淮南矿区不同塌陷类型土壤典型特性研究

发布时间：2020-09-17 12:58

　　 煤矿开采会造成大量土地资源的破坏,引起地表塌陷、使土壤抗侵蚀能力降低,造成土壤肥力质量下降,主要表现为土壤养分含量降低、酶活性降低和土壤动物群落的多样性降低等。在对煤矿塌陷区土壤肥力质量恢复备受关注,通过分析煤矿不同塌陷类型土壤理化性质、土壤动物、土壤酶活性的关系及进行土壤生态学肥力评价对于煤矿塌陷区的综合治理以及后期对塌陷区的复垦有重要的指导意义。本文以淮南煤矿塌陷区3种塌陷类型：非稳沉区、稳沉区和修复区为研究对象,选取不同塌陷类型土壤典型特性指标,包括土壤理化性质、土壤酶活性、土壤动物等,分析了土壤理化性质、土壤酶活性的空间分布特征,同时分析了土壤动物群落结构分布特征,分析了重金属污染对于土壤动物群落结构的影响；同时从土壤酶学角度结合土壤生物学肥力对淮南煤矿不同塌陷类型土壤质量进行评价,主要结果概括如下：(1)研究区0-30 cm深度内的土壤主要由粉粒和砂粒组成,而粘粒所占比例最少。非稳沉区土壤从上层到下层粘粒比例有所增高,粘粒所占比例为非稳沉区稳沉区修复区。不同塌陷类型土壤全氮含量显著不同,0-10 cm土层非稳沉区全氮含量最高,显著高于稳沉区与修复区,10～20 cm、20～30 cm土层也表现出相似的规律,且速效磷、碱解性氮与有机质均表现为相同的趋势。研究区土壤有机质与土壤pH、土层深度呈极显著负相关,与含水率、碱解性氮、总氮、总钾呈极显著正相关,表明有机质与氮极显著相关,并影响碳氮的平衡。(2)煤矿在由非稳沉区变为稳沉区的过程中,土壤蔗糖酶活性呈现逐渐下降的趋势,而复垦区土壤蔗糖酶活性与稳沉区相比,含量有所提高,随着土层的深度的增加,土壤蔗糖酶活性不断降低,且各区不同土层的土壤蔗糖酶活性表现出相似的规律。研究区土壤脲酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性在各区不同层次的变化特征基本与土壤蔗糖酶一致,表现为非稳沉区修复区稳沉区,酶活性随着土层加深而降低。土壤脲酶和蔗糖酶与土壤理化性质及其它酶活性指标具有较好的相关性,土壤脲酶和蔗糖酶可作为评估煤矿塌陷区土壤肥力变化的有效性指标。(3)研究区土壤动物优势类群为弹尾目、双尾目、线虫类和线蚓类,占全部土壤动物捕获量的78.5%；其中常见类群为蚁科、蝇类和半翅目,占全部土壤动物捕获量的16.4%；其余4类为稀有类群,仅占总捕获量的5.1%；土壤动物的类群数与个体数表现为非稳沉区修复区稳沉区。(4)重金属污染对于土壤动物的群落结构会构成一定程度的影响,土壤动物群落的类群数和个体数随着污染程度的加重而减小,随着重金属污染指数的增大,土壤动物的多样性指数和均匀性指数趋于减小,优势度指数趋于增大。土壤动物群落结构指数不仅可以为土壤的重金属污染监测提供科学依据,同时可以作为土壤环境质量评价的间接指标。(5)以土壤理化性质和酶活性权重计算的土壤综合肥力指标值(IFI)和土壤酶指数(ISE),结果均显示IFI与ISE值非稳沉区最高,修复区较稳沉区有所提高,土壤生物学肥力具有随土壤层次深度增加而下降的变化特点。土壤理化性质和土壤酶活性可以作为塌陷区土壤生态肥力评价的科学指标。
【学位单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S151.9

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本文编号：2820743