露天矿区排土场复垦地土壤容重差异、GPR特征识别与反演

为揭示复垦地不同剖面土壤容重的总体特征和深度差异,以中煤平朔安太堡露天矿南排土场为研究对象,基于探地雷达（GPR）图像特征分析土壤容重差异,构建介电常数与土壤容重之间的关系。分析方法采用环刀采样称重法、探地雷达探测法、方差分析法、拟合分析法等。结果表明：矿区排土场平台土壤容重大于边坡,边坡坡度越大,土壤容重越小。在土壤含水率较小时,各个剖面0~30 cm处有较多大振幅信号,土壤容重较小,探地雷达信号图上大振幅信号的多少与土壤容重大小成反比。土壤容重随介电常数的增大而呈线性增加趋势,且二者拟合后的R²值达0.813 9,相伴概率小于0.01。研究表明,矿区排土场不同位置及同一剖面不同深度土壤容重大小差异明显,通过探地雷达可对土壤容重差异进行分析。     

黄土露天矿区重构土壤典型物理性质差异及对植被生长状况的影响

为研究重构土壤典型物理性质对植被生长状况的影响,以中煤平朔安太堡露天矿南排土场为研究对象,采用典型剖面采样法、室内测试法、方差分析法、拟合分析法等,分析土壤不同深度典型物理性质（土壤容重、土壤质量含水量）对植被生长指标的影响。结果表明,随着土层深度的增加,土壤容重均值呈现出先增加后减少的趋势,土壤质量含水量总体上随着土壤剖面深度的增加而降低。土壤容重介于0.87~2.00 g·cm^-3之间,土壤质量含水量的范围为1.19%~20.97%。各个土层之间土壤容重、土壤质量含水量均有较明显差异,且土壤容重在30~60 cm土层差异最明显,土壤质量含水量在0~30 cm土层差异最明显。研究区植被生长状况较好的样地土壤容重均值为1.47 g·cm^-3,土壤质量含水量随深度增加趋于10%左右,并且0~10 cm土层土壤容重与0~30 cm土层土壤质量含水量是影响植被生长的关键因素。研究区内重构土壤的容重、质量含水量在不同剖面以及不同土层之间存在较显著差异,表层土壤物理性质是影响植被生长的重要因素。     

基于资源配置露天矿土地复垦适宜性评价研究

特大型露天煤矿排土场土地复垦适宜性评价与一般适宜性评价迥然不同,是一种资源配置下对未来空间的土地单元及质量的预测性评价。综合考虑特大型露天煤矿排土场复垦适宜性评价的预测性与动态性,采用极限条件法对其进行适宜性评价分析。选取安家岭露天矿排土场作为实例,将排土场分为平台和边坡两个评价单元,选取5个方面的预选指标,并进一步筛选出具有代表性的7个评价因子（非均匀沉降、坡度、有效土层厚度、地表物质组成、土体容重、有机质含量、岩土侵蚀强度）,将适宜性评价结果与原地貌进行对比。结果表明,通过资源配置下的土地复垦,复垦土地质量均可达到原地貌的标准,甚至优于原地貌。由于部分评价因子性状的可变性,同一评价单元体现出不同时段的多宜性。根据适宜性评价结果,可以指导矿区采剥、运输、排弃及造地,使矿区土地复垦及复垦土地的利用有序、高效。     

半干旱地区露天矿排土场复垦对土壤物理性质的影响

为研究露天煤矿排土场复垦对土壤物理性质的影响,以内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗黑岱沟露天矿排土场平台为研究对象。针对矿区自然地貌（ZR）、未复垦的排土场（WF）与复垦5年排土场（FK）0—60 cm土层土壤物理性质的差异,运用方差分析、主成分分析等方法研究复垦对排土场土壤物理性质的影响。结果表明,未复垦排土场的土壤容重和砾石含量均显著高于复垦排土场和自然地貌,而土壤含水率、饱和含水率和田间持水量均低于复垦排土场和自然地貌,其中田间持水量显著低于复垦排土场和自然地貌。相关性分析和回归方程拟合分析发现,土壤砾石含量影响土壤容重和持水保水性能。复垦使排土场土壤容重及砾石含量呈降低趋势,而土壤含水率、饱和含水率、田间持水量呈升高趋势;随着土层深度的增加,排土场土壤容重、含水率、饱和含水率呈升高趋势,而田间持水量和砾石含量呈降低趋势。复垦排土场40—60 cm、自然地貌40—60 cm、复垦排土场20—40 cm土层土壤的综合评分分别排第1、2、3位,说明排土场复垦能够在一定程度上改良土壤、优化土壤质地,并在复垦5年情况下对土壤的改良深度可达60 cm。以上研究结果对矿区复垦工作具有一定指导意义...     

黄土区大型露天矿复垦地土壤对植物多样性的影响研究——以平朔安太堡露天矿排土场为例

采用样方调查法及SPSS分析法,对安太堡露天矿开采后排土场植物的生长、多样性的变化及其立地条件等环境因子进行了调查和分析。结果表明,复垦地土壤的改良和植物的恢复都需要时间的积累;立地条件在一定程度上影响着植物的生长,立地条件好,含有一定量石砾的样地,植物生长就较好,多样性指数较高;植物均匀度与土壤容重呈极显著负相关,与总孔度呈极显著正相关,植物香农-威纳指数与土壤速效Cu呈显著正相关;草灌乔配置模式为植物的生长提供了更大的生态位,其样地内的植物多样性指数较高。     

露天矿排土场不同复垦模式下的土壤修复效果研究

以阜新市海州露天矿排土场刺槐林地、白榆林地、刺槐白榆混交林地、农田、草地、裸地6种复垦模式为研究对象,其中以裸地为对照,分析不同复垦模式土壤因子的显著性差异,以揭示不同复垦模式对土壤的修复效果。结果表明,白榆林地土壤温度显著低于裸地,降低土壤温度效果明显;刺槐白榆混交林地土壤含水量显著高于其余复垦模式,保持土壤水分效果明显;刺槐白榆混交林地提高土壤全氮、有机质、碱解氮含量效果最显著;白榆林地提高土壤速效钾含量效果最显著;农田提高土壤速效磷含量效果最显著;各种复垦模式均有降低土壤pH效果。总的来说,刺槐白榆混交林复垦模式对露天矿排土场的土壤修复效果最好。     

影响安太堡露天煤矿排土场有效复垦的物理参数

测试并分析安太堡露天煤矿排土场与复垦相关的岩土物理特性（容重、坚实度、渗透、径流等），认为以容重为核心的物理参数是目前安太堡露天煤矿排土场复垦成功的最大限制性因子，获得高效的复垦模式，必须从改善排土工艺入手，首先解决排土场容重过大、地表严重压实问题。     

排土场边坡土壤抗冲性空间变异性特征

为了深入研究排土场坡面侵蚀过程机理,加快矿山废弃地土地复垦进程,采用传统统计学和地统计学相结合的方法,以海州露天矿排土场边坡为研究对象,利用改进的原状土水槽冲刷法,研究了排土场土石混合边坡土壤抗冲性的空间变异性特征及砾石对其影响.结果表明:砾石含量沿排土场坡面在6.55％～38.55％之间,不同坡位间差异不显著,砾石含量与土壤抗冲性之间存在一定程度的负相关关系;土壤抗冲性指数的变异系数为25.63％,属于中等变异性;土壤抗冲指数的理论模型为高斯模型,块金系数Co/(Co+C)为34.2％,在变程为16.85 m内具有中等强度的空间相关性;土壤抗冲指数的空间分布表现为沿坡长方向,从坡顶到坡底脚,呈现先减小后增大的趋势,最大值位于坡顶处,最小值以“岛状”位于坡面中部.     

县域尺度表层土壤质地空间变异与因素分析

【目的】以北京市平谷区为研究区域,采用传统统计和地统计学相结合的方法研究县域尺度下土壤质地空间变异的规律,探究土壤质地空间变异的机理。【方法】采用Levine’s方法进行方差奇次性检验,根据检验结果选取最小显著性差方法(least-significant difference,LSD)对土壤颗粒组成与高程、母质、土地利用和水域分布关系进行研究。空间预测采用普通克里格法,鉴于土壤质地属于成分数据,插值前对原始数据进行对称对数比转换。【结果】不同高程组、母质类型、土地利用类型及水域缓冲区组各颗粒平均含量存在一定的差异性,不同高程组和母质类型的土壤颗粒组成之间的差异性比不同土地利用类型和水域缓冲区明显。总体而言,研究区内随着海拔高度的降低,土壤颗粒呈现由粗变细的趋势;由石英含量较高的酸性岩母质发育的土壤土壤颗粒较粗;菜地土壤颗粒相对较细;随着离水域距离的增大,土壤砂粒含量呈增加趋势。地统计分析结果显示,土壤质地各颗粒表现出极强的空间自相关性,空间变异主要由结构性因素引起。各颗粒空间插值结果表明,土壤各颗粒组成空间分布总体趋势特征比较明显。【结论】传统统计分析和地统计学相结合的方法能够系统和全面地揭示土壤质地空间变异的确定性和随机性,研究区土壤质地空间格局主要受地形、母质等自然因素影响。经过对称对数比转换后,土壤质地各颗粒组成空间预测结果满足成分数据空间插值的要求。     

充填复垦区土壤水分空间变异性研究

土壤本身的不均一性,使得充填复垦土壤特性研究结论的可信度较低。以土壤含水量作为反映土壤特性的综合性指标,研究了充填煤矸石复垦地、充填粉煤灰复垦地和未塌陷区对照地的含水量变异的结构性。结果表明,充填复垦土壤体积含水量的空间变异性小,复垦行为使土壤综合性质变得均一。     

煤矸石充填型重构土壤中重金属的生物迁移及分布特征

为了研究不同类型煤矸石充填型重构土壤中重金属的生物迁移及分布特征,以淮北芦岭矿细矸、粗矸和洗矸3种煤矸石及其复垦地玉米(Zea mays L.)为研究对象,测定了其Cu、Pb、Zn、Sn、Hg、Cd、Cr等重金属元素含量,分析了重金属元素在煤矸石和玉米不同器官中的分布特征。结果表明,复垦所用煤矸石重金属含量整体呈洗矸细矸粗矸;复垦地玉米不同器官对重金属元素的富集能力差异较大,果实富集能力弱于其他器官,叶对Cu、Pb、Zn和Cd等重金属元素的富集能力较强。此外,各器官重金属含量与煤矸石中重金属含量之间存在不同程度的相关性。     

山西平朔露天矿区复垦农用地表层土壤质量差异对比

以复垦农用地为研究对象,以原地貌未受损农用地和排土场未复垦地作为对照,共选择18个样地,对比研究复垦农用地、未复垦地及原地貌未受损农用地的土壤容重、田间持水量、pH值、有机质、全氮、全钾、有效磷、速效钾的差异,揭示复垦农用地土壤重构的过程及变异的规律。结果表明：（1）复垦农用地土壤容重、田间持水量、pH值、全钾、有效磷、速效钾的均值都略高于未受损农用地;而复垦农用地有机质、全氮的均值都略低于未受损农用地。（2）复垦农用地和未受损农用地在0~10 cm的土壤容重及pH值均略低于10~20 cm土层;0~10 cm的土壤肥力指标均值略高于10~20 cm土层。（3）在0~10 cm土层,复垦耕地和复垦林地的相关土壤理化性质要优于未受损耕地;在10~20 cm,复垦林地土壤理化性质基本上优于未受损耕地。（4）复垦13年的耕地土壤容重、速效钾与未受损耕地差异不显著;复垦22年林地的单个土壤理化指标基本上优于复垦19年林地,复垦19年林地的单个土壤理化指标基本上优于未受损林地。     

丝栗栲林土壤微生物PLFA群落结构的时空变化特征

以江西大岗山丝栗栲林为研究对象,采用磷脂脂肪酸（PLFA）法并结合主成分分析等方法,研究土壤微生物PLFA群落结构和多样性随时间和土壤深度的变化特征。结果表明,丝栗栲林地土壤共有40种PLFA存在,其中16∶0、5,9,13Me14∶0和10Me16∶0在各时期各土层中均有分布,并占有绝对含量优势;土壤微生物有明显的表聚现象（P<0.05）,0~20 cm土层中土壤微生物的丰富度指数、Pielou均匀度、Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数都显著优于下层土壤,但同层土壤随时间变化不明显;主成分分析（PCA）表明,18∶0、18∶1w11t、18∶1w9t、cy17∶0、a14∶0是影响丝栗栲林地土壤微生物的主要PLFA;相关性分析表明,土壤PLFA含量与降雨量和凋落物量都呈极显著正相关（P<0.01）。     

Biology Migration and Distribution Characteristics of Trace Elements in Reconstructed Soil with Coal Gangue Filling

With mixed gangue,coarse gangue and washed gangue as well as the maize in the reclaimed land in Luling Mine of Huaibei as the research object,the biology migration and distribution characteristics of trace elements in the reconstructed soil with different types of coal gangue filling were studied,the contents of Cu,Pb,Zn,Sn,Hg,Cd and Cr were determined,and the distribution characteristics of the trace elements in the coal gangue and different organs of the maize were analyzed.The results showed that the contents of trace elements were the highest in washed gangue and the least in coarse gangue in the gangue used for the reclamation,and there were significant differences in the enrichment ability of trace elements in different organs of maizes that were planted in reclamation land,of which fruit was weaker than other organs,while leaf presented strong absorption ability.     

黄土区露天煤矿排土场刺槐×油松复垦模式17~22年间群落生长动态

为了解矿区复垦土地人工重建植被的群落生长动态,基于2010年和2015年对安太堡露天煤矿排土场0.8 hm~2"刺槐(Robinia pseudoacacia)×油松(Pinus tabuliformis)"复垦模式动态监测样地的两次调查数据,从物种组成、数量特征、径级结构等方面分析了人工植被复垦17~22年间群落生长动态特征。结果表明:5年间,群落的树种组成较为稳定,优势种仍为刺槐,但其重要值大幅下降,入侵种榆树的重要值增长较快;草本层植物由44种减少到35种,在优势成分上呈现出由1年生或1~2年生向多年生、旱中生向中生演替的趋势;样地内胸径≥1 cm的独立个体数由1530株增加到2854株,其中死亡194株,新增1518株,每年死亡率和每年增补率分别为2.71%和15.18%;死亡量最大的树种是刺槐,增补量最大的是榆树;群落总的胸高断面积由10.99 m~2·hm~(-2)增加到14.19 m~2·hm~(-2),其中因死亡而减少的胸高断面积为0.65 m~2·hm~(-2),新增的胸高断面积为3.85 m~2·hm~(-2),以刺槐的损失量和新增量为最多;刺槐和油松的平均胸径增加,榆树的平均胸径减少;小径级个体死亡量较大,大径级个体死亡量较小;不同树种的死亡个体径级分布基本类似于2010年该树种的径级分布;刺槐和油松的种群大小变化率分别为-2.88%和-0.24%,均呈小幅度负增长,榆树的种群大小变化率(33.37%)在5%以上,属于快速增长的种群。从群落5年间的物种组成和结构变化来看,不同树种的死亡率和增补率各异,群落的物种成分和结构变化较大,复垦生态结构尚不稳定。     

不同植被类型对毛乌素沙地背风坡土壤水分时空变化的影响

在陕西省神木市毛乌素治沙造林基地,选取固定沙丘背风坡4种典型植被为对象,利用CNC503DR型中子仪对0~300 cm土壤水分进行测定,分析不同植被类型条件下固定沙丘背风坡土壤水分特征。结果表明:1）在植被类型上,固定沙丘背风坡0~300 cm剖面平均土壤含水量表现为草地>紫穗槐>长柄扁桃>沙柳;在季节变化上整体表现为,秋季>夏季>春季（2018年）、春季>夏季>秋季（2019年）。2）背风坡土壤剖面上土壤水分存在明显的分层结构,可将0~300 cm分为0~50、50~100、100~200 cm和200~300、50~300 cm各土层植被类型间土壤水分存在显著差异(P<0.05)。3）0~50 cm土层时间变系数较大,随着土层深度增加土壤水分时间变异系数逐渐减小;4种植被类型垂直变异系数夏秋季较大,春季较小;时间稳定性表现为沙柳>草地>长柄扁桃>紫穗槐。4种植被类型0~300 cm土层平均土壤含水量无显著差异,草地、长柄扁桃和沙柳土壤水分时间稳定性较强,合理的林草空间搭配有利于该区背风坡土壤水分的保持。     

贵州省万山汞矿区周围土壤中不同形态汞的空间分布特征

利用连续提取法对贵州省万山汞矿区周边土壤的形态与分布特征进行了测试分析。结果表明,研究区土壤中汞含量在1.34～291.71mg·kg-1之间,明显高于我国土壤汞背景值。表层土壤中汞含量在东部区域普遍较高,西部区域相对较低,并呈现随距污染源距离的增加逐渐降低的趋势。剖面土壤中的汞则表现出明显的表层富集规律。研究区土壤中汞的形态主要以残渣态、难氧化降解有机质及某些硫化物结合态和易氧化降解有机质结合态汞为主,且不同形态的汞含量与总汞含量具有较大的相关性。     

荒漠绿洲过渡带土壤水分空间分布特征及对植被的影响

研究荒漠绿洲过渡带土壤水分空间特征,有利于提高干旱区水资源利用率和植被恢复。连续对黑河中游荒漠绿洲过渡带6个典型群落类型样地的地表0～120 cm深度剖面的土壤水分分布进行调查,采用烘干法分析并结合18个调查样方进行土壤含水量的空间分布特征研究,揭示荒漠植被土壤水分分布特征。结果表明,1)土壤水分的变异性随着深度的增加而减小,表层土层含水量空间变异性表现为强变异,说明土壤水分不稳定,深层土壤空间变异性变现为弱变异性,说明土壤水分较稳定。2)垂直分布上,每个样地各土层的土壤含水量均随土壤深度增加呈上升—降低—上升的总体趋势,各样地土壤含水量均是表层低,深层高。3)水平空间上,土壤含水量变化范围在0.09%～22.34%,土壤含水量的均值依次为深层(60～120 cm)>上层(0～40 cm)>中层(40～60 cm),总体来看,黑河中游荒漠绿洲过渡带各层土壤含水量均处于较低水平。4)干沙层土壤含水量最低,上覆沙土土壤含水量很少且随着深度的增加而增加,下浮沙土受地下水毛管作用和蒸腾作用影响水分含量较高且随土壤深度的增加而增加。研究结果为深入理解荒漠绿洲过渡带固沙植被的天然分布提...     

岩溶区坡耕地土壤养分空间变异及其影响因子分析

对重庆市北碚区中梁山坡耕地上的100 m×100 m标准样地进行网格取样,利用地统计学方法分析了25个土壤样品的有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾等7种土壤养分的含量。结果表明:试验样地中有机质、全磷、全钾和速效钾具有较强的空间相关性,速效磷具有中等的空间相关性,全氮和碱解氮的空间相关性较弱。在试验样地的不同坡位上,各土壤养分的空间分布具有不同的特征,其中有机质、碱解氮、全磷和速效磷在坡顶、上坡和中坡位置含量较高;全氮、全钾和速效钾在坡底含量较高,往坡顶逐步降低。对土壤养分和环境因子的相关性分析表明:全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾的空间变异主要受环境因子中地质、地貌、土层厚度等结构性因子的影响,而有机质的空间变异主要受植被种植类型、耕作程度等随机性因子的影响。