Effects of Nitrogenous Fertilizer Application on the Establishment of Vegetation System in Weathered Particles of Coal Gob in Shanxi Mining Areas, China

We conducted a greenhouse experiment to investigate the effects of nitrogenous fertilizer application on weathered particles of coal gob (WPCG). Different rates of nitrogenous fertilizer??low N (0.034 g?N?kg^?1 WPCG), medium N (0.068 g?N?kg^?1 WPCG), and high N (0.136 g?N?kg^?1 WPCG)??were applied, and two native grasses (Orchardgrass and Alfalfa) were mix-planted in each pot. The results showed that the biomass production were all significantly increased in low and medium N group compared with that in the control group, respectively, in aboveground or underground part (p?<?0.01), but it was slightly increased in high N group. Compared with the control group, chlorophyll concentrations of Orchardgrass in medium N group and Alfalfa in low N group were all significantly increased (p?<?0.05), but it was the lowest in high N group. N uptake efficiency was the highest in low N group. However, N, P, and K uptake efficiencies were all lowest in high N group. Moreover, the microorganism population in WPCG was greatly improved in low N group. Compared with the control group, the numbers of bacteria, actinomycete, fungi, and nitrogen-fixing bacteria were significantly increased by 438%, 125%, 20%, and 258%, respectively (p?<?0.05). After 120 days growth of Orchardgrass and Alfalfa, the percentage of particle diameter of WPCG was changed. The percentage of fine particles (<3 mm) was increased by 99.4%. In conclusion, it will be a more efficient approach for the quick establishment of vegetation system to apply low nitrogenous fertilizer (0.034 g?N?kg^?1 WPCG) as an immediate treatment for nitrogen deficiency during the primary reclamation period on a large scale.     

煤矸石山植被恢复影响因子初探——以山西省阳泉市280煤矸石山为例

对山西省阳泉市280煤矸石山小气候特征、地形条件、煤矸石理化性质、水分和生物特点进行了调查分析.结果表明.煤矸石山的小气候特征表现为以干热和干旱为主.煤矸石自燃致使地温产生较大异常,局部自燃的煤矸石坡面地表温度远高于植物生长的正常温度范围.煤矸石山坡度大,堆积松散,易产生坡面侵蚀.表层煤矸石经侵蚀后,植被根系周围缺乏附着物,生长势逐渐变弱.煤矸石物理特性与黄土相比,其持水能力差,有效水分含量低,缺乏下层水分补给,直接影响到植物正常生长.自燃后的煤矸石pH值降低,表层煤矸石养分状况差,微生物种类和数量均偏少.煤矸石山植物生长状况显示,地表温度、侵蚀状况、酸性和含水量是影响植物生长的重要因子.地温高于50 ℃或pH值小于5的地区植物均不能生长.植物盖度在含水量小于15%的区域较含水量为20%的区域下降约10%～20%.在侵蚀区植物盖度下降约30%.     

采煤沉陷区土壤成分变化研究——以潞安集团王庄煤矿为例

煤炭开采导致地表大面积沉陷、土壤肥力下降,从而影响耕地生产能力。通过对潞安集团王庄煤矿采煤沉陷区沉陷3年、6年的土壤成分进行对比分析研究,得出以下两点主要结论:①土壤养分有从沉陷地顶部向底部汇集的趋势,沉陷3年的沉陷地顶部和底部的土壤养分差别较大,而沉陷6年的沉陷地顶部和底部土壤养分差别不大;②沉陷3年的土壤和沉陷6年的土壤的pH值虽无大的变化,但其底部、中部、顶部电导率却存在显著差异,即沉陷地底部土壤有盐化趋势。依据研究结果,提出了改善土壤物理、化学性状等相应的土地整治策略。     

山西煤矿区土地荒漠化类型和成因分析

以山西煤矿区土地为研究对象，对采煤破坏土地所造成的土地荒漠化成因、程度、范围、分布以及塌陷规律等方面进行了全面细致的调查统计和分析研究。调查结果得知，1949-2004年间山西省因采煤导致的土地荒漠化面积累计为1152km^2，其中塌陷面积为1113．8km^2废弃物压占面积为15．2km^2．露天开采破坏面积23．0km^2。分析表明：地表塌陷的形式、规模、程度和趋势与采煤方法、开采厚度和深度、矿区地形地貌和煤层倾角、煤层上部的覆岩性质与地质构造、采区的水文地质条件等因素有关。     

西北部分矿区豆科植物根瘤菌重金属抗性及16S rDNA RFLP分析

从生长在西北部分矿区的豆科植物根瘤中分离筛选到对重金属有抗性的38株根瘤菌,采用PCR-RFLP分子技术进行16S rDNA指纹图谱分析,选取每种类型的代表菌株进行16S rDNA全序列测定,建立系统发育树状图,并对38株菌进行Zn、Hg、Cu、Cd和Pb5种重金属的抗性研究。结果表明,供试菌株分别归属于中华根瘤菌属（Sinorhizobium）、根瘤菌属（Rhizobium）和土壤杆菌属（Agrobacterium）。代表菌株CCNWSX1277和CCNWSX1294可耐受2.0mmol·L-1的Zn2＋,CCNWSX1277可耐受0.25mmol·L-1的Hg2＋,多数代表菌株可耐受1.6mmol·L-1的Cu2＋,仅3株代表菌株可以耐受Cd2＋,其中CCNWSX1277能耐受1.4mmol·L-1的Cd2＋,所有代表菌株能耐受2.5mmol·L-1的Pb2＋。Agrobacterium属的2株代表菌株对5种重金属均有较强的耐受性;而Rhizobium属的4株菌和Sinorhizobium属的3株菌对5种重金属的耐受性不同,表现出较大的差异。总体来看,供试菌株对重金属的耐受性顺序为Agrobacterium〉Rhizobium〉Sinorhizobium。     

黄土高原采煤沉陷对土壤微生物群落的影响

采矿对环境本底影响极大,近自然恢复是唯一可行的手段.土壤微生物影响物质循环转化,对生态恢复起重要作用.厘清土壤微生物群落如何适应和进化,不同菌群之间如何互作,哪些功能群更适应干旱、贫瘠的环境,对提升矿山生态恢复力至关重要.利用高通量测序和分子生态网络方法探索东坪煤矿和大柳塔煤矿地表沉陷区土壤微生物群落结构与组成、主要种...     

植被类型对煤矿区复垦土壤根际微生物的影响

煤矿开采改变了矿区土壤条件、地表植被覆盖和微生物生存环境。植被由于生长条件和根际分泌物的不同,影响根际土壤微生物的组成和多样性。以山西省晋华宫煤矿复垦区侧柏、云杉、樟子松、油松、桧柏5种复垦植被为研究对象,分析其土壤理化性质、根际土壤酶活性和微生物群落结构的差异性,并计算综合土壤肥力指数以反映不同复垦植被的生态恢复效果。结果表明：不同植被对土壤物理和化学性质、土壤酶活性、根际微生物多样性和群落结构具有显著影响,樟子松林具有最高的全碳、全氮含量,为微生物提供更多的碳氮等养分,导致其具有显著高的微生物丰度和多样性;不同植被类型间微生物群落差异性显著,变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和拟杆菌门是优势菌门,全硫、容重和碱性蛋白酶是影响土壤根际微生物群落结构的关键因子;土壤综合肥力指数表明樟子松林和云杉林优于其他植被。综上,不同植被对矿区生态恢复的效果具有一定差异,樟子松林和云杉林有助于提高根际土壤细菌多样性和土壤肥力,研究可为半干旱区煤矿复垦区生态恢复的植被选择提供科学依据。     

鼎湖山南亚热带森林群落演替对土壤化学性质影响的累积效应研究

比较研究了南亚热带鼎湖山森林群落演替序列中马尾松林、针阔混交林和季风常绿阔叶林表层(0～20cm)土壤pH值、有机质、全N、速效K、交换性Ca和Mg、有效P、B、Mo、Cu、Fe、Zn和易还原Mn等营养元素的含量及其相关关系,结果表明:马尾松林土壤pH值显著高于其它两森林土壤;随着群落的进展演替,养分在土壤中的累积(Ca除外)呈不断增加的趋势,即马尾松林<针阔叶混交林<季风常绿阔叶林;不同指标的累积呈现出持续增加(有机质、交换性Mg、有效B、Mo、Cu、Fe和易还原Mn)、持续递减(交换性Ca)、先增加再减少(有效P)和先减少再增加(pH值、总N和有效Zn)的4种变化形式;土壤养分元素的相关对对数以马尾松林最多。植物对土壤性质的影响累积效应显著,森林群落的进展演替过程是土壤养分不断积累的过程,土壤有效养分元素来源也趋多元化。     

煤矸石山优势植物对重金属吸收及富集特征

对六盘水市某煤矿煤矸石山14种优势植物根际土壤污染状况以及对重金属吸收与富集特征进行研究。结果表明:煤矸石风化土壤中重金属Zn、Cu、Cd和Pb有明显积累,Cd的污染最为严重。对各种植物体内的重金属含量分析发现,地上部分中Cu、Pb含量最高的植物为假酸浆,分别为46.79,12.56mg/kg;Zn含量最高的植物是酸模叶蓼,为60.97mg/kg;Cd含量最高的植物是龙葵,为1.84mg/kg。对转移系数和富集系数分析发现,鬼针草、千里光、龙葵、醉鱼草艾蒿和野棉花对Zn、Cu、Cd、Pb具有较强转移能力;假酸浆的地上部分对Cd的富集系数最高,为1.28;假酸浆的地下部分对重金属Zn、Cu、Cd、Pb的富集系数也较高,分别为1.83,0.90,3.20,1.96。因此,假酸浆可作为煤矸石风化土植被恢复的植物,同时也可用于重金属污染土壤的修复植物。     

采煤对山西省的环境影响及其生态修复策略

在对全国产煤最多的山西省煤矿区环境受损的现状和类型进行全面调查分析后,得出采煤对山西环境的影响是多方面的,危害是严重的,并结合实例对其进行成因剖析。在充分调研的基础上,针对山西省的实际,从政策和技术2个层面提出了山西省煤矿区生态修复的策略。     

The Role of Legumes in Plant Community Succession of Degraded Grasslands in Northern China

Legume species were more and more commonly introduced to degraded grassland for human‐aided restoration. This study aimed to test whether the natural spread of legume contributes to reversal of grassland degradation through making an extensive grassland vegetation and soil survey in Inner Mongolia of China. The results showed that legume biomass increased along a gradient of soil coarsening that was also a gradient of grassland degradation. The total biomass rather than legume biomass was limited by mean annual precipitation at plot level. The presence of legumes increased species richness in degraded steppe vegetation. Constancy of intermediate and climax species of vegetation succession at sites with legumes was higher than that at sites without legumes, implying that legumes might contribute positively to the reversal of grassland degradation. Our study suggests that naturally distributed legumes could benefit the reversal of grassland degradation through promoting plant community succession rather than total plant biomass. Planting legumes would be an effective measure to accelerate the recovery process of degraded grassland with coarsened soil in regions similar to our study region. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

东北苏打盐碱土壤微生物群落对植被进展演替的响应

研究基于Illumina平台的高通量测序技术,深度解析东北苏打盐碱土植被进展演替下的3种土壤和羊草根系内生微生物群落结构和多样性。碱斑土壤(C)、碱蓬根际土壤(S)、羊草根际土壤(A)以及羊草根系(AE)分别得到1864、1693、1793、730个细菌可操作分类单元(Operational Taxonomic Unit,OTU),分别得到432、316、502、143个真核微生物OTU。在门分类水平上,苏打盐碱土壤以及羊草根系内生的细菌类群主要分布于9个门,其中变形菌门为主要菌门;苏打盐碱土壤以及羊草根系内生的真核微生物类群主要分布于9个门,其中子囊菌门占主导地位。研究结果表明:苏打盐碱土壤植被进展演替使得土壤细菌和真核微生物群落结构差异性逐渐增大,使得苏打盐碱土壤质量和功能更加稳固,生态系统更加稳定;Halomonas、Nitrincola和Wellemia与东北苏打盐碱土壤植被进展演替相关性较大,Pseudomonas和Paenibacillus与以羊草为主的顶级群落形成相关性较大。     

煤炭开采对水资源的影响及对策探讨

山西省是煤炭资源大省,也是水资源严重短缺的省份。在煤炭开采的同时,给水资源带来了不可低估的影响。从煤炭开采对地下水、地表水及水质三个方面的影响进行了分析,提出了坚持依法办矿科学开采、加强煤矿生产水资源论证制度、开展煤炭开采对水资源影响的监测与评价、加大煤矿矿坑排水综合利用力度、建立煤炭开采对水资源影响的补偿机制等对策措施。     

神东矿区水土保持植物区系分析

[目的]对神东矿区植物区系进行分析,为充分利用当地的植物资源,实现神东矿区资源开发与生态环境建设和谐发展提供理论依据。[方法]利用植物区系分析法,以神东矿区作为一个独立的植物区系单元,对该区种子植物进行了调查统计,以科、属、种的现代地理分布为基础,对这3个层次的地理分布类型分别进行了统计分析,探讨该植物区系的基本特征和区系属性等问题。[结果](1)神东矿区共有植物53科,135属,217种。菊科植物种类最多(35种),其次是豆科植物26种,禾本科植物18种,蔷薇科植物14种,科内只含一种植物的科有21个;(2)神东矿区有草本植物159种,木本植物有52种,神东矿区生长的的植物多为中生和旱生,其中中生植物有62种,旱生植物有32种;(3)神东矿区高等植物类群在分类等级上都具有丰富、复杂、古老、特有4种特性。[结论]神东矿区生态系统较为脆弱,但该区的植物物种仍较为丰富。     

山西葛铺煤矿矿区废弃地植被恢复与重建技术

选耕地作为对照,通过对岚县葛铺煤矿矿区堆土场和排渣场的土壤水分-物理性质及人工模拟降雨时径流量和产沙量的研究,提出适合该区的堆土场与排渣场的植被恢复与重建技术模式.该研究可为我国黄土高原同类矿区的植被恢复与重建提供理论依据和成功模式.     

模糊聚类和排序在植被演替研究中的综合应用

应用模糊聚类和主成分分析(PCA)对黄土高原丘陵沟壑区植物群落演替进行研究,以探讨该方法在植被演替研究中的可行性。研究结果表明,利用模糊聚类分析和主成分分析,可以将13个样地客观地划分为5个群系。结合不同群系的恢复时间,即可判定随时间变化而呈现出的植物群落演替序列：猪毛蒿群落一赖草群落一长芒草群落一铁杆蒿群落一沙棘群落。该演替序列与传统的研究结果基本相同,说明利用模糊聚类分析和主成分分析方法研究植被演替是可行的。同时该方法数学上较为严格,且计算简单、运算量小,精度较高、可在计算机上运算,可大大提高植物群落演替研究的定量化水平,在植被演替中具有较好的应用价值。     

黑岱沟露天煤矿优势植物叶片及枯落物生态化学计量特征

以准格尔黑岱沟露天煤矿复垦区8种优势种植物的叶片及对应叶片枯落物为研究对象,通过对其碳、氮、磷、钾含量及生态化学计量学特征的研究,探讨退化生态系统植物内稳性、不同植被类型与NP限制率的关系,以期为黄土高原植被恢复与重建以及不同物种的合理配置提供合理建议,为完善生态化学计量学理论提供支撑。结果表明,不同植物叶片C、N、P、K的变化范围分别为418.2~564.1、7.19~33.21、0.82~2.37、4.98~32.77 g kg-1。不同植物叶片的生态化学计量学特征N∶P、P∶K、N∶K、C∶N、C∶P、C∶K比变化范围分别为7.16~22.45、0.036~0.23、0.70~4.55、14.92~64.44、218.54~557.36、12.78~121.14。该地区3种植被类型钾含量差异显著,草本植物叶片钾含量显著高于乔木林和灌木林。不同植被类型植物叶片N∶P比表现为灌木(18.86)草本(15.44)乔木(14.68),说明该区灌木林主要受P含量的限制,草本和乔木植物主要受N、P含量共同限制,该地区植被恢复应该以灌木为主。     

我国铅锌矿山土壤重金属污染规律研究

为了研究矿山不同用途土壤中重金属分布规律、重金属元素之间相关性、重金属污染程度、重金属有效性及重金属污染迁移规律等,探讨铅锌矿山土壤重金属复合污染状况。收集并分析若干份铅锌矿不同用途土壤重金属富集的实测数据,用统计分析软件SPSS对各重金属之间相关性进行分析,并采用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤重金属污染程度进行评价,统计并分析17份铅锌矿不同用途表层土壤Zn、Pb、Cd、Cu有效态含量数据资料,评价并研究8份铅锌矿不同用途不同深度土壤层重金属含量资料,对我国铅锌矿重金属污染土壤规律进行初步探讨。     

晋陕蒙接壤地区煤炭开发产生的生态环境问题及其对策

晋陕蒙接壤地区以煤炭资源丰富而著称于世,在该区域煤炭资源开发利用的同时,局部地区已经显现出一系列生态环境问题,如不加以重视并及早采取防治措施,就可能出现严重的环境问题,进而严重影响当地经济的可持续发展。针对这些问题提出了对策与建议。