大通煤矸石充填复垦区不同植被类型土壤碳排放动态

2011年7月至2012年3月,利用LI-8100土壤CO2通量系统测定了淮南市大通煤矸石充填复垦区草地、灌丛、小乔木林、大乔木林土壤呼吸强度及其相关影响因子.结果显示,煤矸石充填复垦区4种植被类型下土壤呼吸强度的昼夜及季节变化均呈单峰曲线形式,最大值出现在夏季的12:00-16:00间,最小值出现在冬季的4:00左右;不同植被类型下土壤呼吸强度差异显著(p＜0.05),且土壤呼吸强度有强到弱的顺序呈现:草地＞灌丛＞小乔木林＞大乔木林.4种植被土壤CO2-C年释放通量分别为(999.74±62.26) g/(m2· a),(908.49±72.41) g/(m2· a),(869.22±56.23) g/(m2· a),(726.10±63.01) g/(m2· a),故考虑植被的碳减排效应,在煤矸石充填复垦区可以多种植乔木、灌木,而尽量少植人工草坪;复垦区土壤呼吸除受植被类型影响外,主要受10 cm土层土壤温度的影响,各植被类型土壤呼吸强度对土壤温度的指数模型均可以解释88％以上的土壤呼吸变异;草地、灌丛、小乔木林、大乔木林碳排放对温度的敏感性Q10值分别为:2.57,2.71,2.96和3.67.     

高硫煤矸石不同细度与用量对苏打盐化土化学性状的影响

根据山西省大同盆地苏打盐化土的特征,选取高硫煤矸石为研究对象,通过室内培养试验,重点研究了高硫煤矸石不同细度和不同用量对苏打盐化土的p H值、电导率(EC)、代换性钠离子含量和碱化度(ESP)等化学性状的影响。结果表明,施用高硫煤矸石后,苏打盐化土的p H值、代换性钠离子含量、碱化度(ESP)均有所降低,较对照分别降低了15.73%,28.57%,25.04%;而且随着高硫煤矸石用量的增加,各项指标的变化幅度增大,其中,以细度为0.21 mm、用量为9.6 t/hm2的高硫煤矸石对苏打盐化土的改良效果最为显著;施用高硫煤矸石会导致大量外源离子的输入,使苏打盐化土EC值与对照相比均有所升高,但通过调整土壤中盐离子的结构,使产生毒害作用的钠离子含量减少,对苏打盐化土起到良好的改良作用。     

改良煤矸石基质淋溶液主要污染物特征

煤矸石中含有大量的S、Fe、Mn等元素,在长期的自然淋溶中伴随着一系列反应会对水体造成严重污染、对人们的生产生活造成极大的影响.通过改良煤矸石基质并种植多年生黑麦草,水体的污染就会得到有效的改善.淋溶液中的Fe3+、Mn2+、SO42-浓度可达到符合<国家生活饮用水水质标准(GB5749-2006)>标准,pH值也会维持在弱碱性.为煤矸石废弃地的复垦打下一定的实践基础.     

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。     

高吸水树脂改良煤矸石基质水分特性

【目的】探究不同质量分数的高吸水树脂（SAP）对矿区煤矸石基质容重、孔隙度、毛管水运移规律和保水性等方面的改善状况,阐明SAP最佳使用量下煤矸石基质的水分运移规律,为无土矿区煤矸石基质水分条件改善提供依据,实现矿区煤矸石固废资源化利用,为植被生长提供适宜条件。【方法】通过室内土柱试验模拟质量分数0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%的SAP对煤矸石基质水分运移规律的影响。【结果】（1）SAP可以改善煤矸石基质物理性质,随SAP使用量的增加,煤矸石基质容重呈下降趋势,总孔隙度与毛管孔隙度呈上升趋势;（2）SAP会极显著抑制煤矸石毛管水上升高度,且质量分数在0%～0.4%范围内,随SAP使用量的增加抑制效果逐渐增强,但当SAP质量分数为0.4%时,对煤矸石毛管水抑制程度较0.3%差异不显著;（3）最小显著差异法拟合分析得到：煤矸石毛管水上升高度随时间变化呈幂函数增加趋势（P <0.01）,上升速率与时间变化呈对数函数下降趋势;（4）在室内通风条件下,72 h内不同SAP质量分数的煤矸石基质含水率持续降低,纯煤矸石（SAP质量分数0%）基质含水率下降趋势最大,水分损失率为15.9...     

煤矸石改良膨胀土特性及其最佳掺量条件下的孔隙结构表征

为减小膨胀土对土木工程设施及农业生态环境的危害,进行掺加煤矸石粉改良膨胀土的试验研究。该文以内蒙古兴和县高庙子乡的膨胀土和煤矸石为研究对象,通过无荷膨胀试验、有荷膨胀试验和收缩试验确定煤矸石粉的最佳掺量,对最佳煤矸石粉掺量的膨胀土进行干湿循环试验,利用直剪试验测定每次干湿循环后试件的抗剪强度指标;通过压汞试验测得孔隙特征值,从微观角度揭示强度变化机理。试验结果表明:煤矸石粉掺量为6%时抑制膨胀土的胀缩性效果最佳;干湿循环作用使素膨胀土黏聚力和内摩擦角均有所衰减,掺入煤矸石粉后强度衰减得到控制;随干湿循环次数的增加孔径逐渐向大孔范围聚集,团粒结构增多,使素膨胀土的抗剪强度指标降低;经过5次干湿循环,掺加煤矸石粉土样的大孔孔隙密度比素膨胀土降低约35%,煤矸石有效阻止膨胀土的强度劣化。     

沼液改良煤矸石地对樱桃栽培地土壤性状的影响

[目的]研究沼液改良煤矸石地对樱桃栽培地土壤物理性状、化学性状和生物学性状的影响。[方法]以樱桃树为试验材料,采用完全随机设计,研究沼液改良煤矸地对樱桃栽培地土壤物理性状、化学性状的影响。[结果]施用沼液的处理能使樱桃树正常生长,A4(1 200 m L/m~2)沼液处理降低了土壤容重,孔隙度有所增加,脲酶活性、过氧化氢酶活性、速效氮、速效磷、速效钾、全氮、有机质含量均显著提高,A3(900 m L/m~2)沼液处理后土壤p H下降最多。[结论]A4(1 200 m L/m~2)沼液改良煤矸地后土壤各项指标均较好。     

瓢蜂菌组合生物控制麦蚜技术研究

为控制麦田蚜虫为害,保护生态环境,监测了历年麦蚜和主要天敌种群动态,分析表明天敌和标靶害虫麦蚜的发生高峰期具有跟随性,自然条件下利用天敌控制麦蚜能力弱。以增强麦蚜天敌资源数量和控制能力为目的,设计了农林复合生态系统关联模式、间插关联植物延续食物链模式、增殖寄生性天敌补充田间数量等一系列试验。结果表明：对招引瓢虫早春产卵、瓢蜂蚜发生同步、扩大天敌生态位宽度、天敌迁徙越冬等具有明显功效,实施“保护瓢虫、释放蚜茧蜂,喷施虫霉菌”相组合生物措施,可有效控制麦蚜为害,避免害虫再度猖獗,对保护农田生态环境具有重大作用。     

阜新海州矿排土场人工幼林施肥效应研究

阜新海州露天煤矿采矿形成的排土场侵占了大量的土地,对周边的生态环境造成了严重破坏。文章选取白榆、臭椿、沙棘3个树种为研究对象,分析N、P肥不同配比对其地径和树高的影响。研究结果表明:在海州矿排土场人工幼林地进行施肥,能明显加快林木的树高和地径生长;磷肥效果明显好于氮肥;树种之间,臭椿对肥料更敏感,白榆和沙棘效果较差。建议少量、多次使用速效化肥或选用一些分解缓慢的长效肥料。     

风化煤矸石入渗规律模拟

 利用室内模拟实验研究4种密度(1.20、1.30、1.45和1.55g/cm3)及3种煤土体积比(1∶0.5、1∶1.0、1∶2.0)条件下风化煤矸石的渗透规律。结果表明:随着密度的增大,煤矸石的渗透速率迅速减小,密度为1.20g/cm3煤矸石的初始渗透速率、稳渗速率和平均渗透速率分别是密度为1.30 g/cm3煤矸石的2.211、.92和2.30倍,分别是密度为1.55g/cm3煤矸石的60.00、102.54和129.13倍,且减小关系呈幂函数关系;随着煤土体积比的增大,煤矸石的渗透速率迅速减小,煤土体积比为1∶0.5煤矸石的初始入渗速率、稳定入渗速率和平均入渗速率分别是煤土体积比为1∶1.0煤矸石的1.05、1.23和1.42倍,分别是煤土体积比为1∶2.0煤矸石的3.98、1.45和3.18倍;在密度为1.20和1.30g/cm3及煤土体积比为1∶0.51、∶1.0的情况下,用通用经验公式和考斯加可夫经验公式表达煤矸石的入渗过程较为理想,而在密度为1.45和1.55g/cm3及煤土体积比为1∶2.0的情况下,用通用经验公式与实测数据的拟合度表达最好。