕地,且翻耕后覆膜的土壤含水量较高;降雨1 d后的土壤含水量较高,降雨后土壤含水量较降雨前高出15%左右。[结论]复垦区土壤含水量与土壤深度、时间段、人为因素、降雨等条件有关。     

3种液体地膜对棉花生长发育的影响研究

[目的]为解决塑料地膜覆盖带来的棉田白色污染,寻找塑料地膜的替代产品。[方法]搜集市场上的3种液体地膜,以裸地和塑料地膜覆盖为对照,测定5cm土壤温度和0～20cm土壤含水量、棉花生长发育性状以及棉花产量。[结果]3种液体地膜均表现出了一定的增温与保水效果,使棉花前期与后期生长发育更加平衡,棉花产量与塑料地膜覆盖处理相当。[结论]液体地膜具有一定的推广价值．但使用量与使用方法仍需进一步试验研究。     

风沙土机械组成、容重和孔隙度对采煤塌陷的响应

通过测定和计算毛乌素沙地东南缘补连塔煤矿塌陷区和非塌陷区风沙土机械组成、容重、孔隙度,应用空间对比法研究采煤塌陷对风沙土物理性质的影响。试验结果表明:与非塌陷区相比,塌陷区物理性粘粒含量明显减少(P<0.05),尤其地表10 cm土层最为显著;与非塌陷区相比,塌陷区风沙土容重、孔隙度在不同坡位有明显差异,其中沙丘顶部和中部容重和孔隙度变化不明显(P=0.1),而沙丘底部和丘间低地容重明显减小,孔隙度明显增大(P<0.05);从垂直剖面上看,0 cm~40 cm层容重和孔隙度无明显变化(P=0.1),40 cm~100 cm层容重明显变小,孔隙度明显增大(P<0.05);裂缝密度对风沙土容重、孔隙度的影响不明显;在采空区边界,陷落幅度对风沙土容重影响较小,在采空区内部随着陷落幅度的增大,低位陷落体容重有随机减小趋势。     

基于Globe-Logging TDR系统的棉花土壤水分与温度研究

[目的]研究基于Globe-Logging TDR系统的棉花土壤水分与温度的变化规律.[方法]在棉花土壤中分10、20、30以及40 cm土层深度水平埋装一根Globe-Logging TDR测量探针,通过无线网络在线监测7月棉花土壤水分和土壤温度的变化规律.[结论]在不降雨或不灌水的情况下,深层土土壤水分要高于浅层土,深层土的土壤含水率与土壤温度呈反比例关系;当土壤温度高于最低气温时,土壤温度随着土层深度的增加而升高.[结果]该研究可为Globe-Logging TDR系统的推广应用提供参考.     

安徽迪沟采煤沉陷区土壤和沉积物重金属特征及潜在生态风险评价

为了解迪沟采煤沉陷区重金属特征与污染状况,采集沉陷区23个土壤样本和35个沉积物样本,分析了铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)和砷(As)5种重金属的含量,并运用地累积指数法和潜在生态危害指数法评价了迪沟采煤沉陷区土壤沉积物和土壤重金属污染状况以及综合潜在生态风险。结果表明:土壤中As、Cd和Cu的含量高于背景值,沉积物中As、Cu、Cd、Pb的含量高于背景值;21.7%土壤样本中的Cd和80%沉积物样本中的As含量明显高于农用地土壤污染风险筛选值,但低于污染风险管制值;迪沟采煤沉陷区重金属含量整体表现为陆域低于水域、中部区域较高、东西部区域较低的特点。地累积指数评价结果表明,迪沟采煤沉陷区土壤和沉积物污染总体表现为未污染到轻度污染,主要污染物为As和Cd。潜在生态风险指数法评价结果表明,迪沟采煤沉陷区土壤和沉积物潜在生态风险低,重金属潜在生态危害依次为CdAsCuPbZn。研究表明,迪沟采煤沉陷区土壤和沉积物重金属总体生态污染风险较小,但不能忽视Cd和As的潜在污染风险。     

膜下滴灌模式下棉花不同生育阶段土壤水分的空间变异性研究

[目的]以膜下滴灌棉田为材料,研究棉花不同生育期土壤水分的空间变异规律.[方法]采用均匀网格法布点方式,测定了滴灌棉田苗期、蕾期、花铃期和吐絮期的各个采样点0～20、20～40和40～60 cm三个不同深度的土壤含水率.[结果]膜下滴灌模式下的棉田土壤水分的空间变异性,相对于整个生育期,各层土壤水分的空间变异性随着棉花的生长而增大.相对于整个生育期的不同垂直深度,各层土壤水分的空间变异性是随着采样土层深度的加深而减小.[结论]由于表层土壤水分受人为等因素影响,0～20 cm层土壤水分的空间变异性比较复杂.     

黑沙蒿与粉土质砂根-土及土-土界面摩阻特性

以鄂尔多斯上湾煤矿塌陷区水土保持先锋灌木之一黑沙蒿和粉土质砂为研究对象,通过直剪试验和根-土复合体单根拉拔试验,探究土壤质量含水率、根径对黑沙蒿根-土界面及土-土界面摩阻特性的影响。结果表明:在土壤埋深72 cm和144 cm左右,2种剪切界面的抗剪强度值均随质量含水率增加呈先增后减趋势;黑沙蒿根-土复合体最大拉拔力与根径呈明显线性正相关,其抗剪强度随根径增加而减小;土壤质量含水率从3.94%增至19.94%,黑沙蒿根-土界面摩擦系数由0.48减至0.38,土-土界面摩擦系数由0.43减至0.35;2种剪切界面的黏聚力随土壤质量含水率增加呈现先增后减趋势,土壤质量含水率为11.94%时,黑沙蒿根-土界面黏聚力峰值为4.51 kPa,土-土界面黏聚力峰值为4.56 kPa。