淮南煤矿塌陷区不同塌陷类型土壤理化性质及其酶活性比较

采集淮南煤矿塌陷区3种塌陷类型——非稳沉区、稳沉区和修复区,分析了其各层土壤的理化性质及酶活性,综合评价了3种不同塌陷类型土壤生态肥力。结果表明:塌陷区在由非稳沉区变为稳沉区的过程中,土壤的物理性能、土壤养分、酶活性总体呈下降趋势;以土壤理化性质和酶活性权重计算土壤综合肥力指标值(IFI)和土壤酶指数(ISE),结果均显示IFI与ISE值非稳沉区最高,修复区较稳沉区有所提高,土壤生物学肥力具有随土壤层次深度增加而下降的变化特点;脲酶和蔗糖酶与土壤各理化性质均呈现极显著相关性,表明脲酶和蔗糖酶可以作为评估煤矿塌陷区土壤肥力变化的有效性指标。     

基于高光谱的土壤含水率预测模型

为定量分析土壤含水率与反射光谱特征之间关系，以便为土壤含水率速测提供理论依据。以安徽省阜阳市临泉县为研究区，以区域典型土壤类型—砂姜黑土为研究对象，将土壤样本分别过10和20目的尼龙筛，并设置土壤含水率梯度实验。采用9点移动平滑法结合一阶微分、反射率对数及其一阶微分三种数学变换方法对光谱曲线进行预处理，分析不同目数、不同含水率下的光谱特性差异；拟合分析变换后的样本光谱数据与含水率相关性，提取特征波段，建立土壤含水率多元线性回归预测模型。结果表明：对4种不同土地利用类型的砂姜黑土样本的反射率数据进行对数一阶微分变换后，土壤含水率和光谱数据的相关性明显提升，根据数学变换后提取的特征波段建立的多元线性回归预测模型的预测精度最好；光谱反射率与水分含量呈负相关关系；土壤光谱法反演水分含量时，基于过10目筛的土壤样本建立的预测模型拟合精度要优于过20目筛的土壤样本，R²最高为0.928。研究结果可以为精准农业管理提供极为关键的参数支撑。     

基于Biolog微平板技术解析典型煤矿区煤层 微生物代谢及其多样性分析

为研究不同煤矿区煤层微生物群落的代谢活性差异,找出能够激发煤层微生物活力的最佳碳源。首次采用厌氧条件下Biolog-ECO微平板技术,以我国3个典型煤矿区为研究对象(寺河矿简称SH,张北矿简称ZB,贵二矿简称GE),揭示煤层微生物代谢功能多样性特征。研究结果发现,张北矿样品第15天的平均吸光度值0.65±0.035,显著高于其他两矿,表明其微生物的代谢活力较最高;张北矿样品在第15天的多样性指数(Shannon指数、McIntosh指数、Simpson指数)也相对较高。通过主成分分析发现,煤层微生物群落在提供外源单一碳源进行代谢时,较喜欢利用L-基丙氨酸、4-羟基苯甲酸、2-羟苯甲酸、苯乙基胺含苯环的化合物。这些单一碳源或许可以作为煤层的外源营养物,加快煤层原位微生物甲烷代谢,使得生物成因煤层甲烷气体快速产出。     

淮南采煤沉陷区积水过程地下水作用机制

高潜水位采煤沉陷区容易积水,地下水在其中所起的作用相关研究不足。该文借助相关水文推理和数值模拟分析,对淮南典型孤立采煤沉陷区的地下水作用机制进行了辨析,取得的主要研究结论为:当地降水、蒸发水文条件是孤立沉陷区积水的控制性因素,一般年份下没有地下水的补给作用其积水面积比也能达到71%左右;由于淮北平原地势平缓,地下水径流微弱,水平衡定量分析表明典型沉陷区的地下水补给量仅占其积水来源百分之几的数量级;在一个水文年内,地下水与采煤沉陷区积水间的作用过程具有明显的阶段性特征,在汛期基本上表现为沉陷区积水向地下水的净渗漏,在非汛期基本上表现为地下水净补给。该文可为淮南矿区及中国华东类似采煤沉陷区的水资源利用研究提供一定的参考。     

煤矿塌陷区不同充填模式土壤特征及修复评价

采集了安徽省淮南市大通煤矿塌陷区中化工垃圾充填(B)和煤矸石充填(C)两种充填修复模式以及作为对照区的人工混交林地(A)的表层土样,分析了其理化性质及这些土样中Cr,Cd, Cu,Pb, Hg的赋存特征,并对修复效果进行了评价。结果表明:(1)速效磷含量为:A区 >B区 >C区;碱解氮含量为:C区 >A区 >B区;重金属和交换性Na⁺为B区高于其他区域, B区土壤碱化度(ESP)高达22%。(2)研究区内土壤普遍呈碱性,碱解氮和速效磷严重缺乏,土壤肥力:A区 >C区 >B区。(3)土壤重金属污染:A区为轻度,B区属于中、重度,C区污染程度不一。重金属Cr, Cd, Cu, Pb总量不同程度超过淮南土壤背景值。(4)土壤修复效果C区优于B区,B区存在突出问题,亟待改善。     

草鱼复合养殖系统间隙水与上覆水中营养盐分布特征

采用陆基围隔实验法,于2009年6～10月调查并分析了草鱼复合养殖系统上覆水和沉积物间隙水营养盐(NH4-N,NO3-N,NO2-N,PO4-P)的时空分布及沉积物总氮(TN)、总磷(TP)和总碳(TC)含量的变化.结果显示,(1)草鱼复合养殖系统上覆水中NH4-N,NO3-N,NOz-N和PO4-P的 含量波动范围分别为0.056～1.499、0.022～0.228、0.049～3.903、0.003～1.882 mg/L,间隙水中营养盐的平面分布中,NH4-N在总无机氮(DIN)中所占比例随着养殖时间的增加而增加,不同复合养殖系统的营养盐垂直分布特征不同,规律也不明显.(2)实验结束与实验开始时相比,沉积物中TN和TP含量无明显变化,但TC含量显著降低,以混养模式(GSC)的减少幅度最大.结果表明,在本实验条件下,草鱼、鲢鱼与鲤鱼复合养殖系统可有效降低养殖过程中有机物的积累,降低底层中潜在释放的NH4-N含量,是一种较为合理的草鱼复合养殖模式.