采煤塌陷地不同复垦方式下土壤有机碳的恢复速率研究

以济宁采煤矿区中充填复垦区、挖深垫浅区和区域调平区的土壤为研究对象,研究不同复垦方式下土壤有机碳(SOC)的恢复速率。运用元素分析仪和同位素质谱仪测定土样SOC含量、常量元素(全碳(TC)、全氮(TN)、全氢(TH)、全硫(TS))和稳定性碳同位素(δ13C)。结果表明,(1)在0~60 cm土层间,3种复垦土壤的SOC均值均小于各自对照耕地,在不同土层深度(0~20、20~40、40~60 cm)间,复垦土壤的SOC含量均显著(P0.05)小于相应对照(挖深垫浅区在40~60 cm和区域调平区在0~20 cm除外)。(2)充填复垦区的SOC、TC和TN含量与对照相比均偏低,TS含量和C/N比显著偏高,挖深垫浅区和区域调平区的TC、TN、TH、TS含量和C/N比与对照基本保持一致。(3)通过lg SOC与δ13C的周转模型得出3种复垦土地的SOC恢复速率差异明显(P0.05),不同复垦方式会对不同深度土层间的δ13C造成不同程度的扰动,对覆土层土壤层次的扰动程度越小,有机碳的恢复速率就越快。因此,相对于充填复垦方式,非充填复垦方式对土壤的扰动更小,SOC的含量更高,恢复速率更快。