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长期施肥对晋东南矿区复垦土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响 被引量：23
1
作者 李建华 李华 +3 位作者 郜春花 张强 靳东升 卢晋晶 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期188-194,共7页
为探究不同施肥方式下矿区复垦土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征,以晋东南黄土区采煤沉陷复垦区为研究对象,分析了连续8年施肥对复垦土壤团聚体数量、团聚体稳定性及团聚体中有机碳分布的影响。试验共设4个施肥处理:不施肥(CK)、化肥... 为探究不同施肥方式下矿区复垦土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征,以晋东南黄土区采煤沉陷复垦区为研究对象,分析了连续8年施肥对复垦土壤团聚体数量、团聚体稳定性及团聚体中有机碳分布的影响。试验共设4个施肥处理:不施肥(CK)、化肥(NPK)、低量有机肥化肥配施(LOF)和高量有机肥化肥配施(HOF)。结果表明,施肥显著提高了> 0. 25 mm的大团聚体数量,HOF处理显著提高了各粒级团聚体比例,其中对2～1 mm和0. 50～0. 25 mm团聚体影响最大。有机肥化肥配施均显著提高了团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),降低了土壤团聚体分形维数(D),提高了土壤团聚体的稳定性,HOF与LOF对土壤团聚体稳定性的影响差异不显著,NPK对复垦土壤的团聚体分形维数无显著影响。> 0. 25 mm各粒径团聚体有机碳含量高于<0. 25 mm的微团聚体,大团聚体富集较多的有机碳,HOF显著增加了2～1 mm和5～2 mm粒径团聚体对土壤总有机碳的贡献率。土壤有机碳含量(SOC)、大团聚体数量(R0. 25)、MWD、GMD与> 0. 25 mm的各粒径团聚体含量均呈显著的正相关关系,SOC与R0. 25、MWD、GMD呈极显著正相关关系。在晋东南矿区复垦土壤上,高量有机肥化肥配施是提高土壤有机碳含量,增强土壤团聚体稳定性的有效施肥措施。 展开更多
关键词 矿区复垦土壤 施肥 土壤团聚体 团聚体稳定性 有机碳
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复垦模式对采煤沉陷区土壤团聚体有机碳分布特征的影响 被引量：12
2
作者 金永昌 刘美英 +1 位作者 刘金善 姚懿曼 《干旱区资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2017年第11期105-109,共5页
研究不同复垦模式对采煤沉陷区复垦土壤团聚体有机碳分布特征的影响,为选择适宜的复垦植被及培肥沉陷区土壤肥力提供理论依据。在神府东胜采煤沉陷区设置4种复垦模式(对照、文冠果、欧李和长柄扁桃复垦模式),分析土壤0-20cm和20-40cm两... 研究不同复垦模式对采煤沉陷区复垦土壤团聚体有机碳分布特征的影响,为选择适宜的复垦植被及培肥沉陷区土壤肥力提供理论依据。在神府东胜采煤沉陷区设置4种复垦模式(对照、文冠果、欧李和长柄扁桃复垦模式),分析土壤0-20cm和20-40cm两个土层机械稳定性、水稳定性团聚体有机碳以及有机碳库的构成。结果表明:文冠果植被模式提高了0-20cm表层土壤各粒级机械稳定性团聚体中有机碳的含量,欧李植被模式提高了下层土壤(20-40cm)中2-0.25mm和0.25-0.05mm机械稳定性团聚体有机碳含量,欧李和长柄扁桃植被模式对>2mm和<0.05mm水稳性团聚体有机碳形成有明显促进作用。三种复垦模式中促进作用大小顺序为欧李>文冠果>长柄扁桃。根据有机碳物理分组方法,将有机碳分为粗颗粒有机碳(c POM)、微团聚体的有机碳(m M)和粉黏粒有机碳(s+c_M),文冠果植被模式显著增加了0-20cm表层土壤19.03%的s+c_M组分有机碳,而欧李却增加了表层c POM组分的有机碳含量。下层土壤中,三种植被模式都明显增加了c POM组分的有机碳含量,以文冠果增加幅度最大。综合三种不同复垦方式,以文冠果和欧李对团聚体有机碳的贡献较大,结合当地生长条件以及植被的长势,文冠果长势优于欧李,在后续复垦植被的选择上可以选择文冠果,值得推广应用。 展开更多
关键词 采煤沉陷 土壤团聚体 稳定性 复垦 有机碳
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复垦模式对采煤沉陷复垦区土壤团聚体组成及稳定性的影响 被引量：8
3
作者 刘美英 金永昌 +2 位作者 刘金善 姚懿曼 兴安 《干旱区资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2016年第12期170-174,共5页
研究不同复垦模式对采煤沉陷区复垦土壤团聚体分布特征及稳定性的影响,为选择适宜的复垦植被及培肥沉陷区土壤肥力提供理论依据。在神府东胜采煤沉陷区设置4种复垦模式(对照、文冠果、欧李和长柄扁桃复垦模式),分析土壤机械稳定性和水... 研究不同复垦模式对采煤沉陷区复垦土壤团聚体分布特征及稳定性的影响,为选择适宜的复垦植被及培肥沉陷区土壤肥力提供理论依据。在神府东胜采煤沉陷区设置4种复垦模式(对照、文冠果、欧李和长柄扁桃复垦模式),分析土壤机械稳定性和水稳性团聚体含量以及团聚体稳定性。结果表明:不同复垦模式机械稳定性团聚体均以>0.25mm大团聚体为主,最高的文冠果植被复垦地达到了86.36%;水稳性团聚体含量中大团聚体含量有所下降,0-20cm表层土壤中文冠果植被的大团聚体含量极显著高于对照,20-40cm的下层土壤欧李和长柄扁桃的大团聚体含量显著高于文冠果复垦地。土壤团聚体稳定率表现为0-20cm表层土壤文冠果复垦模式显著高于对照,文冠果复垦地团聚体稳定性最好,而20-40cm下层土壤以长柄扁桃复垦地团聚体稳定性最好。结合当地生长条件以及植被的长势得出文冠果可以作为采煤沉陷区复垦的首选植被,值得在神府东胜采煤沉陷区推广应用。 展开更多
关键词 土壤团聚体 稳定性 采煤沉陷区 复垦 神府东胜矿区
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徐州高潜水位区采煤塌陷地及其复垦土壤碳变化 被引量：2
4
作者 余健 房莉 +4 位作者 方凤满 支俊俊 张平究 李冉 黄振华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2881-2892,共12页
在全球“碳中和”背景下,土壤碳积累与转化研究成为学术界研究的热点问题。潜水影响下的采煤塌陷地复垦恢复过程中土壤碳库变化及机制较为复杂。复垦土壤碳动力学过程研究是实现复垦土壤生态系统科学恢复的重要基础。利用年龄时间序列... 在全球“碳中和”背景下,土壤碳积累与转化研究成为学术界研究的热点问题。潜水影响下的采煤塌陷地复垦恢复过程中土壤碳库变化及机制较为复杂。复垦土壤碳动力学过程研究是实现复垦土壤生态系统科学恢复的重要基础。利用年龄时间序列方法和定位监测法分别于2012年和2020年采集徐州柳新镇高潜水位煤矿区塌陷地不同复垦年限的土壤,对土壤总碳(C_(TC))、总有机碳(C_(TOC))、总无机碳质量分数(C_(TIC)),总碳库(S_(TC))、总有机碳库(S_(TOC))和总无机碳库储量(S_(TIC))进行了测算,同时分析了各类碳与相关土壤性质的关系。结果表明:(1)研究区未塌陷地土壤(CK)S_(TC)、S_(TOC)和S_(TIC)分别为268.34、81.63、186.70 t/hm^(2)。土地塌陷引起土壤碳质量分数及碳库储量下降,主要表现为S_(TIC)和C_(TC)下降,S_(TOC)变化不明显。(2)复垦土壤恢复过程中土壤碳质量分数及碳库储量变化呈正二次方程曲线特征,0~20 cm层土壤C_(TC)和C_(TIC)在复垦14~18 a达到最大,并超过CK。土壤S_(TOC)在复垦13~14 a可以超过CK。(3)新复垦土壤0~40 cm层内碳质量分数及碳库储量在上下层次间差异不显著。复垦后恢复过程中,以表层(0~10 cm)土壤碳质量分数和碳库储量增加量最大,C_(TIC)在剖面上的变化特征不明显。(4)土壤C_(TOC)和S_(TOC)及C_(TC)均与土壤孔隙度、土壤黏粒、分形维数(D)及>3.2 mm团聚体质量分数呈显著正相关,与土壤密度、紧实度、pH及2~0.50 mm团聚体质量分数呈负相关关系。塌陷地复垦土壤在恢复过程中表现出巨大的固碳潜力。高潜水位地区,土壤水分通过影响土壤通气状况、团聚体形成及颗粒变化来影响复垦土壤碳固定和转化。塌陷地复垦耕作利用通过土壤翻耕、破碎、有机肥配施及潜水位调节,改善了土壤结构及通气状况,促进了植物及土壤微生物生长,增加了土壤有机碳来源,推动了复垦土壤有机� 展开更多
关键词 高潜水位区 采煤塌陷地 复垦土壤 土壤碳库
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采煤塌陷地及其复垦土壤颗粒分布与分形特征 被引量：4
5
作者 余健 房莉 +3 位作者 李涵韬 徐占军 卞正富 朱永恒 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1095-1101,共7页
以徐州市铜山煤矿区不同复垦方式(煤矸石充填复垦(MGS)、混推平整复垦(HTPZ)、泥浆泵复垦(NJB)和粉煤灰充填复垦(FMH))的土壤及塌陷地土壤为研究对象,分析了塌陷地及其不同复垦方式土壤颗粒组成及分形特征的变化,探讨了土壤颗粒组成及... 以徐州市铜山煤矿区不同复垦方式(煤矸石充填复垦(MGS)、混推平整复垦(HTPZ)、泥浆泵复垦(NJB)和粉煤灰充填复垦(FMH))的土壤及塌陷地土壤为研究对象,分析了塌陷地及其不同复垦方式土壤颗粒组成及分形特征的变化,探讨了土壤颗粒组成及分形特征与土壤的总碳(TC)、总氮(TN)、总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)、总硫(TS)含量及颗粒比表面积(TSSA)、吸湿系数、颗粒平均粒径、中值粒径等的关系.结果表明:土地塌陷及复垦对土壤颗粒组成及分形维数均影响较大.黏壤土区土地塌陷引起土壤黏粒含量下降,而粉粒含量增加;粉土区则相反.塌陷地复垦有利于土壤颗粒组成及分形维数向对应质地的未塌陷地方向发展,复垦土壤表现出向自然耕作土壤方向演变的特征,恢复效果以HTPZ和FMH土壤较好.MGS土壤表层质地趋于更加黏重,而NJB土壤则存在一定黏粒的损失,不利于土壤结构的形成.两种质地区土壤分形维数均与土壤黏粒含量呈显著正相关关系,与粉粒或砂粒含量、中值粒径和平均粒径呈显著负相关关系,与吸湿系数、TC含量、TIC含量、TSSA和TN含量呈显著正相关关系.可以通过分形维数的变化来表征或判断采煤塌陷区土壤颗粒组成、理化性状变化趋势. 展开更多
关键词 采煤塌陷地 复垦土壤 土壤颗粒组成 分形维数
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基于GNSS-R技术的矿区复垦地土壤湿度反演方法研究 被引量：3
6
作者 徐良骥 刘悦 +1 位作者 谌芳 张坤 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期129-135,共7页
全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R)技术通常以单卫星单频反射信号为数据源进行土壤湿度反演,但其反演精度有限且易忽略不同卫星双频反射信号之间的差异性与互补性。为进一步提高矿区复垦地土壤湿度的反演精度,以安徽省淮南市潘集矿区东... 全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R)技术通常以单卫星单频反射信号为数据源进行土壤湿度反演,但其反演精度有限且易忽略不同卫星双频反射信号之间的差异性与互补性。为进一步提高矿区复垦地土壤湿度的反演精度,以安徽省淮南市潘集矿区东辰生态园为研究区,通过HD-V8接收机与土壤湿度监测系统(HZR80型)采集GPS卫星信号和土壤湿度等数据,利用GNSS-R土壤湿度反演方法处理得到GPS PRN1和PRN22卫星的L1、L2波段反射信号的干涉特征参量(振幅、频率、相位),并将其与土壤湿度实测值进行相关性分析,根据相关性分析结果选择相关性较强的干涉特征参量作为最优反演参数;采用自适应加权算法确定最优加权因子对最优反演参数进行数据融合;再利用PRN1和PRN22卫星L1、L2波段的最优反演参数、最优反演参数的算数平均值及其融合值分别与土壤湿度实测值建立基于单频法、均值法与融合法的土壤湿度反演模型,并验证模型的可靠性。结果表明,干涉特征参量中振幅与土壤湿度实测值的相关性较强,其相关系数的绝对值介于0.556 8~0.748 3,表明选择振幅作为最优反演参数比较合理;相比于单频法与均值法,融合法的土壤湿度反演模型更可靠,其决定系数R2为0.763 8,模型验证R2为0.936 9,均方根误差为1.907 8%,平均绝对误差为1.380 6%,最大相对误差为18.482 8%,表明基于双频数据融合的GNSS-R矿区复垦地土壤湿度反演方法可提高反演精度。 展开更多
关键词 矿区复垦地 复垦地土壤 土壤湿度 全球导航卫星系统反射测量 双频数据融合
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有机培肥显著提升矿区复垦土壤活性有机碳含量 被引量：8
7
作者 安永齐 王小利 +4 位作者 靳东升 郜春花 张强 洪坚平 徐明岗 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1117-1125,共9页
【目的】土壤有机碳作为土壤肥力的核心,其不同组分间具有高度异质性。研究不同施肥措施对煤矿区复垦土壤有机碳及其各组分提升的差异特征,可为煤矿区土壤修复提供理论依据。【方法】田间试验在山西煤矿复垦区进行,复垦始于2014年,种植... 【目的】土壤有机碳作为土壤肥力的核心,其不同组分间具有高度异质性。研究不同施肥措施对煤矿区复垦土壤有机碳及其各组分提升的差异特征,可为煤矿区土壤修复提供理论依据。【方法】田间试验在山西煤矿复垦区进行,复垦始于2014年,种植作物为大豆(1年)和玉米(2年)轮作,采样时(2018年)种植作物为玉米。试验共设5个处理分别为未复垦自然恢复(ZH)、不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)和有机肥配施化肥(MNPK)。使用物理-化学联合分组方法,将土壤有机碳分为游离活性、物理保护、化学保护和生物化学保护4个组分,分析了不同施肥处理下土壤各组分有机碳的含量,计算了各组分有机碳与总有机碳含量间的相关关系。【结果】相较于自然恢复处理,CK、NPK、M、MNPK处理中土壤总有机碳含量分别提高了11.8%、24.0%、49.3%和38.8%,有机肥处理又显著高于CK和NPK处理。M、MNPK处理下,游离活性有机碳含量分别为2.11和1.68 g/kg,物理保护有机碳含量分别为0.70和0.49 g/kg,均显著高于CK和NPK处理;化学保护和生物化学保护组分的有机碳含量在各处理间差异不显著。除了微团聚体内的轻组和粘、粉粒外,各组分质量比例在不同施肥处理间均存在显著差异,施用有机肥主要增加了大团聚体(游离活性态和物理保护态)的质量比例,改善了土壤结构。相关分析表明,游离态的粗颗粒和细颗粒有机碳及物理保护有机碳与总有机碳含量间呈现极显著正相关关系(P<0.01),其中拟合方程的斜率表示组分碳含量随单位总有机碳含量增加而引起的变化值,最高的为游离粗颗粒有机碳组分,达到39.7%,游离细颗粒和物理保护有机碳组分的变化率分别为18.6%和21.7%;而化学保护粘、粉粒和生物化学保护粘粒组有机碳与总有机碳含量无显著相关性。【结论】施肥和轮作与自然恢复状态相比,短期可显著提 展开更多
关键词 煤矿区复垦土壤 土壤有机碳 物理–化学联合分组 有机碳组分 土壤碳固定
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丛枝菌根真菌对采煤塌陷复垦土壤磷形态和玉米吸磷量的影响 被引量：4
8
作者 吕鉴于 高文俊 +4 位作者 牛群 郝鲜俊 张铠珏 张杰 洪坚平 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期81-87,共7页
丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌用于退化农林生态系统的生物修复研究是当今生态及环境科学领域的热点问题.许多研究表明AM真菌促进植物对土壤磷的吸收利用,为了解不同的AM真菌对土壤磷形态及其转化规律的影响,通过盆栽试验以... 丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌用于退化农林生态系统的生物修复研究是当今生态及环境科学领域的热点问题.许多研究表明AM真菌促进植物对土壤磷的吸收利用,为了解不同的AM真菌对土壤磷形态及其转化规律的影响,通过盆栽试验以不接种处理为对照,分别接种幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum,Ce)、摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae,Mo)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)3种AM真菌,通过连续种植两茬玉米(2015-2016年)后测定AM真菌侵染率、玉米磷素吸收和土壤磷素形态的变化.结果表明:(1)接种3种AM真菌均成功侵染玉米根系,两茬玉米根系AM真菌侵染率顺序均为Ce≥Mo≥Ri,第二茬侵染率(38.3%-68.8%)较第一茬(14.5%-32.5%)有所提高;(2)随着AM真菌的侵染,接种处理显著提高了玉米磷素吸收,提高幅度达25.5%-82.0%;(3)接种3种AM真菌均显著提高了土壤活性态无机磷(H2O-Pi、NaHCO3-Pi)和中等活性无机磷(NaOH-Pi)含量;而土壤中度稳定态磷(HCl-P)和稳定态磷(Residue-P)含量不受影响;接种Mo和Ce对土壤NaHCO3-Pi含量提高最显著,分别提高了141.02%和88.47%,其次为Ri(43.12%);(4)接种Mo和Ri显著提高了土壤中等活性态无机磷(NaOH-Pi)的含量,分别比CK提高了36.15%和18.82%.总之,接种不同AM真菌均能提高根系侵染率、磷素吸收以及促进土壤磷素活性态、中等活性态无机磷(H2O-Pi、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi)的转化,提高了土壤磷素的生物有效性,其中接种Ce和Mo能够更好地促进土壤中的磷素向植物可供利用的形态转化,提高植株吸磷量,是适合该矿区土壤的经济高效菌种. 展开更多
关键词 丛枝菌根真菌 采煤塌陷复垦土壤 Hedley磷分级 磷素有效性
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基于GNSS-R的煤矿区复垦地土壤湿度反演
9
作者 刘悦 徐良骥 +1 位作者 宋承运 孟雪莹 《安徽理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2020年第5期29-35,共7页
为研究煤矿区复垦地土壤湿度快速有效的监测方法,以安徽省淮南矿区煤矸石充填复垦地为研究对象,利用GNSS-R技术反演其土壤湿度,分析了GPS卫星反射信号的干涉特征参量与土壤湿度参考值的相关性关系,采用线性、指数回归建立基于GPS卫星L1... 为研究煤矿区复垦地土壤湿度快速有效的监测方法,以安徽省淮南矿区煤矸石充填复垦地为研究对象,利用GNSS-R技术反演其土壤湿度,分析了GPS卫星反射信号的干涉特征参量与土壤湿度参考值的相关性关系,采用线性、指数回归建立基于GPS卫星L1、L2波段的单波段反演模型和L1-L2双波段协同反演模型,并验证模型精度。结果表明,振幅与土壤湿度参考值的相关程度高于相位和频率,其最大相关系数为0.6614;相比于单波段反演模型,L1-L2双波段协同反演模型精度较高,其线性模型为最优反演模型,且R 2为0.8784,RMSE为0.1297%,最大相对误差为0.0261%,平均绝对误差为0.1140%,表明L1-L2双波段协同反演模型在地表5cm内的反演效果较好,可用于煤矿区复垦地土壤湿度的快速监测。 展开更多
关键词 煤矿区复垦地 复垦地土壤 土壤湿度 全球导航卫星系统反射测量
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