煤基固废协同矿山土壤生态修复的理论解析与实践探索——以陕西榆林市为例

矿山环境修复治理与固体废弃物综合利用均是北方能源富集区亟待解决的生态问题。笔者基于“理论解析−案例研究−协同治理”的思路,以陕西榆林市为例,在系统分析工业固废与矿山生态受损现状的基础上,全面解析煤基固废协同修复矿山生态的政策优势、技术可行性及市场潜力,并提出基于固废结构、营养和环境功能改性制备土壤调理剂的路径技术。通过将土壤调理剂应用于风沙地治理、盐碱地改良和露天煤矿排土场土壤生态修复实践,发现施用土壤调理剂后风沙地、盐碱地和排土场土壤养分含量显著增加,植物生物量平均增幅分别为50.3%、36.0%和39.9%。研究成果为北方能源型城市煤基固废协同修复矿山土壤生态提供科学支撑。

地方院校水土保持工程学教学改革与思考——以榆林学院为例

在高校应用转型大背景下,强化应用型课程是地方普通本科院校教学体系改革的关键环节。该文通过资料查阅、教学实践探索,并结合榆林学院实际,初步提出将水土保持工程学教学内容分为4个逐步提高的层次,(1)模块化和专题化理论教学;(2)案例化验证计算;(3)仿真化工程设计;(4)实体化(微)工程施工。相应地,提出学生互动式课程评价体系与行业专家应用式考核标准。旨在为提高水土保持应用型课程教学效果及培养“地方性、应用性和行业性”高素质人才提供参考。

试论地方普通本科院校人才培养的“地方性、应用性和行业性”——以榆林学院为例

社会持续发展与经济健康运行要求人才要有合理的结构。文章尝试对应用转型背景下地方普通本科院校的技术技能型人才培养进行商讨,分析认为从地方产(行)业中优选岗位群,突出人才培养的地方性;从人才培养方案中增设实践课程体系,强化人才培养的应用性;从课程体系中嵌入专业进展课,兼顾人才培养的行业性。

陕北矿区沙土及高羊茅对煤气化渣堆肥基质的响应研究

为了探究陕北矿区沙土及高羊茅对煤气化渣堆肥基质的响应机理,本试验将煤气化渣和鸡粪好氧堆肥基质作为土壤调理剂,分析不同堆肥配比对土壤理化性质、土壤微生物群落结构及高羊茅生长的影响,旨在为矿区生态修复提供理论依据。试验结果表明:配施煤气化渣堆肥基质可有效调节沙土pH,提升土壤养分,与沙土对照相比,PM2-M(鸡粪+秸秆+10%煤气化渣)处理组有机质、碱解氮、有效磷、速效钾分别提升了101.49%、92.94%、188.53%、132.55%。配施煤气化渣堆肥基质可显著提高细菌群落的多样性,PM2-M处理组假单胞菌属、Devosia属、芽孢杆菌属相对丰度分别提高了35.8倍、1.56倍、9.47倍,可积极推动土壤中养分的转化效率,且pH值、有机质、碱解氮是影响细菌群落改变的主要因素。煤气化渣堆肥基质对矿区土壤改良效果较好,其中PM2-M处理组效果最佳,提升了土壤养分、微生物群落多样性,促进了高羊茅生长。

栎黄枯叶蛾在陕西省榆林市的风险性分析及管理对策

栎黄枯叶蛾(Trabalavishnougigantina Yang)是一种危害严重的食叶害虫。目前,该虫在陕西省延安市吴起等地危害严重,陕西省榆林市与吴起毗邻,自然气候条件类似,如不制定科学有效的管理对策,将会有进一步扩散危害的风险。研究采用国际上通用的标准有害生物风险分析方法和程序,对该虫在陕西省榆林市的传播及扩散的风险性,进行了定量和定性的评估。结果表明:栎黄枯叶蛾在榆林市的风险性R值为2.09,属于具有高度危险性的有害生物。针对该虫的高度危险性,提出了相应的管理对策。

陕北侏罗纪煤田煤矸石的特性与研究进展

大宗固体废弃物是资源综合循环利用的核心领域,煤矸石作为国内排放量最大的工业固体废弃物,其综合利用是新时期无废城市及生态文明建设的必然要求。采用资料查阅、调研实践及统计分析相结合的研究方法,在了解陕北侏罗纪煤田煤矸石的主要来源及危害以及煤矸石基本特性的基础上,系统剖析煤矸石的研究与应用现状。同时,立足陕北实际,基于产业生态化和生态产业化循环发展理念,结合调研,提出煤矸石掺烧协同工业发电,煤矸石回填协同地质环境治理,煤矸石破碎协同土壤生态修复,煤矸石制备协同建材应用,地上-地下生态修复利用的思路和路径,为煤矸石大宗固废的综合利用及产业绿色低碳发展提供参考。

留茬高度对陕北采煤沉陷区饲料桑生长特性的影响

为明确不同留茬高度对饲料桑(Morus alba L.)生长性状和生产性能的影响,寻求适宜的留茬高度,本研究以‘丰驰2号’为研究对象,设置5个留茬高度分别为5 cm(C5),10 cm(C10),15 cm(C15),20 cm(C20),40 cm(C40)以及留全株为对照组(CK),测定各处理的农艺性状、荧光参数、光合及单株干鲜重。结果表明:C20,C15,C10处理下的农艺性状和生产性能均显著高于其它处理(P<0.05);C5的最大光合效率、净光合速率最高;C10的胞间二氧化碳浓度、气孔导度显著高于其他处理(P<0.05);C15的叶片叶绿素相对含量、实际光合效率、光化学荧光淬灭系数、第一茬茎叶鲜重、全年叶鲜重、全年总生物量均高于其它处理,年度茎叶比低于其它处理;C20的全年茎、根鲜重、根干重高于其它处理。对各处理进行量化评价表明在C20,C15,C10处理下,饲料桑的综合生长指标和生产性能较好,排序为C15>C20>C10。

柳枝稷研究现状及其在陕北榆林的应用潜力分析

榆林地处毛乌素沙地东南缘,是陕西省能源产业和畜牧业比较发达的地区,然而经济发展的同时也给该地区原本十分脆弱的生态环境带来了巨大压力,严重影响着榆林地区的生态畜牧业高质量发展。柳枝稷抗逆性强,是近年来我国北方引种热门的“草畜两用”物种。随着产业生态化与生态产业化循环发展理念的深入和“双碳”目标约束,榆林地区的生态产业可持续发展成为重要的研究课题。为此,本文采用资料查阅、调研实践与试验分析相结合的研究方法,在了解柳枝稷基本特性的基础上,系统剖析了我国北方柳枝稷研究与利用现状。同时,基于柳枝稷的生态适应性,结合笔者实践调研和SWOT分析方法,进一步研究了柳枝稷在陕北榆林生态修复及饲料方向的应用潜力,为柳枝稷榆林引种用于生态修复及乡村振兴提供参考。

蚯蚓肥对陕北毛乌素沙地土壤改良效应研究

[目的]研究蚯蚓肥对陕北毛乌素沙地土壤改良效应,为解决陕北毛乌素沙地土壤性状差的问题提供方案。[方法]以中科羊草为指示作物,分别在沙地上施用不同含量的蚯蚓肥0 t/hm^(2)(CK)、30 t/hm^(2)(LE-1)、45 t/hm^(2)(LE-2)和60 t/hm^(2)(LE-3),测定含水率、孔隙度、容重等指标,分析不同处理下毛乌素沙地物理性状;测定土壤有机质含量、速效钾含量、有效磷含量、水解氮含量、pH等指标,分析不同处理下毛乌素沙地化学性状;测定作物的株高、叶面积、生物量等指标,分析不同处理下中科羊草的农艺性状。[结果]与CK相比,LE-1、LE-2和LE-3处理土壤含水率增幅为1.01%~7.90%,孔隙度增幅4.75%~5.31%,容重降低2.13%~4.14%;相较于CK,土壤有机质含量增幅118.33%~210.83%,速效钾含量增幅17.04%~94.84%,有效磷含量提升10.81%~116.22%,水解氮提升242.01%~261.27%,pH降低1.15%~1.39%;与CK相比,中科羊草株高增加15.95%~27.10%,叶面积提高15.00%~66.8%,生物量增加43.45%~94.87%。[结论]施用蚯蚓肥能够有效改善陕北毛乌素沙地土壤的理化性质,并显著改善中科羊草的生物学性状。通过主成分分析表明施用60 t/hm^(2)蚯蚓肥综合改良效果最佳,得分1.77。

榆林地区不同饲料桑品种光合特性比较研究

为探究不同饲料桑品种在榆林地区的适应性和生长状况,文章采用Li-6400便携式光合仪对丰驰1号、丰驰2号、吴堡桑、荆桑、选七九二等5个饲料桑品种的光合特性进行了测定与比较研究,对不同光合指标进行了相关性分析。结果显示,不同饲料桑品种的光合特性存在显著差异,其中,丰驰2号的胞间CO_(2)摩尔分数显著高于其他品种,说明丰驰2号的光合速率较高;选七九二表现出较高的净光合速率和较低的气孔导度,表明其适应性较强且光能利用效率较高。该研究结果可为饲料桑品种的选择和优化种植管理提供参考。

矿区改扩建工程排矸场水土流失量预测研究

煤矿改扩建工程的实施,造成原地貌被破坏、扰动,水土保持设施被破坏,弃土弃渣量的增加,从而使项目区水土流失量加剧。本文针对石圪台煤矿改扩建期间排矸场的水土流失量进行预测研究,结果表明:在预测期内水力侵蚀为1.5万t,占新增水土流失量的58%;风力侵蚀为1.1万t,占新增水土流失量的42%。结果可为其它地区的开发建设项目水土流失预测提供借鉴作用,为工程侵蚀的评价与水土保持方案的编制提供科学依据。

榆林市工业固体废弃物现状与应用进展

陕西省榆林市是我国煤炭资源富集区和国家级煤化工基地,同时也是拟建的国家级大宗固体废弃物综合利用基地之一,因此厘清榆林市固体废弃物现状及研究进展具有重要的现实指导意义。鉴于此,通过资料查阅、野外调研和统计分析相结合的研究方法,系统剖析榆林市五种典型固体废弃物即气化渣、电石渣、粉煤灰、金属镁渣、煤矸石的来源、现状、性质和主要应用途径。发现目前该区域固体废弃物的研究路径具有利用率低、成本高、规模化效应差的特点,建议基于固体废弃物全产业链理念和资源化利用思路,在体制机制创新基础上,探索工业固体废弃物处置无害化+消纳本地化相结合、低值规模化+高值精细化相结合、环境效应跟踪监测+综合利用装备系统研发相结合的综合利用路径。期望为大宗固体废弃物综合利用基地高质量建设与发展提供支撑。

榆林煤气化渣重金属生物有效性评价

为系统评价榆林煤气化渣重金属生物有效性,采用化学提取法和生物评价法(植物指示法和微生物评价法)进行研究。结果表明:细渣重金属的非残渣态含量均在90%以上;粗渣中镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、锌(Zn)、铊(Tl)、钒(V)和锑(Sb)的非残渣态含量约占90%,其余重金属含量较低。添加细渣培养的大豆苗茎和叶中Tl含量分别为2189.3μg·kg^(-1)和570.1μg·kg^(-1),添加粗渣培养的大豆苗茎和叶中Tl含量分别为550.0μg·kg^(-1)和99.6μg·kg^(-1),超过了可食用植物中Tl的安全限值(0.03~0.3 mg·kg^(-1));添加煤气化渣培养的大豆苗叶中铅(Pb)、汞(Hg)、镍(Ni)和铬(Cr)的含量超过国家标准限量要求。添加细渣培养的细菌菌体重金属含量都显著高于添加粗渣的菌体,大部分细渣培养的菌体含量都比粗渣培养的高一个数量级以上。化学提取法、植物指示法和微生物评价均表明榆林煤气化细渣的重金属生物有效性更强,毒性较粗渣大,大量添加煤气化渣可以造成多种重金属在植物地上部分积累,因此煤气化渣直接用于土壤水体修复要慎重。

榆林市罗布麻产业发展的SWOT分析

罗布麻具有很强的抗逆性,是一种野生的优良水土保持植物,具有极高的纤维价值和药用价值,且有较好的生态效益和经济效益。本文通过查阅文献资料分析,概述罗布麻在我国的研究背景、利用价值以及罗布麻的相关研究进展,并利用SWOT分析法对罗布麻在榆林地区的种植利用和开发潜力进行分析,期望为罗布麻的综合开发利用提供参考。

不同施肥处理对风沙土及柳枝稷生长的影响

研究以柳枝稷为指示作物,在田间小区种植,实验设置了CK(空白对照)、生物菌肥(ET1)、赛众土壤调理剂(ET2)、自研土壤调理剂(ET3)四个处理,通过施用不同的土壤调理剂,探讨不同土壤调理剂对柳枝稷生长性状及风沙地土壤理化性质的影响,为该地区柳枝稷科学合理的栽培及风沙土改良提供理论依据。结果表明:(1)施用不同的土壤调理剂可以改善风沙土的物理性质。相比之下,ET1、ET2和ET3的土壤含水率均有提升,容重7月、8月和9月分别下降10.12%、4.38%和6.49%。(2)施用不同的土壤调理剂可以改善风沙土的化学性质。实验各项处理中的有机质均有提高,碱解氮的含量增加,处理ET3较ET1和ET2速效磷的含量分别增加了7.37%和37.8%。(3)施用不同的土壤调理剂能显著增加柳枝稷的株高、生物量和叶面积。

气化渣复配调理剂对风沙土土壤性质及高羊茅生长的影响

使用高羊茅作为指示作物,采用田间小区及随机区组的试验方法,研究施用不同含量的气化渣复配土壤调理剂ET1(1000 kg/667 m^(2))、ET2(2000 kg/667 m^(2))、ET3(4000 kg/667 m^(2))、ET4(8000 kg/667 m^(2))对风沙土土壤性质的影响。结果表明:(1)施用气化渣复配土壤调理剂可有效改良风沙土的物理性状。与CK相比,土壤含水量平均增幅18.12%;土壤容重平均降幅3.23%;地温平均增幅2.68%;(2)施用气化渣复配土壤调理剂可有效改良风沙土的化学性状。(3)施用气化渣复配土壤调理剂可有效改良高羊茅的农艺性状。土壤地温的增加可以使作物安全越冬、提高种子存活率。因此,气化渣复配土壤调理剂能有效改善风沙土土壤的理化性状,显著改善高羊茅的农艺性状,并且使用8000 kg/667 m^(2)的气化渣复配土壤调理剂为最佳选择。

基于MaxEnt模型的甘草潜在适生区预测

甘草(Glycyrrhiza uralensis)是一种具有较高经济价值的多年生豆科(Leguminosae)草本中药材植物。本研究基于MaxEnt模型与甘草野生分布数据,模拟了甘草当代的适生分布区,以及甘草未来(2050年、2070年)不同情景下在中国的适生区分布,包括中等社会脆弱性和中等辐射强迫的折中碳排放情景(SSP2-4.5)、高等社会脆弱性和高等辐射强迫的折中碳排放情景(SSP5-8.5),并利用ArcGIS软件分析未来甘草适生区的分布及变化情况,影响甘草潜在适生区变化的环境因子。结果显示:(1)当前,甘草适生区位于内蒙古中西部、甘肃、宁夏、陕西北部、新疆和吉林东北部,即降水量少的中高纬度地区;未来不同情景下(SSP2-4.5和SSP5-8.5),甘草高适应区主要集中分布于内蒙古、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北、吉林、新疆等地,且适生区面积发生扩张。(2)在全球气候变化背景下,甘草适生区迁移路线整体呈现由东向西、由北往南偏移,且均有向低降水量地区移动的趋势。(3)最冷季度的平均降水量、年均降水量、紫外线季节性变化是影响甘草适生区变化的主导环境因子。

桑树响应盐碱胁迫的研究进展

开展盐碱地综合利用对保障国家粮食安全,端牢中国饭碗具有重要战略意义。盐碱胁迫是影响植物生长发育的主要非生物逆境因素之一。桑树是具有广泛抗逆性的药食同源作物,不论是在生态还是经济建设中都具有举足轻重的作用。提高桑树对盐碱胁迫的耐受性,筛选耐盐碱桑树品种,为生物改良盐碱地,提供以种适地的途径,成为目前盐碱区域农业生态修复的一个重要研究方向。综述了盐碱胁迫对桑树生长发育、光合特性和生理性状的影响以及桑树响应盐碱胁迫的分子机制和缓解盐碱胁迫的应对措施的研究进展。在此基础上,还讨论了桑树植物在耐盐性研究中存在的问题,并展望了桑树耐受盐胁迫研究的方向。旨在进一步桑树耐盐机制的解析及耐盐品种的选育提供理论依据,进而为桑树栽培广泛应用于盐碱地治理提供新思路。

气候变化下革苞菊属在中国的潜在适生区预测

目的:预测革苞菊属(Tugarinovia Iljin)植物不同时期下在中国的潜在适生区,并探究影响革苞菊属植物潜在适生区变化的环境因子。方法:基于革苞菊属植物的40个实际地理分布点以及29个生物气候变量数据,运用MaxEnt模型和ArcGIS技术进行研究。结果:本研究使用的MaxEnt模型AUC检验值均高于0.94,其模拟可信性极高;影响革苞菊属植物分布的重要环境因子有海拔、温度季节性变化、紫外线的季节性、最湿月降雨量、最干月降雨量和最高月份的平均UV-B值;从末次冰盛期到当代革苞菊属植物在中国的分布是高纬度往低纬度迁移,整体往东迁移。当代到2050年两种不同情景下革苞菊属植物分布区均是低纬度往高纬度迁移,整体向东北扩张,2050年到2070年两种不同情景下苞菊属植物分布区呈现扩张的趋势由高纬度往低纬度迁移,整体往西南方迁移,均有向高海拔迁移趋势。在未来2050年两种不同情景下,革苞菊属植物适生区都将集中于内蒙古呼和浩特市、鄂尔多斯、巴彦淖尔。而在未来2070年两种不同情景下,革苞菊属植物适生区主要集中在内蒙古鄂尔多斯市和包头市。革苞菊属植物未来在中国的整体迁移路线呈现由北往南、由东向西偏移,且均有向高海拔地区移动趋势。结论:本研究结果可为珍稀濒危植物的保护及引种栽培提供一定的理论依据。

脱碳气化渣基土壤调理制剂对土壤养分和羊草生长的影响

脱碳气化渣是煤气化渣经浮选提取残碳后的多孔型固体废弃物,目前主要通过制成脱碳气化渣基土壤调理制剂用于土壤改良,以实现废弃物再利用。为了研究脱碳气化渣基土壤调理制剂对沙地土壤性质和牧草生长的影响,采用田间小区试验,以羊草为指示作物,设置5个脱碳气化渣基土壤调理制剂施加量,分别为0(CK)、15(SF1)、30(SF2)、60(SF3)、120 t/hm^(2)(SF4),并对沙地土壤理化性质、羊草生理生化指标及品质进行分析。结果表明,脱碳气化渣基土壤调理制剂能够有效改善土壤养分供给能力,添加脱碳气化渣基土壤调理制剂的处理土壤有机质、碱解氮和有效磷含量较CK增幅分别为8.95%~76.96%、4.95%~46.59%和5.80%~105.80%,其中,SF4处理的土壤有机质、碱解氮和有效磷含量显著高于其他处理。与CK相比,添加脱碳气化渣基土壤调理制剂的处理羊草地上生物量和成熟期株高增幅分别为31.52%~113.16%和7.10%~28.90%;添加脱碳气化渣基土壤调理制剂的处理羊草粗蛋白和粗脂肪含量分别增加29.26%~64.36%和8.74%~24.84%,其中,SF4处理增幅最大,粗蛋白和粗脂肪含量分别达73.70、117.10 g/kg。综上,沙土中添加120 t/hm^(2)的脱碳气化渣基土壤调理制剂不仅能够显著调控土壤养分有效性,而且能有效促进沙地羊草生物量的有效积累,为最佳添加量。