煤矸石山环境问题及其治理的研究

煤矸石是采煤过程中排出的固体废弃物。我国已堆存的煤矸石已达３０亿吨以上。煤矸石山对环境的景观、扬尘、水体、温度等都有影响，尤其在自燃时影响更大。煤矸石可综合利用，但因经济、技术等问题，我国矸石的综合利用度仅为２０％，大量矸石只能堆存，故必须治理。治理主要是两方面：一为消灭自燃，二为复垦种植。     

煤矸石山生态复垦研究进展

结合国内外煤矸石山性质及其对生态环境影响的研究现状,在对煤矸石山生态复垦的概念、意义、原理、方法进行分析的基础上,总结出煤矸石山生态复垦的关键问题及未来研究方向。     

种植香根草对煤矸石山植被恢复的影响

为香根草(Vetiveria zizanioides L.)在煤矸石山的生态重建和植被恢复上的应用提供参考,以贵州省水城县煤矸石山为对象,对2002年、2007年、2010年和2013年种植的香根草草地群落进行了研究。结果表明:研究区主要植物分布区类型为温带分布型和世界分布型;随着种植年限延长,出现的植物种类越多;4个不同年限种植的香根草草地共有种仅为香根草1种。2013年种植香根草的平均高度比2007年、2010年和2002年分别高34.1厘米、6.9厘米和12.4厘米;2002年种植香根草的密度比2007年、2010年和2013年分别高7.7株/平方米、12.3株/平方米和7.6株/平方米;香根草草地群落盖度为2007年2010年2013年2002年。2007年、2010年种植香根草草地的丰富度指数显著高于2002年和2013年,2002年的丰富度指数显著高于2013年。2013年种植的香根草草地多样性指数和均匀度指数均显著低于2002年、2007年和2010年。种植香根草对煤矸石山的植被恢复有明显促进作用。     

香根草种植年限对煤矸石山基质理化性质的影响

【目的】研究不同种植年限香根草(Vetiveria zizanioides)对煤矸石山基质理化性质的影响.【方法】选取种植香根草3、4、6、9、14 a的煤矸石山作为研究对象,探讨香根草不同修复年限下煤矸石地0～50 cm土层基质理化性质的变化.【结果】随着香根草种植年限的增加,煤矸石基质容重、孔隙度、含水量得到显著改善.各土层基质有机质、碱解氮、速效磷、速效钾均呈现增加的趋势.在0～50 cm土层,种植香根草14 a煤矸石山基质有机质、碱解氮、速效磷、速效钾分别比种植3 a香根草煤矸石山基质增加9%、43%、26%、55%,且0～10 cm土层各理化指标均随种植年限增加而提高.【结论】种植香根草有助于改善煤矸石山基质的理化性质,改善效果随种植年限的延长而越来越明显.     

煤矸石山坡面土壤营养元素状况分析

煤矸石山进行覆土是植被修复的关键一步,而覆土又会对其基质中的营养元素产生一定的影响,同时,由于煤矸石山不同坡面上水分、温度等环境因子不同造成土壤营养元素含量也不同,影响了植物的生长。本文研究不同的覆土比例对煤矸石基质中各营养元素含量的影响,并选取了山西省阳泉市280煤矸石山阳坡、半阳坡、阴坡、半阴坡和平台共5种坡面,研究其下土壤中营养元素的差异。研究表明:黄土的加入降低了煤矸石渣土中有机质、全氮、全磷、全钾的含量,且二者呈线性相关,在5种坡面中,全氮含量与有机质含量的大小顺序为:半阳坡>阴坡>阳坡>半阴破>平台,有效磷和速效钾的含量大小顺序为半阳坡>平台>阴坡>阳坡>半阴坡,为进一步的植被恢复提供了基础。     

东曲矿煤矸石山景观规划设计

设计运用园林绿化技术手段对东曲矿矸石山进行景观改造与生态恢复,因地制宜地将全园划分为以精品园为中心的五个功能分区:办公区、精品园区、苗木生产区、温室大棚生产区、护坡绿化区,并选择抗逆性强的树种进行绿化种植。绿化后的矸石山将有效地抑制其对环境的破坏,并创造出新的绿色环境。     

煤矸石山植被绿化措施对煤矸石风化物理化特性的影响

对王庄煤矿造林绿化煤矸石山进行调查观测、样品分析和室内试验,对煤矸石风化物的水分、养分、pH值、风化状况、重金属含量、植被生长等特征,以及矸石山土壤形成的限制性因素进行了分析,研究了植被措施对矸石山风化物土壤理化特性的影响,指出适宜的土壤重构措施可有效改善矸石山植被效果。     

不同覆盖方式对自燃煤矸石山坡面土壤水分动态的影响

采用TDR便携式土壤水分测定仪对不同覆盖方式的煤矸石样地进行长期监测,研究不同覆盖方式对自燃煤矸石山坡面土壤水分动态的影响.结果表明:在同一时期内,随着矸石覆盖率的增加,煤矸石样地的土壤含水率也随之增加,且矸石与黄土混合覆盖的煤矸石样地的土壤水分状况明显好于纯黄土覆盖的煤矸石山.矸石覆盖间隔0.15～0.25 m,覆盖...     

煤矸石山生境空气相对湿度变化研究——以阜新矿区孙家湾矸石山为例

实地观测结果表明:煤矸石山生境在昼间的空气相对湿度呈“V”字型变化趋势。在生长季内,月平均空气相对湿度由高至低的次序为8月>7月>9月>6月>5月。对于同一坡向,排矸年限较长、植被状况较好样地的月平均相对湿度高于排矸年限较短、植被状况较差的样地;对于排矸年限相同、坡向不同的样地,阴坡的月平均相对湿度高于阳坡。整个生长季中,阴坡排矸25 a~45 a样地的月均相对湿度比排矸8 a以下样地高4.4%;阳坡排矸25 a~45 a样地比排矸8 a以下样地高5.5%,植被的存在对于改善干热的矸石山小气候起至关重要的作用。     

华北地区煤矸石山生态修复草本植物种优选

[目的]优选出能够适应华北地区煤矸石山斜角大、贫瘠和干旱等生境特点的先锋植物,构建稳定的植被群落,以解决酸性煤矸石山因缺乏植被覆盖而导致的水土流失、复燃和扬尘等环境问题.[方法]采用野外实验的方式,以生命周期、盖度、重要值和生态位宽度为指标,对土地复垦常用草本植物和华北地区本土植物共14个优势种进行了分析比较和评价.[...     

能源植物菊芋品种鉴定和筛选

通过对国内菊芋品种物候期及植物学性状的鉴定分析,对能源植物菊芋种质资源进行初筛,获得耐盐碱品种（系）青芋2号,庆芋2006-1,为选育耐盐碱、高产、优质的菊芋品种提供理论依据。     

风沙地2种菊芋生长节律及光合特性的比较研究

以红菊芋和白菊芋为材料,在科尔沁沙地对其主要植物学特性进行了比较研究。结果表明,红菊芋和白菊芋地上部器官生长量与干物质积累量均在出苗后第56天之前变化缓慢,之后迅速上升,第126天达到峰值(分别为:株高217.5和108.5 cm,根粗1.10和0.75 cm,绿叶数40.2和32.5个,叶干物质含量分别为46.68和24.64 g/株,茎干物质含量分别为296.85和170.08 g/株),之后开始迅速转向块茎生长,块茎干物质积累峰值出现在第161天(分别为298.15和230.67 g/株)。叶面积指数在出苗后第56天之前变化缓慢,之后呈对数式生长,第126天达到峰值(分别为6.55和3.74),然后迅速下降。叶绿素相对含量在第126天达到峰值(分别为38.4和36.5)。对2个菊芋品种的主要生长指标进行比较得出:在生态方面,红菊芋作为防风固沙植物要优于白菊芋;在经济方面,红菊芋和白菊芋块茎产量无显著差异,都适合作为经济型作物。     

煤矸石山不同坡面土壤营养元素与植被配置模式研究

煤矸石是煤炭生产和加工过程中主要的固体废物,堆积在矿区附近形成煤矸石山。由于煤矸石山体不同坡面上水分、温度等环境因子和土壤营养元素含量不同,导致不同坡面适宜的植物配置模式也不同。选取山西省阳泉市280煤矸石山阳坡、半阳坡、阴坡、半阴坡和平台共5种坡面,研究其土壤中营养元素的差异,并进行植被调查,分析在不同坡面上适宜采用的植物配置模式,为矿区的修复奠定基础。研究结果表明,阳坡与半阳坡上适宜种植乔灌草相结合的配置模式,阴坡与半阴坡上适宜种植以草本为主的配置模式,而平台上适宜种植以灌木和草本相结合的配置模式。     

北方煤矸石山生态修复植物筛选初报

煤矸石山的露天堆存导致了严重的社会和环境问题,对矸石山的生态治理已成为当前刻不容缓的任务。植物修复具有处理成本低,不破坏场地,对周围环境的扰动小,不易引起次生污染、环境友好等优点。优选植物显示出它的重要性。通过对矸石山生境的了解,筛选出适宜的植物,以便为进一步实验研究提供依据,缩小筛选范围。     

不同耕地类型菊芋种植模式对比研究

以"青芋1号"菊芋为供试品种,对不同耕地类型菊芋种植模式进行了对比研究。结果表明,山旱地菊芋生长量仅为水浇地的1/2;宽窄行配置方式对生育前期菊芋茎、叶生长发育有一定促进作用,但未显示对块茎的增产效应;山旱地垄沟种植有利于促进茎、叶生长发育和块茎的膨大,增产效应显著。水浇地起垄种植有利于茎、叶生长发育和块茎的形成,增产效应显著。建议在山旱地适当提高种植密度以及采用垄沟种植,水浇地采用起垄种植。     

Optimum Combination Test of Erosion Gully in Black Soil Regions by Coal Gangue Reconstruction Soil

The black soil area in northeast China is greatly affected by hydraulic erosion. To inhibit the development of gully cutting and the secondary erosion on farmland, different size coal gangues and covering soils with change thicknesses combinations were selected to fill in-situ gully for hydraulic performance experiment. The hydraulic performance indexes of different combinations of large and small size gangue thicknesses and covering soil thicknesses were analyzed by the extreme learning machine(ELM) and particle swarm optimization(PSO). The results showed that the structure of large and small size coal gangues and surface soil under different thicknesses was affected by hydraulic and gravity. With the change of the thicknesses of coal gangue and covering soil, its effective channel and vertical infiltration process became more and more stable with the increase in drainage time, while the structure of small size coal gangue was the main hydraulic factor in reconstructed soil structure(p=0.016). The overall drainage performance showed a single peak trend, the optimal combination of drainage parameters and structure thickness was relatively concentrated; the drainage time parameters of different composite structures were found to have a certain linear relationship; the Pareto optimum of drainage performance was determined. The optimum thickness was 30-40 cm for large-sized gangue, 30-60 cm for small-sized gangue, and 50-70 cm for covering soil, to meet the relatively good drainage performance and to ensure that secondary erosion was reduced, so as to achieve the purpose of controlling the gully.     

陕北沙区煤矸石废弃地的植被恢复技术研究

以陕北沙区大柳塔镇的石圪台矿煤矸石废弃地为试验对象,在调查分析矿区煤矸石废弃地的现状和植被恢复存在的困难的基础上,通过基质改良、优良植物种选择、配置模式和保水防渗漏造林技术等方面的研究,选出6种优良灌木树种和3种草本植物;树种成活率在80%以上,植被覆盖度达到了50%以上,土壤养分明显提高;采用在栽植穴底垫厚度10cm以上黄土或喷液态地膜可起到明显防渗漏保水效果,可显著提高植物的生长量。在实践中探索出一套在沙区煤矸石废弃地恶劣环境条件下植被恢复的适用技术,为沙区煤矸石废弃地的植被恢复提供了科学依据和示范样板。     

种植密度对夏玉米冠层光合特性的影响

以夏玉米品种郑单958和浚单20为材料,研究了不同密度条件下夏玉米群体冠层辐射特征和光合特性。结果表明,郑单958玉米叶面积指数随种植密度增加而升高,两品种吐丝期叶面积指数均在82 500株/hm2处理时最高。透光率随密度增加而减小,冠层顶部透光率显著高于冠层底部。吐丝期两品种叶绿素a和叶绿素总含量表现为75 000株/hm2、82 500株/hm2处理高于67 500株/hm2、90 000株/hm2处理。穗位上第3叶Fv/Fm、qP高于穗位叶和穗位下第3叶,NPQ低于穗位叶和穗位下第3叶。随生育进程茎粗在吐丝期达到最大值,浚单20茎粗随密度增加而减小。郑单958在密度为90 000株/hm2时产量最高,为12 166.070kg/hm2,而浚单20则在82 500株/hm2时产量最高,为9 705.709kg/hm2。     

新疆麦套棉生长发育特性的研究

对新疆麦套棉生长发育特性的研究表明: 新疆麦棉套作小麦与棉花共生期达50 d ,全生育期套作棉比单作棉长4 d,共生期套作棉株高、茎粗、叶龄等小于单作棉,但共生期后,套作棉的生长速率要快于单作棉,最终反超单作棉.套作棉开花前叶面积指数小于单作棉,开花后则高于单作棉,直至吐絮.套作棉单株结铃性强、铃大,皮棉产量1 3 38.4 kg/hm2,占同面积单作棉的64.6;.     

煤矿废水对煤矸石及周围农田土壤中Cu形态变化的影响

为探索高硫煤矿煤矸石-土壤体系中Cu的迁移转化规律,用酸性煤矿废水连续浸泡贵阳花溪麦坪煤矿煤矸石及周围农田土壤15d,分析了浸滤液中Cu2+浓度、pH及浸泡前后煤矸石及周围农田土壤中Cu的赋存形态变化。结果表明:煤矸石中硫化物矿物分解释放出Cu和H+,是酸性煤矿废水中Cu2+的来源;煤矸石中有机质和铁的胶体对释放出的Cu有部分吸收作用,在pH降低的条件下,吸附的Cu会解吸于煤矿废水中。土壤对酸性煤矿废水中Cu2+有吸附作用,主要结合于酸溶态和可氧化态中;pH是影响吸附量的最重要因素。土壤对酸性煤矿废水中H+的缓冲作用使土壤中Cu含量随煤矸石堆距离的增加呈先增后降的趋势。受煤矸石降尘的影响,周围旱地土中可能会出现Cu的活化。