采煤沉陷区裂缝边缘带土壤、作物、微生物响应

[目的]研究采煤沉陷区裂缝边缘带土壤、作物、微生物变化特征,为开展沉陷区生态减损与自修复提供理论依据。[方法]以神东矿采煤沉陷区作为研究对象,采用野外监测结合室内分析从裂缝产生初始阶段(LFC)至裂缝发育相对稳定阶段(LFW)15 d内,裂缝边缘带土壤、作物、微生物响应特征。[结果]裂缝边缘带表层10 cm深度范围内土壤含水率在裂缝产生3 d后损失殆尽且后期无法恢复,20 cm以下深度的土壤含水率虽受影响,但并不显著。沉陷区裂缝对土壤理化指标及酶活性产生了扰动影响,但并不显著。沉陷区裂缝发育对边缘带土壤微生物造成了扰动影响,使得土壤微生物群落均匀度、相对丰度降低,细菌相对丰度大于1%的优势菌门少了装甲菌门(Armatimonadetes)、和厚壁菌门(Firmicutes); 真菌相对丰度大于1%的优势菌门少了芽枝霉门(Blastocladiomycota)。RDA分析表明,土壤T,OM,AK,AP,pH,AN是驱动土壤微生物群落结构变化的核心因子。Pearson相关性分析表明裂缝边缘带作物遭受土壤水分和温度胁迫显著,体内可溶性糖SS、超氧化物歧化酶SOD、可溶性蛋白SP、丙二醛MAD含量上升,且受胁迫程度为:玉米>卷心菜>土豆。[结论]沉陷区裂缝发育是推动裂缝边缘带土壤环境因子、微生物群落及作物产生联动响应的源动力。     

不同地区农田土壤多环芳烃污染特征与来源解析

通过对农田土壤多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）的分布特征、污染程度及成因解析，深入了解工业活动引发的土壤污染问题，实现工业园区周边农田土壤的污染预警和科学合理利用。在黄河三角洲石油开采区和西南铅锌冶炼区附近的农田分别采集89个和148个土壤样品，采用气相色谱-质谱仪（GC-MS）分析美国环境保护署（Environmental protection agency，EPA）优控的土壤中PAHs组成与含量，运用主成分分析（Principal component analysis，PCA）和正定矩阵因子法（Positive matrix factorization，PMF）模型比较两个区域农田土壤中PAHs的来源。结果表明，石油开采区农田土壤中16种PAHs总含量（以干质量计）平均值为149.8 μg·kg^-1（含量范围31.5~1 399 μg·kg^-1），铅锌冶炼区农田土壤PAHs总含量平均值为267.6 μg·kg^-1（含量范围8.99~2 231 μg·kg^-1），两个地区主要以4~6环PAHs为主。聚类分析、PCA和PMF 3种源解析方法对两个区域的PAHs来源进行比较，石油开采区农田土壤中PAHs主要来源及其贡献率分别为燃煤9.1%、生物质燃烧和石油源60.7%、化石燃烧24.1%以及柴油燃烧6.2%，铅锌冶炼区分别为生物质燃烧和石油源31.6%、汽油及重油的燃烧28.3%、煤燃烧40.1%。铅锌冶炼区周边农田土壤PAHs污染程度相对较高。