不同管理措施对铝矿废弃地复垦区土壤有机碳的影响

试验设置于山西省孝义铝矿废弃地复垦区,采用施肥及轮作双因素完全随机区组设计,研究铝矿废弃地复垦过程中不同管理措施对玉米田土壤有机碳的影响。结果表明,不同管理措施下,土壤有机碳含量随着土层深度的增加而降低,土壤δ13C值随着土层深度的增加而增加;施肥能显著提高土壤有机碳含量,其中以有机+无机肥为最佳施肥方式,与对照相比,在前茬种植晋豆28和晋豆25条件下,土层0～20cm的有机碳含量分别提高了1.85、1.35g.kg-1,土层20～40cm的有机碳含量分别提高了1.50、1.45g.kg-1;与前茬种植晋豆25的轮作方式相比,前茬种植晋豆28处理的土壤δ13C值普遍偏低;玉米籽粒δ13C值显著高于秸秆,说明玉米籽粒比秸秆更容易富集13C,但玉米籽粒和秸秆的δ13C值之间无显著相关性;豆科作物-玉米轮作的土壤有机碳主要来源于豆科作物,前茬晋豆28和晋豆25对土壤有机碳的贡献率分别为64.82%、60.64%。以上结果表明,在铝矿废弃地的复垦过程中,采取施肥配合轮作的管理措施有利于土壤有机碳的积累。     

不同植物种植对矿区复垦土壤微生物多样性的影响

利用16S rDNA及Biolog-ECO技术研究不同植物种植下矿区复垦土壤中微生物种属及代谢功能多样性特征,旨在为矿区复垦土壤质量提升与定向培育提供理论基础。结果表明：矿区复垦土壤中微生物多样性在属水平上丰度值较高的为假节杆菌属、芽球菌属、气微菌属、鞘氨醇单胞菌属、类诺卡式属;种植大豆与玉米后,复垦土壤微生物属水平上丰度差异不大,而种植毛苕子、苜蓿与自然恢复下土壤微生物属水平上丰度差异较大;复垦土壤微生物代谢功能主要集中于氨基酸代谢与碳水化合物代谢,土壤中香农-维纳指数差异较大,顺序为毛苕子 > 苜蓿 > 玉米 > 大豆 > 自然恢复;影响矿区复垦土壤代谢功能的碳源主要有糖类中的D-木糖、β-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸盐、D-纤维二糖,氨基酸类中的L-丝氨酸、L-精氨酸,酯类中的丙酮酸甲酯、D-半乳糖酸γ内酯,醇类中的D-甘露醇,胺类中的N-乙酰基-D-葡萄胺,酸类中的4-羟基苯甲酸、D-半乳糖醛酸。种植毛苕子有利于矿区复垦土壤微生物的碳代谢功能增强,而自然恢复下土壤碳代谢功能较差。总体来看,矿区复垦土壤中种植豆科作物毛苕子可以增加矿区复垦土壤微生物的物种多样性,提高微生物活性,增强微生物代谢功能多样性,使土壤向健康方向发展。     

铁矿废弃地复垦土壤重金属来源解析研究

为探明铁矿废弃地复垦土壤重金属含量特征及其主要来源,以铁矿废弃地复垦土壤为研究对象,采用多元统计分析和地统计学方法,对复垦土壤重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Zn)的主要来源、各来源的贡献量及其贡献量的空间分布特征进行研究。结果表明:研究区6种重金属变异系数在31%～67%,均属中等程度变异。对比当地背景值,除Cr外,其他5种元素均呈现富集现象,且以As、Cu累积明显。由相关性分析、主成分分析及聚类分析结果推测复垦土壤重金属主要有3个来源,PC1(As、Hg、Cu)为矿业活动源,PC2(Cd、Zn)为交通和农业活动源,PC3(Cr)为成土母质自然源。由主成分分析/绝对主成分分数(PCA/APCS受体模型)和地统计分析可知,几种元素受3种源共同作用,其中源1对As、Hg、Cu的贡献率分别为67.10%、46.30%、89.82%,源2对Cd、Zn的贡献率为86.05%、62.26%,而源3对Cr的贡献率为90.56%。Cu、Cd、Cr元素空间分布规律和其最大源贡献量空间分布格局较为一致。     

不同年度复垦土壤微生物研究

为提高复垦质量,采用稀释平板计数法分析不同复垦时间复垦的耕地、林地土壤微生物种类和数量。结果表明,经过煤矸石充填复垦的林地细菌数量高于耕地,而放线菌和真菌数量则是耕地高于林地。随着复垦时间的延长,土壤细菌数量逐渐增加。放线菌和真菌数量在复垦初期逐渐增加,B/F值表明微生物种类趋于平衡;受充填物质、覆土厚度和土地利用方式的影响,随着复垦时间的延长,林地土壤的放线菌和真菌数量降低,B/F值较高,土壤微生物种群、数量失衡。     

不同氮肥管理方式对稻田土壤微生物群落结构的影响

为合理使用氮肥,维持稻田生态健康发展,运用磷脂脂肪酸(PLFA)和Biolog-Eco微平板法研究了4种氮肥管理模式:不施氮肥(CK)、农民习惯施肥(FP)、氮肥优化管理1(OPT1)、氮肥优化管理2(OPT2)对稻田土壤微生物群落结构的影响。结果表明:OPT1处理较CK提高了土壤微生物的代谢活性和碳源利用能力,而FP、OPT2处理均较CK降低了土壤微生物代谢活性和碳源利用能力。OPT1处理的土壤总生物量最高,为42.11 nmol·g^-1,OPT2处理的土壤总生物量为40.16 nmol·g^-1,均高于CK的34.19 nmol·g^-1,而FP处理的土壤总生物量为34.16 nmol·g^-1,低于CK。OPT1处理的土壤微生物多样性较复杂,F/B值最高。综合各项指标,OPT1处理更有利于土壤生态环境稳定。     

施肥方式对采煤塌陷地复垦土壤微生物群落的影响

为研究施肥方式在采煤塌陷复垦初期土壤质量改良中的应用效果,以塌陷区复垦1年的土壤为研究对象,通过绿肥、绿肥+化肥、绿肥+菌肥、绿肥+化肥+菌肥处理,研究不同施肥方式对土壤微生物数量和群落组成的影响。结果表明:不同施肥处理均能显著提高土壤微生物的数量,但不同施肥处理对微生物数量的影响程度不同,其中,绿肥+化肥+菌肥处理下土壤微生物总数量增加最多,黑麦草+化肥+菌肥处理和苜蓿+化肥+菌肥处理的微生物总数量比对照分别提高430.1%和387.9%;微生物各类群在不同施肥处理下数量变化幅度的顺序为:放线菌 细菌 真菌,其中,各处理放线菌数量比对照增加2.4~5.8倍、细菌数量比对照增加2.0~4.2倍、真菌数量比对照增加1.5~3.5倍。表明不同施肥处理对采煤塌陷区复垦土壤微生物均有促进作用,以绿肥+化肥+菌肥处理的效果最好。     

硫磺矿废弃地复垦土壤重金属含量演变规律研究

以西南地区某硫磺矿废弃地复垦土壤为研究对象,连续采集了2015、2016年土壤表层样品126个、50个,利用经典统计分析、单因子指数(P_i)和内梅罗综合指数(P_n)来评价复垦土壤5种重金属的污染程度,并利用经验贝叶斯克里格法进行空间预测,旨在探索复垦土壤重金属含量时序演变规律及其影响因素。结果表明,相较于2015年,2016年各土壤重金属变异性均增大,Cd变异系数高达1.04。由P_i和P_n值可知,Cd、Ni是研究区主要污染因子,且2016年P_n为3.05,土壤污染趋势加重。从重金属全量角度来看pH与有机质的变化可能对表层土壤重金属的演变具有一定指示作用。根据研究结果,可知复垦土壤pH增加0~1个单位,有机质含量提高2%左右时,有利于改善土壤环境质量。建议后续治理中,在土壤酸化严重、有机质含量较少地区可适当采取一定措施进行改善。     

铜尾矿废弃地土壤动物多样性特征

土壤动物的恢复、群落演替及其多样性对于铜尾矿废弃地的生态重建具有重要意义.为了解铜尾矿废弃地土壤动物群落多样性特征,在铜陵市铜尾矿区设置4个样地23采样点,共捕获土壤动物4622只个体,隶属5门10纲18目29类.结果表明,铜尾矿自然废弃地与其对照组土壤动物多样性差异明显,自然废弃地土壤动物丰富度指数d、大型土壤动物密度、中小型土壤动物密度、多样性指数H''和D·G指数均小于其对照组且存在显著差异.而复垦废弃地中小型土壤动物密度和D·G指数小于其对照组且存在显著差异,多样性指数H''大于其对照组且差异极显著,其他土壤动物群落指标与其对照组均无显著差异.相似系数q表明,外围林地间土壤动物群落相似性最大,其次是复垦废弃地与外围林地间,自然废弃地与其它3个样地间相似性最小.从垂直分层来看,复垦废弃地土壤动物表聚性强于自然废弃地,尾矿废弃地表聚性强于外围林地.灰色关联分析表明,铜尾矿区土壤理化性质与土壤动物群落结构指标关系密切,其中最重要的因素是土壤含水量和总钾含量,重金属全镉含量也不容忽视,植被因素和土壤全铜含量对土壤动物的影响相对较小.由此可见,土壤含水量、土壤基质的优劣、土壤有机质与营养元素的含量等因素限制了铜尾矿废弃地土壤动物的恢复与重建,而这些因素的改善主要归功于尾矿废弃地的土地复垦和作物种植.所以,尾矿废弃地的复垦与利用有利于土壤动物的恢复与重建.     

BDE-209对土壤微生物PLFAs特性的影响

采用室内模拟方法,分析了不同浓度BDE-209处理对土壤微生物磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids,PLFAs)组成、含量、微生物群落结构和多样性的影响。结果表明,不同浓度BDE-209胁迫下土壤微生物包括内标19∶0在内,共检测出20种磷脂脂肪酸,土壤微生物群落PLFAs种类较丰富,PLFAs组成以饱和脂肪酸为主,其中脂肪酸16∶0含量最高,单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、支链脂肪酸和环丙烷脂肪酸含量较少。不同浓度BDE-209会改变微生物的组成与含量,与对照(CK)相比,1.0 mg·kg-1处理可将不同种类PLFAs的增加或降低的程度分为3类,10 mg·kg-1和100 mg·kg-1处理的分为4类,增加程度最大的都是细菌。BDE-209对以PLFAs表征的土壤细菌、真菌、放线菌和总微生物量都有显著的影响,且真菌对BDE-209更敏感,细菌对BDE-209耐受更强,其中革兰氏阴性菌对BDE-209污染的响应较敏感,革兰氏阳性细菌更容易存活,而含16:1ω7t的微生物比含16:1ω7c的微生物抗逆性更强。主成分分析发现,对照、1.0、10 mg·kg-1处理和第一主成分呈显著正相关,100 mg·kg-1处理和第二主成分呈显著正相关,其中第一主成分以含16:0、18:0、18:1ω7t、18∶2ω6,9的微生物为优势种群,第二主成分以含i17:0、a15:0的微生物为优势种群。PLFAs表征的土壤微生物量和群落结构对BDE-209的响应敏感,可以作为BDE-209污染下指示土壤环境质量变化的有效生物指标。     

不同栽培年限蓝莓根际土壤微生物群落多样性分析

采用磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法分析树龄5a、6a、9a蓝莓根际土壤微生物的多样性,结果表明,不同栽培年限蓝莓根际土壤的PLFA标记存在差异,呈现不同的变化趋势;与9a植株相比,6a植株多1个16∶1w9细菌类群,5a植株多a15∶0和16∶1w9 2个细菌类群,5a植株蓝莓根际土壤PLFA总量最大;与非种植区土壤相比,蓝莓根际特有a17∶0、i17∶1w5、7cy17∶0、9cy19∶0 4个细菌类群,且总量与树龄高度相关,可与a15∶0和16∶1w9的细菌总量联合推测栽培年龄。相关分析结果表明,速效钾的质量分数与树龄呈负相关,且栽培区土壤均低于非种植区土壤。蓝莓根际土壤微生物总量、假单胞杆菌、AM真菌和腐生真菌等与根际土壤有效磷、速效钾质量分数呈正相关。蓝莓根际微生物群落主要由细菌和真菌构成,对蓝莓生长具有重要影响。     

微生物对矿山复垦地土壤基质的改良作用

矿产资源的开发利用造成塌陷、挖损、压占、破坏、废弃的土地大约占整个土地总量的30%左右,极大地浪费了土地资源,对其进行复垦以及生态重建已成为我国乃至世界急需解决的问题之一。简要介绍了矿山废弃地的特点以及土地复垦的方法,着重介绍了微生物在矿山复垦地土壤基质改良过程中发挥的作用及其展望。     

松藻矿区采煤塌陷对环境的影响及土地复垦

以重庆市松藻矿区作为西南喀斯特采煤塌陷地的典型代表,分析了矿区采煤塌陷对环境的影响,总结了采煤塌陷土地复垦现状以及存在的问题和原因,并提出了对策建议,以期为该区及重庆市乃至整个西南喀斯特地区的采煤塌陷土地复垦工作指明方向。     

利用PLFA方法研究不同土地利用方式对潮棕壤微生物群落结构的影响

目的研究不同土地利用方式对潮棕壤微生物群落结构的影响。方法以中国科学院沈阳生态实验站的长期定位试验为平台,利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究农田、裸地、割草和休闲4种土地利用方式对微生物群落结构的影响,其中农田土地利用方式又包括对照处理(CK)、循环猪圈肥处理(M)、化肥处理(NPK)和化肥+循环猪圈肥处理(NPK+M)。结果细菌脂肪酸和真菌脂肪酸与总PLFA变化规律相似,均为休闲和割草处理最高,农田居中,裸地最低;农田各处理间PLFA含量差异较小,其中M处理最高,其次为CK和NPK+M处理,NPK处理最低;自然撂荒和有机肥的施用有利于微生物的生长,而施用化肥则降低了微生物PLFA量;自然生态系统中土壤具有较高的G+PLFA/G-PLFA比值(革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的PLFA比值),而耕作和施用化肥则降低了这个比值;休闲和割草处理具有较低的细菌与真菌的PLFA比值,农田生态系统和裸地细菌PLFA/真菌PLFA比值则较高;土壤PLFA与土壤养分的相关性分析表明,土壤微生物量与土壤有机质和全氮显著相关。结论长期土地利用方式的不同明显导致了土壤微生物量和群落结构的差异。     

不同施肥处理对工矿复垦区玉米农田土壤呼吸的影响

以孝义市克俄工矿复垦区田间定位试验为基础,于2010年5月至2011年11月利用LI-8100测定了不同施肥处理试验区玉米田土壤呼吸的季节动态变化,分析不同施肥处理土壤呼吸对土壤温度的敏感性。结果表明:不同施肥处理下,2011年试验区玉米农田土壤碳通量均高于2010年;并且随着玉米生长期的不同,土壤碳通量也发生相应的变化,尤其在玉米出苗、抽穗、灌浆期不同施肥处理间差异显著;不同施肥处理下土壤呼吸对土壤温度的敏感度Q10值也存在明显差异,表现为CK<无机肥<有机肥+无机肥<有机肥。     

微生物技术在矿区复垦中的应用

当前我国面临巨大的矿区复垦压力,矿区复垦的关键是要快速提高土壤质量、增加土壤生态系统的稳定性,而微生物技术是复垦区土壤进行综合治理与改良的一项非常有效的生物技术措施。主要概述了微生物技术在矿区生态重建中的作用,包括提高土壤肥力、改善土壤结构、改变土壤生物活性、促进土壤生物多样性等,初步预测了微生物复垦技术的发展趋势。     

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为探明不同植被恢复模式对土壤微生物多样性的影响,对黄石市黄荆山采石场废弃地4种不同植被恢复模式(多花木蓝纯林、多花木蓝×小叶女贞混交林、刺槐纯林、刺槐×盐肤木混交林)的土壤理化性状与土壤微生物数量进行调查分析.结果表明:土壤水分、有机质、全氮、速效磷、速效钾含量及微生物数量在不同植被恢复模式下均有显著或极显著差异;混交林的土壤水分、有机质、全氮、速效磷喝速效钾含量均高于纯林,纯林土壤的全氮及速效氮含量均高于混交林;各植被恢复模式下微生物数量依次为细菌＞固氮菌＞放线菌＞真菌,混交林的微生物总数、真菌、细菌、放线菌数量高于纯林,纯林的固氮菌数量高于混交林;各类群微生物数量与土壤pH、有机质及速效钾含量均呈较好的相关性;综合考虑,不同恢复模式下土壤理化性状和微生物数量分布特征,多花木蓝-小叶女贞混交林能更好地改善土壤环境质量,植被恢复效果较好.     

微生物复垦技术在矿区生态重建中的应用

矿业开发破坏了大量的土地资源,因此,矿区复垦土壤的改良和利用是我国急需解决的问题之一。概述了微生物复垦技术在矿区土壤结构改善、养分增加和酶活性提高方面的应用,并探讨了该技术在矿区生态重建中的应用前景及对策。     

个旧锡矿山废弃地不同土地利用方式土壤重金属的影响

为研究锡矿山不同土地利用方式的重金属污染变化状况,通过对个旧锡矿山废弃地的7个不同土地利用方式采样点土壤物理性状、土壤养分状况及重金属进行测定分析。结果表明,土壤物理性状与耕作、施肥和植被恢复具有一定的关系,通过采取合理的植被恢复措施,可以逐步改善土壤的物理性状;在土壤养分方面,小黑山农地土壤养分较高,和土壤施肥关系较大,杜仲林地的各指标相对其他林地和尾矿库明显在增加,说明随着植被恢复时间的增加,土壤肥力逐渐得到改善;从重金属含量来看,牛坝荒农地和尾矿库的Cu、Zn、Pb、As、Cd各项指标值均居于较高水平,牛屎坡1#、牛屎坡林地2#、白虎山杜仲林地的Cu、Pb、As、Cd指标值较牛坝荒尾矿库农地和尾矿库以及小黑山农地低,说明植物恢复措施对降低重金属的含量具有一定的作用;锡矿山废弃地土壤肥效和土壤重金属污染程度存在一定关系,有机质与Cu、As呈极显著负相关,水解N与Cu、As呈极显著负相关,与Cd、Pb呈显著相关,全N与Cu具显著相关性,与As具有极显著相关性。     

山西省矿区土地复垦的初步探讨

矿产资源的开采在给人类提供财富的同时,也给矿区带来了一系列的生态环境问题,尤其对土地的破坏极为严重,但通过合理的整治和复垦,破坏的土地是可以恢复的。针对山西省矿山的土地复垦进行初步探讨,在分析国内外矿区土地复垦现状的基础上,论述了山西省矿区复垦中存在的一系列问题及应采取的相应措施和方法。