采煤预塌陷区超前复垦适宜性评价及复垦方向划定

为有效指导矿区复垦规划设计与复垦工程施工,从表征地形地貌、区位条件、土壤条件和人文条件的4个方面选取10项指标构建了土地复垦适宜性评价体系,基于ArcGIS栅格分析功能,系统运用三角模糊层次分析法、灰色关联度法和改进的极限综合评价法,以赵固一矿为例,实现了对采煤塌陷地超前复垦适宜性评价,并在此基础上对各复垦方向进行等级划定。结果表明:1)将塌陷地按照宜耕、宜园、宜林3个复垦方向,分别划分为4个适宜等级:高度适宜、中度适宜、勉强适宜和不适宜。不同复垦方向对生态环境的适宜程度存在差别,主要表现为林地园地耕地;2)基于GIS将研究区划分为属性基本一致的102个评价单元,综合考虑适宜性评价结果及区域自然经济和基础设施条件,将研究区划分为4个复垦分区,10个分区等级:其中耕地适宜区面积1 296.09 hm2,占总面积的62.95%,主要分布在中西部塌陷地轻中度损毁地带;园地适宜区面积为16.29 hm2,占比0.79%,零星散布于轻中度损毁区;林地适宜区面积689.49 hm2,占总面积的33.48%,主要分布于中东部塌陷地轻中度损毁地势起伏较大的区域;不适宜区面积57.15hm2,占总面积的2.78%,主要集中分布在中部重度积水区北侧边缘区域。该文的评价方法兼顾了不同复垦方向评价指标的贡献度差异和评价者的主观模糊性,采用GIS技术减弱了人为干扰,使评价单元划分更加合理,较传统评价方法具有更好的适用性,评价结果更加科学、可靠。     

九寨沟马脑壳金矿山优势草本植物生物量的垂直分布格局

于2008年通过对矿山开采区、排渣区(包括排土区)同生境原生草地植被调查的基础上,选择糙野青茅(Deyeuxila scabrescens (Griseb.) Munro)、羊茅(Festuca ovina L.)、四川嵩草(Kobresia setchwanensis Hand.-Mazz.)、白顶早熟禾(Poa acroleuca Steud.)、垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)等5种优势乡土草本植物,研究其生物量垂直空间分布格局,为矿山生态恢复效果、多样性评价及物种筛选等提供基础数据。结果表明:在调查区内,D.scabrescens和F.ovina分布的范围广、盖度高(分别为18.86%和15.29%)、其生物量(分别为2003.74 kg·hm^-2,1507.42 kg·hm^-2)也高。5种草本生物量大小排序为D.scabrescens>F.ovina>K.setchwanensis>P.acroleuca>E.nutans,其地上生物量与地下生物量均呈极显著正相关(P<0.01)。总体上看,草本总生物量随海拔的升高呈现出先增大后减小的趋势,5种优势草本生物量与海拔显著相关(P<0.01),但各优势种生物量大小随海拔变化关系不尽一致;草本生物量随坡度变化较大,坡脊生物量较坡谷低;草本盖度随季节有一定的变化。因此,矿山生态恢复过程中恢复物种的搭配应考虑物种生长季节的变化,增加物种多样性以及系统稳定性;同时应注意有效利用矿山资源。     

露天煤矿周边不同深度土壤重金属空间变异及分布特征

以准东露天煤矿周边为研究对象,对矿区周围52个土壤样点分别采取0~10、10~20和20~30 cm不同深度的土壤样品,在室内测定了Zn、Cr、Hg和As 4种重金属含量。采用地统计学方法,定量分析了不同深度土壤重金属元素的空间变异性,并通过普通克里金插值深入分析了其水平和垂直方向的空间分布规律。研究表明:土壤重金属元素含量大小顺序为CrZnAsHg,其中Cr、Hg和As的均值分别超过了新疆背景值的0.6倍、2.1倍和1.8倍,超标率均在60%以上,存在较严重的污染。从空间变异性来看,半方差函数符合高斯、指数和球状模型,其块金值均为正值,说明易受正基底效应的影响,而表层和深层土壤重金属元素的块金系数均在25%~75%,呈现中等空间相关性,受随机因素和结构性因素共同作用的影响。重金属元素在水平空间分布具有一定的规律性,其高值密集在矿区周边及工业园附近,而低值出现在研究区南部和古尔班通古特沙漠边缘,总体呈现南北方向递增趋势;而垂直分布上,Zn和Hg元素随深度的增加其含量递减,而As元素在表层和其他两层的空间分布上存在较大的差异。     

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。     

郴县东西河流域重金属污染农田的防治技术和生态利用模式

调查了湖南省郴县东西河流域尾矿重金属的污染状况,分析了土壤与水体中重金属的形态分布特征,将污染区分为轻、中、重三个区域并在不同的污染区提出了相应的防治技术。试验结果表明,利用农业生态工程技术来防治多金属复合污染获得了较好的治理效果和经济效益。     

不同风化程度对煤矸石盐分与pH值的影响

为揭示矸石初期物理崩解风化过程中盐分和pH值的动态变化规律,测定了山西平朔露天矿区32处暴露地表人工破碎新鲜矸石、自然风化5年、14年左右矸石,自燃矸石盐分和pH值以及新鲜矸石在强度浸泡下盐分和pH的变化。结果表明:同一粒径矸石含盐量随风化时间的延长而升高。表层积盐作用不明显,pH值先降低后升高,属于中性偏碱范围;自燃过的矸石风化物的全盐量高于盐渍化土的下限,pH呈酸性;不同粒径的新鲜矸石的全盐量和pH值随浸泡时间的延长有升高的趋势,但随粒径的减小全盐量和pH值分别呈升高和降低的趋势。