不同植被恢复模式下煤矸石山复垦土壤性质及煤矸石风化物的变化特征

为了探讨植被恢复模式对煤矸石山复垦土壤和矸石风化物的影响,对煤矸石山6种主要植被类型(刺槐林、刺槐-柠条混交林、榆树-紫穗槐混交林、侧柏-刺槐混交林、荆条林、紫花苜蓿草丛)下土壤和煤矸石风化物的理化性状及重金属进行了比较研究。结果表明:(1)煤矸石山上种植植被可使土壤容重、土壤持水量和孔隙度明显改善。乔木模式更明显。矸石山植被恢复后,可明显增加土壤养分含量。不同植被模式下,土壤养分增加存在显著差异。侧柏-刺槐和榆树-紫穗槐混交模式效果较好。(2)植被对煤矸石风化物容重和机械组成改善作用依次为针阔混交林>乔灌林>乔木纯林>灌木林>草本。植被促进有机质与全氮积累依次为:侧柏-刺槐>刺槐>刺槐-柠条>榆树-紫穗槐>荆条>紫花苜蓿。荆条林下煤矸石风化物全P含量最大。荆条林与侧柏-刺槐混交林利于速效P积累。对速效K积累有利的是荆条林与榆树-紫穗槐混交林。(3)植被种植可以减少煤矸石风化物中重金属含量。榆树-紫穗槐混交模式对减低超标重金属Cd的效果好,其次是针阔混交林(侧柏-刺槐)。对于超标重金属As而言,侧柏-刺槐模式优于其它植被模式,基本达到重金属As不超标。

淮南矿区煤矸石风化物特性及有机碳分布特征

以淮南矿区潘一矿煤矸石山为研究对象,通过对煤矸石风化物的理化特性、电镜扫描（SEM）、能谱（EDS）和总有机碳（TOC）含量分析,初步研究了煤矸石风化物有机碳分布和释放规律,以及煤矸石山堆积淋溶作用对周边土壤溶解性有机碳（DOC）含量的影响。结果表明,从山顶、山腰到山脚煤矸石风化物中的总有机碳（TOC）含量依次减小,随着采样深度的增加总有机碳（TOC）含量逐渐变大。煤矸石风化物中总有机碳含量与煤矸石风化物粒径大小呈正相关,与煤矸石风化物的风化程度成负相关。不同粒径煤矸石风化物淋滤液中溶解性有机碳（DOC）的含量随着淋溶时间增大而减小,在96h淋滤液中溶解性有机碳含量趋于稳定,且值较为接近。距离山脚2~100m内,随着采样距离的增加土壤中溶解性有机碳含量（DOC）呈减少趋势。在距离煤矸石山80-100m处土壤溶解性有机碳含量接近正常农田土壤含量。

施肥对煤矸石风化物微生物活性的影响

通过盆栽试验 ,研究了施用污泥与化肥种植苇状羊茅后煤矸石风化物的微生物活性 ,结果表明 :污泥与化肥配施比单纯施用化肥能更好地提高煤矸石风化物的微生物总数量 4～ 2 3倍 (达到 2 .39× 10 7个 / g矸石 ) ,脲酶活性 1.8～ 2 .8倍 ,生物量碳 0 .3～ 2 .4倍 ,煤矸石风化物有效养分提高 ,并且各指标随污泥施用量增加而提高 ,6 % (135t/ hm2 )

煤矸石山植被绿化措施对煤矸石风化物理化特性的影响

对王庄煤矿造林绿化煤矸石山进行调查观测、样品分析和室内试验,对煤矸石风化物的水分、养分、pH值、风化状况、重金属含量、植被生长等特征,以及矸石山土壤形成的限制性因素进行了分析,研究了植被措施对矸石山风化物土壤理化特性的影响,指出适宜的土壤重构措施可有效改善矸石山植被效果。

阳泉煤矸石山矸石风化物剖面水分变化特征初探

1991年经过 8个月矸石风化物剖面水分含量与植物生长状况的野外实地调查与降雨年变化的比较研究表明 :矸石风化物具有一定的保水性能 ,矸石风化物中的水分含量随降雨量的多少而增减 ,矸石风化层 0～ 10cm、 10～ 2 0cm、 2 0～ 30cm的水分含量随降雨量增减的幅度依次减少。矸石山上生长的植被也随剖面水分的丰缺而荣枯。

山西潞安矿区矸石风化物基质改良研究

以山西省潞安矿区矸石山表层风化物为研究对象,将农田耕层黄土和有机肥按不同体积比例配比成4种改良剂进行基质改良研究。结果表明:基质改良后的pH值都发生了变化,由原来的弱酸性(pH值为6.23)变为接近中性;速效氮含量最高达到41.36 mg/kg,是原来矸石风化物的4.61倍;速效磷含量最高达到10.25 mg/kg,是原来矸石风化物的3.18倍;速效钾含量最高达到458.01 mg/kg,是原来矸石风化物的2.46倍。改良后的基质材料对紫穗槐的主根长、地径生长和冠幅增长等都有显著的促进作用。通过对不同改良基质材料试验分析得出,70%矸石风化物+15%黄土+15%有机质的改良材料综合改良效果突出,该工艺具有广泛的适用性,能有效地促进矸石山植被的稳定生长。

接种根瘤菌的三叶草在煤矸石风化物中的效应

文中通过对在室内盆装煤矸石风化物上种植接种专性根瘤菌的三叶草试验进行了分析，结果表明：接种根窟菌的三叶草固氨活性和固氮量明显增加，鲜重、株高等各项生物学指标均高于不接种根瘤菌的三叶草，同时对煤矸石的进一步风化也有明显促进作用，为解决矸石风化物上复垦种植氮素缺乏的问题提供了一条快速有效的途径。

宿州矿区煤矸石风化物中重金属元素的粒径分布特征研究

在宿州朱仙庄、祁南和桃园煤矿共采集煤矸石及其风化物样品各12个,利用原子吸收分光光度法测定了煤矸石、风化物及风化物4个粒径段颗粒物中重金属Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni的含量,重点探讨了矸石风化颗粒物在4个粒径段的质量组成、重金属元素含量分布以及元素总量赋存特征,并借助离散系数指标定量分析了风化物重金属元素的粒级效应。结果表明:(1)矸石风化物中以粗颗粒为主,其质量分布主要集中在0.15-0.25 mm和大于0.25 mm两个粒径段;(2)4个粒径段的风化颗粒物中重金属元素含量及元素总量呈现出相似的粒径分布特征,最大值均出现在小于0.075 mm粒径段,最小值则出现在0.15-0.25 mm和大于0.25 mm两个粒径段,说明元素更易赋存在细颗粒物中;(3)通过定量对比6种元素的粒级效应,其离散系数大小依次为Pb>Zn>Cd>Ni>Cr>Cu,其中Pb和Zn粒级效应显著,Cd、Ni和Cr粒级效应中等,而Cu的粒级效应较弱。

煤矸石风化物复垦基质改良措施初探

大颗粒、强酸性、地温高一直被认为是煤矸石复垦的主要限制因子。试验采用煤矸石和黄土、粉煤灰不同比例均匀混合的方法进行盆栽试验,通过对大豆作物出苗率、株高、根冠比等生长指标的分析,以低成本改良土壤结构特性,进而对煤矸石风化物的复垦基质进行了探讨,为煤矸石堆积区的土地复垦提供了科学依据。

煤矸石堆存对土壤盐分空间分布特征的影响及主要因子的研究

以潘一矿煤矸石山和周边复垦土壤为研究对象,重点研究煤矸石堆存过程中对周边土壤盐分空间分布特征的影响,并模拟雨水酸度进行煤矸石风化物静态浸泡实验,分析研究影响煤矸石风化物盐分溶解释放的主要因子。结果表明,复垦区土壤的盐分含量均值略高于土壤背景值,水平分布上在煤矸石山周边4 m范围内,土壤的盐分含量受煤矸石山淋溶运移等作用的影响较大,且距离煤矸石山脚处1和2 m处土壤盐分呈轻度盐渍化水平。土壤盐分含量垂直分布特征上,土壤盐分含量均值在垂直方向上呈V字型分布,不同深度土壤的盐分含量均值略高于土壤背景值。研究区土壤盐分组成中阳离子主要为K++Na+,阴离子主要为HCO-3,土壤盐分组成特征以NaHCO3为主,不同深度之间同一盐基离子含量显著性差异不大。煤矸石风化物静态浸泡实验表明,粒度越小,TDS的溶解释放速率越快,浸泡液中盐分含量值越大;不同固液比浸泡液中TDS值变化幅度比较大,呈现出TDS1∶5>TDS1∶3>TDS1∶15>TDS1∶10的变化规律;在不同酸度浸泡下,煤矸石风化物呈现出TDS5.6>TDS6.8>TDS6.0>TDS6.4的变化规律;随着浸泡液温度的逐渐升高,煤矸石风化物粒径越小受温度影响越大。最后,探讨了盐渍化土壤的植物修复技术和防控措施。

煤矿复垦区重构土壤溶解性有机碳空间分布特征

为探究煤矿复垦区重构土壤中溶解性有机碳(DOC)含量的空间分布特征,以淮南潘一矿区煤矸石山和周边复垦区林地土壤为研究对象,从空间分布和颗粒组成上,分析了煤矸石山山顶、山腰和山脚的煤矸石风化物及周边林地土壤中DOC的含量。结果表明:自上而下山顶、山腰、山脚的煤矸石风化物中DOC含量呈递减趋势,并随采样深度的增加而增大;但林地土壤中DOC含量随采样深度的增加而减少。不同粒径颗粒物中DOC含量分布不同,煤矸石风化物和林地土壤均以细砂(0.2~0.05 mm)DOC含量最高,石砾(10~2 mm)DOC含量最低。在雨水淋溶作用下,煤矸石风化物对周边土壤DOC含量贡献较大,距离山脚1~100 m范围,随着距离的增加,土壤中DOC含量由325.46 mg/kg减少至177.89 mg/kg,煤矸石风化物对周边土壤DOC含量的贡献率由85.78%降低到1.54%,在距离山脚100 m处土壤中DOC含量已接近正常对照土壤含量。