永城市陈四楼煤矿土地复垦适宜性评价研究

为了采取指数和法和极限条件法对陈四楼煤矿土地复垦适宜性进行评价。以GIS软件为平台,利用河南省永城市土壤图、地形图、土地利用现状图进行空间叠加分析最终确定4个评价单元。依据研究区的自然、经济、社会现状和相关技术标准,确定了宜农、宜林、宜渔3个复垦方向的评价指标,然后采用指数和法和极限条件法对矿区复垦土地进行适宜性评价。结果表明：评价总面积为73.7 hm2,其中适宜农业种植用地面积为25 hm2,适宜林业种植用地面积为20 hm2,适宜渔业养殖用地面积为28.7 hm2。通过评价研究建立矿区土地复垦适宜性评价等级体系。     

钟山排土场生物复垦土壤基质改良试验研究

矿山开采过程中形成的排土场对生态环境构成极大的破坏,严重威胁人类生存与安全,因此排土场植被恢复重建工作显得尤为重要,土壤基质改良是植被恢复的关键步骤。以研究适宜排土场土壤基质改良的简单可行方法为切入点,在分析钟山排土场原地表土壤和复垦拟选的覆土材料物理化学性质的基础上,采用室内盆栽试验和现场小区试验相结合的方法,分析比较了土壤基质改良前后土壤理化性质等指标,检测作物植株和果实中重金属含量并以相关标准作为参考依据。结果表明：钟山排土场复垦前土壤较贫瘠,有机质和硫、氮、钾等营养元素较缺乏,重金属砷严重超标;经室内盆栽试验,筛选出了适宜作物生长的流沙作为客土材料;现场小区试验证明,作物种植在经流沙覆盖改良后的土壤中,其产量接近并超过附近农田的产量,土壤肥力得到一定程度的提高,土壤重金属含量均有所增加,但都控制在土壤环境质量标准范围以内,花生植株中汞和铬略微超标,花生果实中的铅含量以及芝麻中铅、铬、砷含量均严重超标。在利用客土覆盖方法改良土壤基质时,若以种植农作物获取果实为目的,建议增加隔离土层厚度和覆土土层厚度,选择浅根系农作物进行种植;而以降低土壤中重金属含量为目的时,应因地制宜选择具有较强吸附能力的植物进行种植。     

草原露天矿区重构土壤典型物理性质与生物量的关系

以内蒙古锡林郭勒盟胜利矿区一号露天煤矿为例,将南、北排土场复垦地作为研究对象,以未损毁地作为对照,采用方差分析和Pearson相关性分析的方法,研究复垦地重构土壤典型物理性质（土壤容重、土壤含水率）与植被地上生物量的关系,以期为草原矿区土壤重构与植被重建提供实践支撑。结果表明：（1）复垦地土壤容重与含水率相关性强度略低于未损毁地,复垦时间越长重构土壤容重与含水率的负相关性越显著;（2）复垦地植被生物量的均值都高于未损毁地,复垦后的土壤环境因子促进了排土场生态系统的重建;（3）在0~10 cm土层,土壤容重与含水率呈负相关性,生物量与容重相关性极弱或无相关,但生物量与含水率呈强的显著正相关关系,说明表层土壤含水率是影响植被生物量的重要因子。     

不同工程复垦措施对晋东南采煤沉陷区土壤质量演变特征的影响

为了揭示不同工程复垦措施下采煤沉陷区土壤质量的演变特征,基于10年的长期定位试验,研究了晋东南采煤沉陷区在表土剥离和混推复垦两种工程复垦方式下,10年间土壤的理化性质、微生物群落结构及土地生产力的变化特征。结果表明：复垦初期,表土剥离处理的复垦土壤理化性质、土地产出能力均显著高于混推复垦。复垦7年时,土壤的物理性质、微生物群落结构组成与多样性和土地产出能力基本一致,差异不显著。复垦10年间,0~20 cm土层土壤养分含量始终表现为表土剥离>混推复垦;10年间表土剥离较混推复垦收益累计增加6609元/hm²,因此,表土剥离复垦方式在保持耕层土壤肥力及综合收益上要优于混推复垦。但复垦10年后,2种复垦方式土地生产力和肥力水平均很低,说明复垦方式只是矿区复垦过程的一个前置环节,矿区土壤的生态恢复是必须要结合施肥措施进行。     

施肥措施对矿区复垦土壤活性有机碳库的影响

为了研究不同施肥措施对矿区复垦土壤活性有机碳库和碳库顽固性指数的影响,以山西矿区复垦土壤的2年定位施肥试验为例,采用硫酸水解法分析。结果表明：施肥对矿区复垦土壤活性有机碳的形成有一定的促进作用,以单施有机肥和有机无机配施处理的效果最显著,其中有机肥处理土壤活性碳库Ⅰ较CK提高了100%,有机肥和无机肥配施土壤活性碳库Ⅰ较CK处理提高了267%,有机肥处理土壤活性碳库Ⅱ较CK提高了500.5%,有机肥无机肥配施处理土壤活性碳库Ⅱ较CK提高了335.4%;不同施肥处理下土壤活性碳库Ⅰ、Ⅱ随季节的动态变化趋势基本一致;各施肥措施都能有效降低土壤碳库顽固性指数(RIC),有机肥处理降低的最多。总之,施肥能有效促进矿区复垦土壤有机碳增加,且有机肥处理效果最佳。     

安太堡露天煤矿区复垦地不同植被下草本植物群落生态关系研究

为揭示不同植被下草本植物群落与环境因子的关系,本研究采用双向指示种分析(TWlNSPAN)、除趋势对应分析(DCA)、丰富度指数(Pa)、多样性指数(H'、DS)和均匀度指数(JP)方法,对安太堡露天煤矿区排土场复垦地不同植被下草本植物群落进行了数量分类、排序及物种多样性研究。结果显示：（1）TWlNSPAN等级分类将其63 个样方划分为11 个草本植物群丛,分别位于该矿区复垦地不同植被类型下;（2）DCA第一轴反映了植被恢复年限的梯度变化,沿第一轴从左到右,11 个草本植物群丛的恢复年限逐渐缩短;DCA第二轴反映了排土场复垦地地形的梯度变化,沿第二轴从下到上,地形从平台→东北坡,11 个草本植物群丛的物种多样性降低;（3）随着植被恢复年限的增长,11 个草本植物群丛物种多样性从高到低的变化为：平台＞东北坡,乔木林下＞灌丛林下＞草地。研究表明,植被恢复年限、植物种类和地形是影响安太堡露天煤矿区复垦地不同植被下11个草本植物群丛结构和物种多样性的关键因子。     

土壤团聚体有机碳研究进展

土壤有机碳是衡量土壤肥力的重要指标,对于促进土壤养分循环、增加养分有效性有重要作用。土壤团聚体是土壤的重要组成部分,是组成土壤结构的最小单元,受到自然因素和人为因素的影响,其形成转化过程与土壤固碳过程息息相关,因而研究团聚体和有机碳的关系及团聚体有机碳影响因素对于土壤结构的改善和土壤质量的提升具有重要意义。本文通过对文献的总结,明晰了土壤团聚体和有机碳的关系,阐述了土壤类型、施肥方式、土地利用和矿区复垦对土壤团聚体有机碳的影响,并从生物质炭的长期定位研究和复垦矿区的土壤修复两方面对土壤团聚体有机碳的研究进行展望,研究结果可为合理的农业生产提供科学依据。     

矿山废弃地土壤基质改良研究

矿山废弃地对生态环境有着极大的破坏作用,危及人类的生存与健康,并影响到区域生态经济的可持续发展。矿山废弃地的生态修复和重建,已被看作是矿区土地修复的主要组成部分,而在生态恢复的植被重建过程中,基质改良是生态恢复的核心问题。研究借鉴目前国内外土壤基质改良的方法,较系统地介绍了矿山废弃地土壤基质物理、化学、生物改良技术措施。最后提出我国矿山废弃地土壤改良方法的选用原则：遵循因地制宜、就地取材,结合以往的研究成果,借鉴国际矿区土地复垦和生态修复的成功经验,研究废弃物土壤化演化的自然规律和机理,最终实现人工辅助的土壤化演化。     

3种园林植物铜矿废弃地复垦应用初探

植物修复是解决矿区废弃地复垦问题的有效途径之一,铜矿废弃地含有高浓度铜,但铜超富集植物尤其是园林草本植物的种类非常有限,因此其复垦难度较大,急需挖掘能应用于铜矿废弃地的植物。本研究对夏佛塔雪轮(Silene schafta)、紫露草(Tradescantia reflexa)、中华山蓼(Oxyria sinensis)用于铜矿废弃地复垦的可行性进行试验探索。人工模拟铜矿废弃地土壤特征,采用控制变量法,根据三者的铜胁迫响应能力、富集能力、铜转运系数等数据进行对比分析。结果表明：在1000 mg/kg土壤铜浓度下,铜胁迫的耐性指数为：紫露草＞中华山蓼＞夏佛塔雪轮,表明紫露草和中华山蓼对铜胁迫耐性较强,而夏佛塔雪轮对铜胁迫较敏感;与地上部生物量相比,三者地下部生物量均对铜胁迫更为敏感,因此考核时应重点关注地下部分的生物量。根据三者的铜胁迫的耐性与富集特征,结合其观赏效果进行综合评分,最终得出其可行性依次为：紫露草＞中华山蓼＞夏佛塔雪轮。该研究结果将为铜矿废弃地的复垦再利用和园林植物景观构建提供参考。     

基于BP神经网络的土壤容重预测模型

土壤容重是农业生产和研究的重要参数,但因成本高、工作量大等原因,其获取仍是一个紧迫的问题。数学建模技术使得科研人员尝试使用土壤传递函数PTFs间接获取土壤容重值。本研究以复合圆锥指数仪为工具,探讨应用BP神经网络建立PTFs预测土壤容重。选取粘土和粉质壤土作为实验对象,在MATLAB2008a上建立、并评价预测土壤容重的BP神经网络,即PTFs模型。研究中以均方根误差RMSE和决定系数R²为性能指标来评价所建BP神经网络。结果表明,针对复合圆锥指数仪的测量结果,应用BP神经网络算法建立PTFs可以有效预测土壤容重。粘土容重预测的决定系数R²达到0.6973,粉质壤土容重预测的决定系数R²达到0.6868。实验结果还证实土壤容重预测与测量深度无关,但与土壤类型显著相关。     

Cone index and root growth in surface and subsurface microirrigated hardpan soil

Restricted root growth caused by subsurface hardpans and low water holding capacity reduces crop yields in many United States southeastern Coastal Plain soils. With intensive irrigation it is possible to obtain suitable yields without deep tillage. The objective of this study was to find differences of root growth and cone indices between surface and subsurface applied sources of irrigation water. We measured root growth and cone index in intensively managed irrigation plots of green beans (Phaseolus vulgaris L.) in 1988 and 1989. Microirrigation tubes were placed on the surface or in the subsurface — buried at a depth of approximately 0.25 m — and irrigated either continuously or with intermittent pulses of water. Mean profile cone indices for the surface tube placement were significantly lower than for the subsurface tube placement. Mean profile cone indices for the continuous irrigation treatment were significant lower than for the intermittent irrigation treatment. However, no one treatment significantly reduced the cone indices within the hardpan. Total root count was significantly greater for the subsurface tube placement with increased root growth below the 0.1-m depth. There was a high density of roots next to the subsurface tube that would have been effective in uptake of water from the microirrigation tube. However, yield was significantly greater for the surface tube placement. For all treatments, the largest concentration of root growth occurred in the top 0.2 m of the soil within the row. We expected this for the surface irrigation treatment. However, we also measured this for the subsurface treatment, probably because of high rainfall and upwelling of water from the subsurface micro-irrigation tube.     

覆盖生态木屑对城市公园土壤温湿度的影响

为实现绿化垃圾的循环利用,量化评估覆盖生态木屑对土壤表层温湿度的影响。利用土壤温湿度计定期测定土壤表层温湿度持续1年。结果表明,冬季铺设生态木屑具有良好的保温保湿效果,不铺设木屑土壤含水率迅速下降到10%以下,铺设生态木屑15~20 cm后整个冬季土壤含水率都保持在16%以上,后者土壤温度比前者土壤温度高2℃以上。夏季铺设生态木屑5~10 cm的样树,含水率低于不铺生态木屑的对照组和其他试验组,但对温度的影响并不明显。冬季覆盖生态木屑对土壤表层具有明显的保温保湿效果,且覆盖生态木屑越厚保温保湿效果越显著;而夏季覆盖生态木屑的最佳厚度为5~10 cm,覆盖此厚度的生态木屑既可以起到海绵体吸收多余水分的作用,又不会因为覆盖生态木屑后树冠与根系间的温差增大导致的植物生理性缺水。因此,建议城市公园铺设生态木屑的厚度为5~10 cm。     

塑料大棚内麻地膜覆盖草莓效应的初步研究

为明确麻地膜在大棚内覆盖栽培对作物的影响特点,在大棚和露地同时进行不同地膜覆盖草莓的比较试验。结果表明：麻地膜在大棚内覆盖的增温、保水效应比在露地大,能够提早草莓开花结果,显著提高产量。大棚和露地不同种植环境与不同覆盖处理间的互作效应极显著。麻地膜在大棚内的增产效果更好,比无覆盖增产12.8%,比塑料地膜增产1.73%。麻地膜比无覆盖在大棚内的增产幅度要比在露地多增产4.3%。     

郑州市郊农田土壤重金属污染评价

为了解郑州市郊农田土壤的重金属污染状况,通过野外调查和室内分析,对该区域农田（小麦田、蔬菜地、休闲地）土壤重金属Pb、Cu、Cr、Zn、Cd的含量进行总量检测。采用单因子污染指数法、内梅罗(N. L. Nemerow)综合污染指数法、潜在生态危害指数法对土壤重金属污染做出综合评价。结果表明,各元素单因子污染指数小于1,属于土壤未污染,按照单项污染指数进行排序,其大小顺序为：Cd>Zn>Cr>Cu>Pb;就小麦田、蔬菜地和休闲地而言,内梅罗综合污染指数均小于0.7,土壤处于清洁水平,污染等级为安全;用潜在生态危害指数法获得各元素的潜在生态危害系数和各样点的潜在生态危害指数,判断土壤重金属为低生态风险水平。总之,郑州市郊农田土壤环境质量良好。     

基于NDVI的绿洲棉田土壤肥力质量评价方法研究

以天山北坡典型国营农场棉田为研究对象,探讨基于归一化植被指数(NDVI)的棉田土壤肥力质量评价方法.将棉花不同生育期表征长势的NDVI作为评价指标对棉田土壤肥力质量进行评价,再将NDVI与少量理化测定的土壤样点数据(有机质、有效磷含量等)共同作为评价指标,结合地统计方法与遥感影像聚类算法进行评价;并与完全基于土壤样品理化测定数据的评价结果进行比较、探讨基于NDVI评价方法对土壤肥力质量评价结果的准确性与可靠性.研究证明将NDVI与少量理化测定的土壤样点数据作为评价指标,能显著提高评价结果与棉田实际土壤肥力状况的一致性.基于NDVI的土壤肥力质量评价方法快速、简便,其评价结果可为研究绿洲棉田土壤质量及农业结构调整规划、耕地质量保护等提供科学依据.     

尾矿砂还田可行性研究

为了解决日益增加的尾矿砂带给环境的问题,针对本钢（集团）矿业有限责任公司所产生的尾矿砂还田可行性进行研究,对尾矿砂的理化性质进行分析,并进行尾矿砂、粉、植物园土壤不同比例的栽培试验。结果表明：莴笋在配比为100%粉的情况下生长最好;白菜在6种水平下对生长均无影响;石竹在50%本地土+50%粉的配比时生长最好;雨衣甘蓝则是在80%本地土+20%粉的配比下生长较好。说明呈酸性的尾矿砂,加上本溪当地的土壤呈碱性,掺杂用于还田,是有效可行的。最后,从这几方面的分析进行关于还田策略的讨论,其目的是要使还田效果达到最佳,得出本钢集团尾矿砂与当地土壤掺杂还田再增施有机肥效果最佳。     

粤东铅锌尾矿区3种优势植物根际土壤微生物的活性研究

为了在植被调查和重金属含量的测定基础上,分析粤东铅锌尾矿区优势植物与根际土壤微生物、土壤理化性质和土壤酶之间的相关性,为污染矿区土壤环境质量评价提供科学依据,并指导矿区生态系统的恢复和重建。采用常规实验方法对广东梅县丙村铅锌尾矿废弃地的3种优势植物根系土壤的微生物数量、酶活性以及理化性质进行测定,并与非根际土壤和非污染土壤比较分析。结果表明：（1）该尾矿土壤重金属含量远高于国家土壤质量标准值,在三级污染以上。在污染区生长的类芦、黄荆、盐肤木3种优势植物,很可能由于其重金属的吸收能力不同,导致根际土壤中重金属含量不同;（2）污染区根际和非根际土壤的碱解N、速效K含量、pH值低于非污染区,但速效P含量要高;在非污染区,根际土壤的碱解N与速效钾含量在3种植物之间无显著差异,但在污染区,类芦的碱解N含量显著高于黄荆和盐肤木,黄荆的速效K含量低于类芦和盐肤木。在污染区,3种植物的根际土壤速效P含量均低于非根际土壤,但在非污染区反而要低。在污染区和非污染区,类芦的根际土壤pH值均高于黄荆和盐肤,且高于非根际土壤;（3）在非污染区,3种植物的根际土壤及非根际土壤中,均是放线菌最多,细菌次之,真菌最少;类芦的根际土壤微生物数量最多;在污染区,根际土壤细菌、真菌、放线菌数量均低于非根际土壤;盐肤木的根际土壤微生物数量最多;（4）绝大多数情况下,无论是污染区还是非污染区,3种植物根际土壤酶的活性均显著高于非根际土壤;污染区3种植物的根际土壤蔗糖酶、多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶的活性均高于非污染区;（5）由于受植物种类、研究地域、污染性质（单一污染或复合污染）及程度的影响,土壤微生物数量、养分（碱解N、速效K、速效P）、土壤酶活性之间呈现非常复杂的相关关系。     

不同覆盖方式对土壤温湿度及烟草生长发育的影响

为明确不同覆盖方式的烟田生态效应,采用田间试验研究无覆盖、地膜覆盖、立体覆盖和稻草覆盖4种覆盖方式对垄体土壤温湿度及烟草生长发育的影响。结果表明,不同覆盖方式下各土层土壤温度具有相似的变化趋势,均随着土层深度的增加呈下降趋势,且同一覆盖方式不同土层温度变化具有一致性。地膜覆盖对土壤温度的提升效果最好,能促进烟苗早发快长,但团棵期膜内地表温度过高可能影响根系生长;稻草覆盖对生育期内土壤的保温效果较好;立体覆盖处理在烤烟生育内的土壤温度最低。地膜覆盖不利于根系土壤接纳降雨,土壤含水量最低;稻草覆盖对蓄积土壤水分的效果最优;立体覆盖次之。从团棵期烤烟生物量及农艺性状看,地膜覆盖在烤烟团棵期可明显提高烤烟的长势,稻草覆盖次之但烟叶根冠比最高,立体覆盖再次,无覆盖处理的烟叶长势最差。试验表明立体覆盖对烟田土壤温湿度及团棵期烤烟的生长发育的影响效果比地膜覆盖低,后续应对烤烟整个生长发育时期、产质量特征及其覆盖的成本效益和环境影响等进行进一步研究。