浅议采煤塌陷区复垦技术研究

作者主要阐述了充填复垦的方法及复垦过程中土壤的性质变化,目前充填复垦根据充填材料的不同分为粉煤灰、煤矸石、河湖於泥及垃圾充填,复垦土壤性质的变化主要集中在土壤的容重、孔隙度、水分、养分、生物活性、土壤生产力、污染物质及其修复的研究上。     

采煤塌陷区土地复垦的综合利用研究

采煤塌陷区土地的复垦和利用已经成为制约我国煤炭产业可持续发展的关键问题。本文首先分析了采煤矿区塌陷对地理环境、生态环境和矿区经济、社会续发展的影响,并进一步提出采煤塌陷区土地复垦的综合利用的具体对策:土地复垦的综合利用必须提高认识,科学规划,制定优惠政策,因地制宜的采用科学合理的土地复垦综合治理的技术方式,从而使采煤塌陷的土地得到综合开发利用,促进区域经济的可持续发展。     

徐州采煤塌陷区复垦土壤的细菌群落多样性

为探讨江苏省徐州市采煤塌陷区土壤微生物群落多样性及优势种群在复垦前后的变化,利用454焦磷酸测序法,对比分析采煤塌陷地、复垦地以及非塌陷对照地这3个样地的细菌多样性及群落结构。结果表明,变形菌、放线菌、浮霉菌、酸杆菌、绿弯菌、拟杆菌、厚壁菌和芽单胞菌为细菌的主要类群,但其在3个处理区的分布各不相同,即芽单胞菌和硝化螺旋菌在复垦区中分布最广,酸杆菌、放线菌、拟杆菌在对照区中最多,变形菌在塌陷区中分布最广。复垦地土壤的细菌群落多样性水平最高,对照地次之,塌陷地最低。细菌群落多样性指数与土壤有机质、全氮、速效钾的含量呈正相关关系,与土壤盐分呈负相关关系。开采沉陷导致土壤肥力退化和土壤盐渍化现象加重,抑制微生物的繁殖与生长。复垦与植被修复能够改善土壤理化特征,恢复微生物群落结构功能与多样性。     

平顶山市煤矿塌陷区复垦土壤重金属分布及污染分析

采集了河南省平顶山煤矿塌陷区复垦地5个点位的土壤样品,采用HCl-HNO3-HF-HClO4全分解的方法对土壤样品进行处理,用原子吸收分光光度法测定了镉、铅、铜、锌、镍和总铬的含量,根据内梅罗指数法对土壤重金属污染进行了评价,同时对塌陷地和附近正常农田土壤中重金属元素的含量也进行了分析测定.结果表明,复垦土壤的镉、铜和锌含量高于对照土壤,重金属垂直分布无确定规律.复垦土壤大部分样点的总铬和镉的污染分指数大于1.0,发生了不同程度的污染;铅、铜、锌和镍的污染分指数小于1.0,未发生污染.复垦土壤的重金属综合污染指数均大于1.0,发生轻度至重度污染.对照样也发生了不同程度的污染,但污染程度小于复垦土壤."挖深垫浅式"复垦土壤的最大污染因子是镉,"充填式"复垦土壤和对照土壤的最大污染因子是铬.随着"挖深垫浅式"复垦时间的增长,土壤污染程度有减轻的趋势.     

河南永城采煤塌陷复垦区不同复垦年限土壤理化性质的研究

对采煤塌陷区不同复垦年限土壤理化性质的研究,是合理开发和利用沉陷土地资源的基础性研究工作。因此,对河南省永城市煤矿塌陷复垦区复垦1、3、5年和附近正常农田的0~20 cm表层土壤样品进行分析,测定了土壤容重、比重、土壤孔隙度、pH和有机质5个指标,比较不同复垦年限的土壤质量。结果表明,复垦1、3、5年后的土壤容重分别为1.81±0.03、1.75±0.02和1.60±0.02 g/cm3,土壤比重分别为2.40±0.03、2.70±0.04和2.86±0.02 g/cm3,土壤孔隙度分别为22.60%±0.08%、34.93%±0.11%和43.82%±0.13%,土壤pH分别为7.20±0.10、6.90±0.10和7.10±0.10,土壤有机质含量分别为0.32%±0.01%、0.49%±0.01%和0.83%±0.02%。复垦后的土壤比重、土壤孔隙度和土壤有机质3个指标逐年升高,土壤容重逐年下降,土壤pH变化不大。永城市采煤塌陷复垦区随着复垦时间的推移,土壤质量逐步提高,但仍未达到塌陷前水平,土壤有机质极其缺乏,建议进行秸秆还田或种植绿肥,增加土壤有机质。     

采煤塌陷复垦初期土壤微生物及根际效应研究

土壤微生物及根际效应的研究能为采煤塌陷复垦区土壤质量的评价及复垦初期土壤植被生态恢复提供依据.对平原农业区采煤塌陷复垦1年和3年的根际土壤微生物和非根际土壤微生物的研究表明,无论根际还是非根际,复垦后1年和3年土壤微生物的数量均比对照少,细菌、真菌和放线菌分别占对照土壤的20.3％～66.5％、2.8％～56.3％和1.1％～45.1％％;但随着复垦年限的增加,根际和非根际土壤微生物变化趋势不同,即,复垦后非根际土壤微生物除放线菌数量显著增加外,细菌和真菌数量均没有显著差异变化,而根际土壤微生物数量均随复垦时间的增加而显著增加.因此,复垦1年和3年的土壤总微生物根际效应分别为1.7和3.3,均表现为正效应.这表明在采煤塌陷复垦初期种植适当的植物能有效地改善土壤质量.     

邹城市采煤塌陷区复垦土壤质量变化研究

[目的]分析邹城市不同复垦年限土壤的质量变化。[方法]样品选自复垦工艺相同的5个不同复垦年限的复垦区和未塌陷区,选用pH、电导率、速效钾、有效磷、有机质、容重、碱解氮和紧实度8个指标,比较分析了复垦后土壤质量的时间和空间变化。[结果]利用相关系数确定权重,在Arcgis中运用地统计分析和空间分析,得到不同复垦年限的土壤质量分布图。随着时间的推移,复垦后邹城市土壤质量逐步提高;施肥不均和复垦机械造成的紧实度不均匀引起区域土壤质量变异系数比较大;复垦时的充填物质会对表层土壤质量产生影响,在较短的时间内,粉煤灰产生的影响要比煤矸石好。[结论]人工施肥不均、复垦机械作业以及复垦时的充填物质都能对复垦后的土壤质量产生影响。     

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。     

淮南市泥河镇采煤塌陷区后湖生态园模式调查研究

在对淮南市潘集区泥河镇采煤塌陷区后湖村塌陷土地综合治理调查基础上,全面解析了后湖生态园综合治理的成功经验,同时针对塌陷区治理现状与存在问题,提出进一步完善与提高治理效果的对策,对安徽省煤矿塌陷区治理具有重要指导意义。     

不同施肥处理对采煤塌陷区复垦土壤理化性质和油菜产量的影响

为了研究不同施肥处理对采煤塌陷区复垦土壤理化性质和油菜生长的影响,找到有效的复垦方式,采用油菜盆栽试验方法,研究不同有机肥(鸡粪(CM)、兔粪(RM)、牛粪(BM))、无机肥(KH_2PO_4、K_2HPO_4、过磷酸钙(SSP))对采煤塌陷区复垦土壤理化性质和油菜养分、产量的影响。结果表明,施用不同肥料都增加了复垦土壤的碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾的含量以及油菜的产量,无机肥对油菜的生长和产量的影响较大,其中,KH_2PO_4和 K_2HPO_4处理的油菜株高、鲜质量和干质量的增长幅度均大于有机肥处理;有机肥对改善复垦土壤理化性质效果更明显,有机肥处理的复垦土壤有机质含量比对照显著增加了38.39%～76.60%,其中,牛粪处理最为显著;无机肥处理降低了土壤有机质含量和pH值。综合比较可知,施用有机肥是改善采煤塌陷区复垦土壤理化性质、提高土壤肥力比较好的施肥模式,牛粪和兔粪是较好的肥料。     

基于土壤肥力、环境质量的充填 复垦方式优选排序研究

立足土壤肥力、环境质量角度研究采煤塌陷区不同充填复垦方式的土壤质量差异和优选顺序,能够明 晰复垦短期、长期内各种充填复垦土壤质量提升的短板所在,针对性地为复垦土地后期管护的选取和变更提供依 据。以徐州市贾汪区为例,基于土柱实验和“外采样,采用模糊数学法、内梅罗指数法进行土壤肥力、环境质量评价, 分别立足土壤肥力和重金属污染的角度对不同充填复垦方式进行复垦后短期、长期的优选排序研究。结果表明院基 于土壤肥力质量的充填复垦方式优选排序,在复垦后短期内表现为湖泥>粉煤灰>煤矸石>建筑垃圾,长期表现为粉 煤灰>煤矸石>湖泥>建筑垃圾;基于土壤环境质量的充填复垦方式优选排序,在复垦后短期内表现为湖泥>建筑垃 圾=煤矸石>粉煤灰,长期表现为湖泥>建筑垃圾>煤矸石>粉煤灰。     

基于遥感技术的采煤塌陷区时空演变研究

[目的]为采煤塌陷区检测工作提供依据。[方法]利用遥感技术解译塌陷区整治前后的遥感图像,以获取塌陷区时空演变信息,定性分析采煤塌陷区综合治理的成效。[结果]塌陷区整治后,唐山市南部塌陷区和粉煤灰的面积逐渐减少,绿地面积不断增加。[结论]塌陷区综合整治有利于恢复生态环境和自然景观,对区域发展具有积极意义。     

桂东北某矿区复垦水田土壤重金属污染现状评价初探

在对桂东北某矿复垦区土壤进行全面田间调查的基础上,对该区域水田土壤重金属污染现状进行初步评价,主要评价因子有汞,镉,铅,铬,铜,锡,锰等,采用内酶罗指数法对评价田块进行污染程度分级,结果表明,该复垦区水田土壤均不同程度地受锰和镉两种元素的污染,评价区田块有轻度污染土壤（ＰＮ在１～２之间）,中度污染土壤（ＰＮ在２～４之间）和重度污染土壤（ＰＮ在４以上）。     

有机肥和化肥配施生物炭对采煤塌陷区复垦土壤氮素形态的影响

以长治市襄垣县王桥镇洛江沟村采煤塌陷区复垦5 a的土壤为研究对象,在化肥和有机肥处理下通过增施生物炭,探讨复垦土壤氮素形态的变化。结果表明,各施肥处理下的复垦土壤氮素含量均高于对照,且均与对照差异显著;在施肥处理下,增施生物炭复垦土壤氮素含量有明显的提高;有机肥+生物炭与单施有机肥处理相比,复垦土壤全氮、碱解氮、硝态氮和微生物量氮的含量分别增加了1.5%,11.1%,20.3%和8.8%;对于酸解性氮组分含量,有机肥+生物炭与单施有机肥处理相比,氨基酸态氮、氨基糖氮、未知态氮的含量分别增加了7.7%,9.2%,3.6%,化肥+有机肥+生物炭与化肥+有机肥处理相比,氨基酸态氮、氨基糖氮、未知态氮的含量分别增加了7.4%,16.3%,4.3%,且差异均达显著水平。     

植物修复在充填复垦中的应用探析

阐述了充填复垦区植物修复的概念,介绍了修复的主要方式及其选择,分析了植物修复的可行性以及修复植物的选择．并进行了展望和建议,以期为植物修复在充填复垦区的应用提供参考。     

采煤塌陷复垦区自然恢复初期植物群落变化特征

植被恢复是采煤塌陷复垦区生态系统恢复的关键.为了解和掌握植被自然恢复的基本规律,以河南省永城煤矿塌陷复垦区自然恢复群落为例,采用样方法,通过实地调查,对复垦不同年限下自然恢复的植物群落的组成、结构及各物种的重要值进行研究,分析植被恢复初期物种的组成变化及基本趋势.结果表明:(1)永城采煤塌陷复垦区恢复初期物种数量共有植物13科27种,演替仍处于初级阶段;(2)菊科与禾本科植物是演替初期的先锋物种,占植物总种数的50％左右,群落结构为小飞蓬+狗尾草+刺儿菜(或狗牙根、野大豆);(3)随着复垦年限延长,1年生草本植物所占优势逐渐下降,多年生草本植物的优势逐渐提高.复垦1年、3年和5年时,1年生草本植物的重要值分别占群落总重要值的81.46％、44.07％和37.91％,而多年生草本或木本植物的重要值分别占群落总重要值的18.54％、55.93％和62.09％,表明在演替初期随着复垦年限延长物种组成发生了变化,优势物种由1年生草本植物为主向以多年生草本植物为主转变.研究结果为加速复垦地植物恢复、构建合适的人工植物群落提供了理论参考.     

基于模糊数学的忻州金矿复垦土壤的重金属元素污染评价

为了探究忻州地区金矿复垦土壤的质量状况,采集该试验区复垦3年后的土壤进行测试化验,分析Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn共7种重金属元素的含量,采用模糊数学综合评价法,选取重金属的毒理系数来确定评价的模糊权向量,对矿区的土壤环境污染状况进行评价。结果表明,大部分样点中重金属的含量都未超过国家规定的土壤质量一级标准,个别样点中重金属元素含量超过了二级和三级标准,其中Cr的平均值为182.54 mg·kg^-1,超出了背景值的2倍,污染较严重;在模糊评价中,根据最大隶属度原则,有5个样点处于清洁状态,3个样点处于尚清洁状态,2个样点处于轻度污染状态,清洁率为50%,尚清洁率为80%。研究区的土壤存在一定程度的重金属污染,需要进一步治理修复。     

淮南潘三采煤塌陷区土壤的养分分布特征

为给塌陷区土壤的管理和利用提供依据,也为实现塌陷区土壤可持续发展奠定基础,以淮南潘三矿采煤塌陷区为例,采用地理信息系统(GIS)空间分析地统计模块,对潘三塌陷区土壤的有机质、速效钾、全磷和全氮4种养分进行了空间变异特征分析。结果表明:研究区土壤样本呈正态分布,有机质、速效钾、全磷和全氮的平均含量分别为0.959 3g/kg、87.40mg/kg、326.11mg/kg和1 177.74mg/kg,变异系数分别为39.69%、28.73%、16.99%和17.47%,属中等变异程度。研究区土壤养分含量分布表现出沿塌陷水域周边向外围逐渐递减的变化趋势,这是受采煤活动和人为利用因素共同作用的结果。     

引黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地区域适用性评价——以济宁市为例

在黄河沿岸的采煤沉陷地运用和推广引黄河泥沙充填复垦采煤沉陷区,分析引黄河泥沙充填复垦时主要影响因素,并基于多因素综合评价法、层次分析法、熵权法构建引黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地的区域适用性评价指标体系,并以济宁市为例进行示范与验证。通过构建的评价体系将济宁市所有煤矿分为适用区、较适用区和不适用区三大区域,其中适用区主要位于市域的中北部地区,该区域具有:距离黄河以及黄河采砂点较近、管道输沙时泥沙保证率高、区域地形地势起伏小等特点,且由于采煤沉陷面积大、人均耕地面积少,急切需要进行土地复垦以提高当地耕地的数量和质量的现实需求。该方法可用于济宁市以及滨黄河流域引黄河泥沙充填复垦矿区采煤沉陷地的布局、选址于规划研究。