湖北省潜江市北部表层土壤硒元素分布特征及其影响因素探讨

在潜江市农业地质调查评价的基础上,通过分析表层土壤硒含量分布特征及影响因素,发现潜江市存在一定的富硒土壤资源。采用数理统计的方法,结果表明,潜江市表层土壤硒含量0.08～4.04 mg/kg,平均值为0.316 mg/kg,是全国土壤硒含量的1.58倍。中硒—富硒土壤面积占全地区面积的55.53%。同时发现土壤类型、土地利用方式、土壤pH以及有机质含量是影响潜江市土壤硒含量的重要因素。区内潮土硒含量最高,但分布不均;土壤SiO_2与土壤硒含量呈显著负相关。本研究成果对潜江市土地的合理规划利用、富硒产业的科学发展具有重要价值。     

福建周宁县表层土壤硒含量分布及影响因素

在周宁县农业地质调查评价的基础上,通过分析表层土壤硒含量分布特征及影响因素,发现周宁县存在一定的富硒土壤资源。采用数理统计的方法,结果表明:周宁县表层土壤硒含量0.082～1.214 mg/kg,平均值为0.303 mg/kg,是全国土壤硒含量的1.515倍。区内潮土硒含量最高,但分布不均;红壤和黄壤是主要的储硒类型。火山岩风化物发育的土壤硒含量最高,本区为火山岩型富硒土壤。酸碱度与土壤硒含量呈显著负相关。研究结果可为富硒优质土地资源的开发和农产品种植结构的调整提供科学依据。     

贵州省修文县土壤硒元素地球化学特征及其影响因素

为了了解修文县耕地土壤中硒元素的地球化学特征,在该县耕地质量地球化学调查评价成果的基础上,对该县土壤中硒元素的分布特征进行了综合分析。结果表明:县区内耕地土壤中硒元素平均含量为0.64 mg/kg,是全国土壤A层平均含量(0.29 mg/kg)的2.2倍。对不同成土母岩、不同土地利用方式、不同土壤类型中硒元素含量进行了分析,硒元素含量在不同成土母岩及不同土壤类型中差距较大。土壤中有机质含量与pH值对硒元素的影响较大,硒元素含量与有机质含量呈正相关关系,与pH值呈负相关关系。     

江汉平原土壤—水稻硒元素迁移和受控因素分析——以沙洋县水稻采样研究为例

对沙洋县水稻种植区调查研究发现,区内土壤总硒平均含量为0.28 mg/kg,土壤有效态硒平均含量为6.38μg/kg,土壤整体呈中性,有机质含量均值为21.79 g/kg,土壤阳离子交换量均值为18.78 cmol/kg。进一步研究发现,土壤有效硒与土壤有机质、土壤阳离子交换量呈负相关,与土壤酸碱度呈正相关;稻米硒含量与土壤有效硒和土壤总硒呈正相关,总硒相关度高于有效硒。因此,在江汉平原提高土壤有效硒含量的方法主要有减少有机质的积累、提高土壤酸碱度、降低土壤阳离子交换量;提高水稻籽粒富硒系数应保持土壤酸碱度呈中性适当偏碱,过酸过碱都会使水稻富硒能力呈现不稳定波动,提高土壤总硒比提高土壤有效硒更有利于水稻籽粒富硒。     

湖北省随县洪山镇土壤Se的地球化学特征

通过对湖北省随县洪山镇开展土壤地球化学调查,研究土壤Se的地球化学分布特征和影响因素。研究表明,研究区内表层土壤Se含量平均值为0.27 mg/kg,是全国均值的1.3倍,整体属足硒适中水平。研究区内富硒区土壤Se含量主要受地质背景控制,震旦系及寒武系地层分布区是主要的富硒区域,富硒区域内土壤Se含量随深度增加而升高。研究区内第四系、白垩系、元古界及侵入岩分布区为非富硒区,成土母源的控制作用较弱,其表层土壤Se含量与有机质含量关系密切,在成土母岩和次生生物富集等多因素的共同作用下,表层土壤Se含量有不同程度的次生富集现象。     

基于熵权-VIKOR法的重构土壤配比筛选研究

土地复垦对于矿区植被恢复至关重要,重构土壤能够有效解决表土资源稀缺问题。针对某矿区排土场存在的土壤贫瘠及大量矸石难以实现资源化利用的难题,通过将煤矸石生态骨料与表层土按照不同的比例进行混合,制备5种重构土壤,测定其pH及有机质、全氮、有效磷、速效钾含量,分析煤矸石生态骨料占比对各指标的影响,并基于熵权-VIKOR评价法筛选出最优配比。研究结果表明：随着煤矸石生态骨料占比的提高,不同配比的重构土壤pH逐渐降低并接近于中性;煤矸石生态骨料占比对有机质、全氮、速效钾含量的影响显著,对有效磷含量的影响不显著,且随着煤矸石生态骨料占比的提高,不同配比的重构土壤有机质、全氮、速效钾含量均呈下降趋势,有效磷含量呈先上升后下降的趋势;30%煤矸石生态骨料+70%表层土为最优配比。研究成果可为解决矿区排土场土壤贫瘠、表层土稀缺、土地复垦难开展等问题提供新思路。     

热活化坡缕石对Cr-Ni污染土壤的钝化修复效果

采用煅烧法对坡缕石进行热活化处理制备5种钝化材料,并以不同比例分别加入实际污染土壤中,确定热活化坡缕石钝化修复Cr-Ni污染土壤的最佳投加量。结果表明,热活化温度为400℃,热活化时间为1 h,坡缕石添加量为256 g/kg时,土壤中Cr和Ni的二乙烯三胺五乙酸(DTPA)萃取态含量最低,比对照组降低80.45%和76.76%;土壤中Cr和Ni残渣态含量最高,分别为86.56%和82.42%;同时土壤中重金属的钝化效率最高,迁移率最低。     

湖北省恩施市表层土壤硒含量分布特征及其影响因素研究

通过对湖北省恩施市新塘乡表层土壤的系统调查研究,总结了该区表土硒含量分布特征及其影响因素。结果表明:研究区表土硒含量均值1.49 mg/kg,是全国均值的7.2倍,远超过全国表土硒含量水平;不同地质背景和土壤类型表土硒含量分布均存在较大差异,其中二叠系孤峰组含炭岩系出露区表土硒含量明显高于其他地层分布区,地质背景是控制该区表土硒含量分布的主要因素,不同土壤类型硒含量的差异,是成土母岩和地形地貌共同作用的结果;该区非富硒区表层土壤中有机碳与硒含量具有明显的正相关性,而富硒层区则相关性降低,显示为硒的多因素特征,Ca O对硒含量分布也有一定的影响,但该区土壤p H值与硒含量无明显相关性。     

煤矿微生物复垦区灌木林下土壤养分的空间异质性

微生物复垦技术近年来已成为矿区土地复垦新的研究方向,微生物复垦多年后,新的人工生态系统已建立,其灌木林下土壤养分的空间异质性研究成为关注的重点。选择神东大柳塔采煤沉陷地微生物复垦地为研究区,利用经典统计学、地统计学和协同克里金插值方法,研究采煤沉陷地微生物复垦区灌木林下土壤全氮、有机质和速效磷的空间异质性及其影响因素。结果表明:研究区土壤全氮、有机质和速效磷的含量均值分别为0.50 g/kg,11.93 g/kg,2.24 mg/kg,均呈现出中等强度变异,存在空间自相关性。选择能表征丛枝菌根真菌特性的关键因子土壤菌丝密度,发现土壤菌丝密度与土壤全氮、有机质和速效磷含量呈极显著正相关性。以土壤菌丝密度为协变量的土壤全氮、有机质和速效磷的最优模型分别为高斯模型、球状模型和高斯模型,决定系数分别为0.709,0.757和0.467,均高于单一变量的土壤全氮、有机质和速效磷的决定系数。以菌丝密度为辅助变量的土壤全氮、有机质和速效磷均呈现强空间自相关性,有机质的变程较长,空间连续性较好;土壤全氮空间分布呈块状分布,对空间依赖性较强;土壤速效磷呈不规则斑块状,破碎化程度高。以菌丝密度为辅助变量进行协同克里格插值能够显著提高土壤全氮、有机质和速效磷含量的预测精度。     

北京万庄金矿区土壤重金属分布特征及污染评价

通过对万庄金矿区表层及垂向土壤的取样调查,分析了矿区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn及Ni的重金属含量、重金属在土壤垂向上的分布特征,采用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数及污染负荷指数(PLI)的方法对矿区的污染程度进行评价。结果表明:土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn及Ni平均含量分别为26.858mg/kg、0.321mg/kg、68.055mg/kg、30.879mg/kg、59.040ng/g、51.556mg/kg、89.450mg/kg和32.070mg/kg;两个剖面的重金属元素总体自地表向地下含量减少且该趋势主要表现在地表至地下1m处,再向地下则含量趋于稳定;综合污染指数是1.79,说明该区总体上表层土壤处于轻微污染水平;矿区整体的PLI值为1.12,属于中等污染程度。     

覆土厚度对煤矸石充填重构土壤活性有机碳分布的影响

按照不同覆土厚度将研究区分为A(＞100 cm),B(60~100 cm),C(40~60 cm)和D(20~40 cm)4类采样区,分别采集重构土壤剖面不同深度土壤或煤矸石样品,测定其含水量(WC)、pH值、密度(BD),以及有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC),研究覆土厚度对活性有机碳(AOC)分布的影响。结果表明：复垦5 a后,试验区0~20 cm土壤层SOC含量增加0.48 g/kg,DOC平均含量为46.86 mg/kg,MBC平均含量为46.09 mg/kg。与其他类型重构土壤相比,研究区有机碳库的恢复进度较慢,这主要受制于区域土壤性质和复垦地的土地利用方式。研究区相同土壤层的SOC含量大小关系为A＞B＞C＞D,也即随覆土厚度增加,煤矸石充填重构土壤SOC含量也相应增加。采样区B和C的 0~20 cm土壤层MBC含量相对较高,说明覆土厚度过薄或过厚,均不利于表层土壤MBC的积累;采样区D的煤矸石层DOC含量高达97.90 mg/kg,表层土壤中含量也达到64.80 mg/kg,均高于其他采样小区,说明覆土厚度较薄时,上覆土壤DOC含量很可能受到煤矸石层的影响。煤矸石层的qMBC值不能准确反映重构土壤肥力质量,而上覆土壤的肥力质量和SOC,我们可以用MBC来表征或预测。MBC与重构土壤pH值、BD呈极显著负相关(p＜0.01)、与WC呈显著正相关关系(p＜0.05),而SOC和DOC与上述土壤理化性质的关系却与之相反。     

新疆地区煤矿复垦为草地适宜性评价模型

本文结合新疆地域特点,在合理确定土地复垦适宜性评价指标体系的基础上建立了新疆地区煤矿土地复垦为草地的适宜性评价模型。以新疆12处煤矿为研究背景,选取了待土地复垦单元土地损毁后的地面坡度、损毁土地深度或压占区堆积物平整量、复垦土源保证率、土地损毁造成土地产量的降低、地面塌陷或挖损后地下潜水位埋深、土壤中粘粒含量、覆土厚度、矿区河流径流量和土壤有机质含量等9项因素作为评价因子,以12处煤矿的55个土地复垦单元作为学习样本,建立了相应的土地复垦适宜性评价模型,采用回代估计方法对学习样本逐一进行检验,正确率达98.2%,将该评价模型应用到伊犁一号煤矿矿井,对该煤矿的16个待土地复垦单元进行分析评价,评价结果理想,该评价模型可广泛应用于新疆地区煤矿土地复垦适宜性评价工作中。     

矿山地质环境治理与土地复垦可行性研究

为了使研究内资源得到合理利用,为矿山地质环境保护治理及土地复垦的实施管理提供依据,研究了矿山地质环境治理与土地复垦可行性,对技术可行性和经济可行性进行了分析,复垦区土地利用现状、土地复垦适宜性评价、矿区土地复垦可行性分析等。并对其治理技术进行了研究,生产期对露天采场、矿山道路可剥离表土区域进行表土剥离,在露天采场、工业场地外围设立崩塌、滑坡警示牌,露天采场上游开挖截水沟;在表土场下游设置浆砌石挡土(渣)墙,上游设置排水渠,外围设立滑坡、泥石流警示牌。结束后,在露天采场台阶外侧修筑了浆砌石挡土墙,进行场地平整,植被重建工程;基底平台外侧修筑了浆砌石挡土墙,土壤回覆,植被重建工程;对表土场、工业场地进行了砌体拆除、边坡修整、土壤回覆、植被重建工程;对矿山道路进行了植被重建工程等。     

废弃露天矿山生态修复治理现状及发展趋势研究

为了研究废弃露天矿山生态修复治理现状及发展趋势,以郑州市矿区为例,结合无人机遥感调查、野外实地调查等技术,明确了研究区域生态修复治理现状,即当前矿山土地资源破坏总面积约为19 105 000 m²,仅有9%的土地资源完成了生态修复。经过治理的矿区土壤有机质含量为6.6 g/kg,植被资源覆盖度为25.07%,空气达标率为80%,区地上地下水资源均呈现出匮乏状态。当前矿山生态修复取得了一定效果,但需要进一步完善。根据区域生态修复治理现状,从土地资源、土壤适宜性、水资源分布、植被资源覆盖、水土流失、空气质量等方面出发分析矿山生态修复治理未来发展趋势,以期保障相关生态修复治理工作的顺利进行。     

煤矸石充填重构土壤剖面温度变化对覆土厚度的响应

为探究不同覆土厚度煤矸石充填重构土壤剖面温度变化及其对表层土壤微生物量碳(MBC)含量和土壤呼吸的影响,根据覆土厚度将研究区分为A(15~40 cm),B(40~60 cm),C(60~80 cm)和D(80~100 cm)4类监测区,分别测定重构土壤0~120 cm 土壤层温度和表层土壤呼吸速率,并采集表层土壤测定其MBC的含量。结果表明：监测区表层土壤(5 cm)日最高温度和温度变幅均呈A>B>D>C,监测区A和B年均温度要比C和D高出1 ℃左右。矸石层的存在会影响表层0~20 cm土壤温度的日变幅,并且随着覆土厚度的增加,表层土壤温度日变幅逐渐减小。当覆土厚度大于80 cm时,土壤层的温度变化几乎不受矸石层的影响。随着太阳辐射的增加,矸石层对土壤层温度的影响也会增强,并且随着覆土厚度的增加,矸石层对土壤层温度的影响会逐渐削弱。Tc值(矸石层对表层土壤的温度影响系数)能够准确地定量分析矸石层对土壤层温度的影响并估算重构土壤的覆土厚度。重构土壤表层土壤MBC含量与温度无显著相关性,覆土厚度过薄或过厚均不利于MBC的累积,当覆土厚度在60~80 cm时最有利于表层土壤MBC的累积,其年均MBC含量为83.46 mg/kg。重构土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关,但不同覆土厚度重构土壤呼吸速率的差异主要是由矸石层引起,并且矸石层对重构土壤的影响随着覆土厚度的增加逐渐减小。     

采煤扰动下矿区土壤质量时空变化规律研究

为了研究我国西部煤矿高强度开采扰动下,土壤质量变化规律,以纳林河二矿为研究对象,选取10cm、20cm和30cm表层土壤的含水率、pH、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质作为土壤环境质量的评价指标,分析高强度煤炭开采对土壤质量时空变化规律的影响。结果显示：各深度未采区含水量均高于沉陷区,1年沉陷区在10cm深度土壤含水量略高于2年沉陷区,而在20cm、30cm深度含水量则低于2年沉陷区,表明2年沉陷区含水量与1年沉陷区相比有所恢复|区域内pH变化幅度较小,采煤沉陷对土壤pH影响较小。从空间分布上来看,pH较小区域主要分布在2年沉陷区与其他两区域的交界处,这与采煤巷道的方向一致|采煤扰动对土壤肥力的影响较小。碱解氮、有效磷、速效钾、有机质空间分布具有一致性,低值区域主要集中在未开采区中部和1年沉陷区的西北部、中部和南部,高值区域主要集中在2年沉陷区与1年沉陷区和未采区的交界处,但覆盖面积有所不同。     

草原露天煤矿区不同复垦模式效果对比

草原露天煤矿地处水土资源匮乏的干旱西部生态脆弱区,实现有限水土资源的高效合理利用是矿区土地复垦与生态恢复中的关键所在。以内蒙古大唐胜利东二号露天矿为研究对象,采用野外典型调查的方法,分析了复垦矿区不同表土堆存方式下土壤质量的变化,并对不同复垦模式排土场平台和边坡植被恢复效果进行对比。研究表明：表土在草原露天煤矿复垦中起着至关重要的作用,散状的表土存放方式能更好地保持表土的质量和特性,“覆表土+草帘+打网格+施化肥”的排土场平台复垦模式和“覆表土+覆草帘+草方格”的排土场边坡复垦模式下表层土壤质量和植被恢复效果最佳,但仍然低于原地貌水平。研究成果可为草原露天煤矿区土地复垦与生态重建提供技术支撑和理论依据。     

矿区耕地健康状况评价研究

矿产资源开采影响土地的物理化学性质和生态环境,矿区耕地极易受到采矿活动的破坏和污染,在土壤质量、利用条件、土壤生态状况等方面易发生变化,其物理化学性质和清洁程度影响其产出农作物是否可食用和交易,矿区耕地健康状况评价对于当地资源合理利用和食物安全供给具有重要意义。综合分析耕地质量评价相关标准及评价因素,建议矿区耕地健康状况评价从土壤质量、利用条件、土壤生态等方面选取剖面构型、有效土层厚度、表土质地、土壤有机质含量、土壤pH值、灌排条件、坡度、田块规整度、土壤微生物量和土壤酶活性、土壤重金属污染程度指标进行评价。评价方法以因素法为宜,采用百分制对指标不同级别赋分,选取部分评价单元开展试评价,科学论证试评价结果后开展整体评价。评价结果有助于明确评价单元利用条件和利用方式,可服务于农用地安全利用、制定土地复垦与生态修复方案等。     

草原区露天煤矿开发对土壤环境质量的影响

矿区土壤环境质量直接关系到矿区周边草原质量状况和矿区土地复垦与生态修复工作。本文以胜利一号露天矿为例,通过煤矿开发前与开发后土壤质量、再造土壤与原地貌典型草原土壤质量、剥离表土和其他再造土壤,以及有人工种植和无人工种植的再造土壤的对比等多角度研究草原区煤田开发对矿区土壤质量的影响,结果表明:(1)与采矿前相比,胜利一号露天矿开采5年后周边原地貌典型草原土壤pH值略有升高,重金属元素As、Hg、Cu、Cd等含量均高于采矿前水平,有机质、速效钾和速效磷等营养元素含量也较采矿前有所升高;(2)与原地貌典型草原土壤相比,露天煤矿排土场再造土壤重金属含量明显增加,有机质和营养元素含量有所降低;(3)剥离表土有机质和营养元素较其他再造土壤丰富,而且小型分散表土堆较大型表土排放场更有利于保持表土的营养成分;(4)人工种植会显著增加再造土壤有机质和多数营养元素的含量。     

紫花苜蓿对蛭石改良某煤矿表土替代材料的响应

对于环境恶劣且表土缺乏的露天矿区,选择适宜的改良剂对表土替代材料进行科学合理的改良,是实现露天矿区排土场生态恢复的关键,而作物生长性能和抗逆性能的发挥是改良剂改良效果的体现。试验目的是研究蛭石对紫花苜蓿（苗期,下同））生长性能和抗逆性能的影响,进而评价蛭石对矿区表土替代材料的改良效果。试验采用单因素随机试验设计,以当地表土作为对照组,褐土作为改良对象,蛭石对干土的添加量设置为0、10、30、50 g/kg 4个水平,每个水平3个重复。试验结果为蛭石对紫花苜蓿的叶面积、株高、根长、生物量、SOD酶活、CAT酶活、细胞膜透性等指标均有显著影响（P<0.05）,对其叶绿素、POD活性无显著影响（P>0.05）。试验结果表明,在该试验设定的蛭石添加量范围内,紫花苜蓿的生长性能和抗逆性能与蛭石的添加量不存在线性关系,蛭石对干土的添加量为10 g/kg时最有利于紫花苜蓿生长和抗逆性能的发挥,此添加量对褐土改良效果最佳。