亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        黃河中游煤礦區(qū)沉陷黃土坡面土壤養(yǎng)分空間變化規(guī)律研究

        2021-08-31 06:45:04宋世杰梁躍強(qiáng)
        中國(guó)煤炭 2021年8期
        關(guān)鍵詞:深度

        劉 具,宋世杰,杜 麟,楊 磊,梁躍強(qiáng),程 坤

        (1.中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)咨詢中心,北京市朝陽(yáng)區(qū),100013;2. 西安科技大學(xué)地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院,陜西省西安市,710054)

        煤炭作為我國(guó)的主體能源,長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)對(duì)保障國(guó)家能源安全發(fā)揮著重大作用[1]。黃河流域不僅是我國(guó)重要生態(tài)屏障,更是煤炭資源主產(chǎn)區(qū),素有“能源流域”之稱,我國(guó)煤炭資源的開采主要集中在黃河中上游,這些區(qū)域大多處于干旱、半干旱地區(qū),生態(tài)環(huán)境脆弱[2-4]。煤炭開采不可避免地引發(fā)生態(tài)環(huán)境損傷,加劇水土沉陷流失、耕地?fù)p失、植被退化。有學(xué)者曾提出自然與人工干預(yù)相結(jié)合的修復(fù)方式[5],并指出采煤擾動(dòng)下植被修復(fù)可有效降低土壤有機(jī)碳及氮磷養(yǎng)分含量[6-9]。雖然開采沉陷及其衍生的生態(tài)環(huán)境損害復(fù)雜多樣,但土壤質(zhì)量損傷是生態(tài)環(huán)境負(fù)效應(yīng)的關(guān)鍵要素,而有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、磷和鉀等養(yǎng)分含量是表征土壤質(zhì)量的核心指標(biāo),且極大地制約著地表植被的生長(zhǎng)狀況和修復(fù)方式。在治理開采沉陷過(guò)程中,黃土坡面會(huì)產(chǎn)生各種變形,導(dǎo)致坡面土壤養(yǎng)分產(chǎn)生顯著空間異質(zhì)性[10-12]。

        本文以黃河中游煤礦區(qū)陜北張家峁礦區(qū)井田為研究對(duì)象,主要研究陜北煤礦區(qū)沉陷黃土坡面土壤養(yǎng)分的空間變化特征與規(guī)律,用于指導(dǎo)沉陷區(qū)生態(tài)修復(fù)工作,具有重要的科學(xué)價(jià)值和實(shí)踐意義。

        1 研究區(qū)概況

        研究區(qū)位于陜西省榆林市神木縣北部張家峁井田,地處陜西省榆林市神木縣北部,屬典型中溫帶半干旱大陸性氣候,冬季寒冷、夏季炎熱,晝夜溫差懸殊,多年平均氣溫為8.5℃,最高氣溫為38.9℃,最低氣溫為-28.5℃,平均降水量為436.7 mm,多集中于7~9月,平均蒸發(fā)量為1 907~2 122 mm,是降水量的4~5倍,多年平均風(fēng)速為2.5 m/s、最大風(fēng)速為25 m/s,凍土最大深度為146 cm。研究區(qū)除西南角外均為黃土溝壑地貌,地表為第四系中上更新統(tǒng)黃土,厚度一般為50~100 m,坎陡溝深、梁峁相間。井田全區(qū)主采煤層為3-1煤層、埋深為0~108 m、平均厚度為2.84 m,在長(zhǎng)壁綜采開采方式下開采沉陷發(fā)育明顯,地表下沉系數(shù)約為0.7。

        2 材料與方法

        2.1 布點(diǎn)與采樣

        在研究區(qū)選擇沉陷穩(wěn)定(2 a左右)的3處形態(tài)、大小相近的典型黃土坡面,分別在坡頂、坡中和坡腳的3個(gè)部位隨機(jī)布設(shè)3個(gè)1 m×1 m的采樣方,采用“五點(diǎn)法”分別采集0~10、10~20、20~40、40~60 cm等4個(gè)深度的土壤;將每個(gè)黃土坡面不同部位、相同土層深度土壤充分混合后,分別裝入純棉布袋;將同區(qū)域未沉陷且形態(tài)相似的黃土坡面作為對(duì)照,按相同方法采集土壤樣品;共采集48個(gè)樣品。研究區(qū)沉陷黃土坡面土壤樣品采集示意圖如圖1所示。

        圖1 研究區(qū)沉陷黃土坡面土壤樣品采集示意圖

        2.2 樣品處理與檢測(cè)方法

        樣品經(jīng)晾曬、除雜、研磨、過(guò)篩等處理,采用總有機(jī)碳分析儀(Vario TOC)測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量,全自動(dòng)流動(dòng)分析儀(AA3)測(cè)定銨態(tài)氮含量,電感耦合等離子體(PerkinElme2000,ICP)測(cè)定速效鉀含量,可見分光光度計(jì)測(cè)定速效磷含量,每項(xiàng)平行測(cè)定3次,取算數(shù)平均值作為該項(xiàng)測(cè)試的最終值。

        2.3 數(shù)據(jù)處理

        實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行顯著性分析和相關(guān)性分析,所得圖件采用Origin 9.1軟件繪制。

        3 實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析

        3.1 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

        通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn),測(cè)定了土壤有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀等養(yǎng)分指標(biāo),陜北煤礦區(qū)沉陷黃土坡面土壤養(yǎng)分含量測(cè)定結(jié)果見表1。

        表1 陜北煤礦區(qū)沉陷黃土坡面土壤養(yǎng)分含量測(cè)定結(jié)果

        3.2 數(shù)據(jù)分析

        根據(jù)檢測(cè)結(jié)果繪制了不同部位及土層深度下各土壤養(yǎng)分含量情況,陜北煤礦區(qū)沉陷黃土坡面不同部位及土層深度的土壤養(yǎng)分對(duì)比如圖2所示。

        3.2.1 沉陷黃土坡面土壤有機(jī)質(zhì)空間變化規(guī)律

        由圖2(a)可以看出:

        (1)沉陷黃土坡面土壤有機(jī)質(zhì)含量在不同土層垂直深度上存在明顯差異,坡頂0~10 cm土壤有機(jī)質(zhì)含量為550 mg/kg,是40~60 cm土壤的4.6倍;坡中0~10 cm土壤有機(jī)質(zhì)含量為730 mg/kg,是40~60 cm土壤的5.6倍;坡腳10~20 cm土壤有機(jī)質(zhì)含量為542 mg/kg,分別是0~10 cm、40~60 cm土壤的1.6倍和1.4倍。對(duì)于坡頂和坡中,沉陷黃土坡面土壤有機(jī)質(zhì)含量均呈現(xiàn)隨土層深度增加而逐漸降低的變化趨勢(shì),且在坡中最明顯,有機(jī)質(zhì)含量主要集中于0~20 cm土層土壤中;對(duì)于坡腳,有機(jī)質(zhì)含量隨土層垂直深度增加而表現(xiàn)為先增加后下降的變化趨勢(shì),有機(jī)質(zhì)含量主要集中于10~40 cm土層土壤。

        (2)與對(duì)照組相比較,沉陷黃土坡面任何部位和任何土層垂直深度中的土壤有機(jī)質(zhì)含量均有所損失。從不同坡面部位角度看,垂直深度為0~60 cm以內(nèi)的不同坡面部位土壤有機(jī)質(zhì)平均損失率由大到小的排序?yàn)槠马?55.2%)>坡中(26.6%)>坡腳(0.4%);從不同土層深度角度看,3個(gè)坡面部位的各層土壤有機(jī)質(zhì)平均損失率由大到小的排序?yàn)?0~40 cm(41.0%)>40~60 cm(36.9%)>0~10 cm(29.8%)>10~20 cm(28.8%)。由此可見,開采沉陷造成了全坡面土壤有機(jī)質(zhì)含量的損失,而坡頂20~40 cm土壤損失最為嚴(yán)重。

        圖2 陜北煤礦區(qū)沉陷黃土坡面不同部位及土層深度的土壤養(yǎng)分對(duì)比

        3.2.2 沉陷黃土坡面土壤銨態(tài)氮的空間變化規(guī)律

        由圖2(b)可以看出:

        (1)沉陷黃土坡面土壤銨態(tài)氮含量在不同土層垂直深度上存在明顯差異,坡頂10~20 cm、40~60 cm土壤銨態(tài)氮含量為3.66 mg/kg、3.43 mg/kg,分別是其它2層土壤平均含量的1.8倍和1.7倍;坡中10~20 cm土壤銨態(tài)氮含量為3.49 mg/kg,分別是0~10 cm、40~60 cm土壤的1.5倍和1.4倍;坡腳0~10 cm土壤銨態(tài)氮含量為4.11 mg/kg,是40~60 cm土壤的1.9倍。由此可見,坡頂銨態(tài)氮含量主要集中于10~20 cm及40~60 cm土層土壤中,坡中銨態(tài)氮含量主要集中于10~20 cm土層土壤中,坡腳銨態(tài)氮含量主要集中于0~20 cm土層土壤中。

        (2)與對(duì)照組相比較,沉陷黃土坡面任何部位和任何土層垂直深度中的土壤銨態(tài)氮含量均有所損失。具體而言,從不同坡面部位角度看,垂直深度0~60 cm以內(nèi)的不同坡面部位土壤銨態(tài)氮平均損失率由大到小的排序?yàn)槠履_(47.1%)>坡頂(37.7%)>坡中(15.1%);從不同土層深度角度看,3個(gè)坡面部位的各層土壤銨態(tài)氮平均損失率由大到小的排序?yàn)?~10 cm土層(52.0%)>20~40 cm土層(41.5%)>10~20 cm土層(28.1%)>40~60 cm土層(13.2%)。由此可見,開采沉陷造成了全坡面土壤銨態(tài)氮含量的損失,而坡腳0~10 cm土層土壤損失最為嚴(yán)重。

        3.2.3 沉陷黃土坡面土壤速效磷的空間變化規(guī)律

        由圖2(c)可以看出:

        (1)沉陷黃土坡面土壤速效磷含量在不同部位上存在明顯差異,坡腳0~10 cm土壤速效磷平均含量為270 mg/kg,均為坡頂、坡中的1.4倍;坡腳10~60 cm土壤速效磷平均含量為253 mg/kg,分別是坡頂、坡中的1.2倍和1.6倍。由此可見,在坡頂向坡中,再向坡腳轉(zhuǎn)換過(guò)程中,土層深度10~60 cm土壤速效磷含量呈現(xiàn)出先降低后增加的變化趨勢(shì),且速效磷含量主要集中于坡腳部位。

        (2)沉陷黃土坡面土壤速效磷含量在各個(gè)部位上不同土層垂直深度的差異不明顯,坡頂0~10 cm土壤速效磷含量為190 mg/kg,與其它各層土壤含量相當(dāng);坡中0~10 cm土壤速效磷含量為200 mg/kg,僅是40~60 cm土壤的1.2倍;坡腳0~10 cm土壤速效磷含量為270 mg/kg,僅是40~60 cm土壤的1.3倍。由此可見,無(wú)論在坡頂、坡中和坡腳,沉陷黃土坡面土壤速效磷含量在各土層上的分布較為均勻。

        (3)與對(duì)照組相比較,沉陷黃土坡面的任何部位和任何土層垂直深度上,土壤速效磷含量均有所損失。具體而言,從不同坡面部位角度看,垂直深度0~60 cm以內(nèi)的不同坡面部位土壤速效磷平均損失率由大到小的排序?yàn)槠轮?32.7%)>坡頂(25.7%)>坡腳(11.2%);從不同土層深度角度看,3個(gè)坡面部位的各層土壤有機(jī)質(zhì)平均損失率由大到小的排序?yàn)?0~60 cm土層(33.9%)>20~40 cm土層(24.2%)>10~20 cm土層(17.1%)>0~10 cm土層(14.4%)。由此可見,開采沉陷造成了全坡面土壤速效磷含量的損失,而坡中40~60 cm土壤損失最為嚴(yán)重。

        3.2.4 沉陷黃土坡面土壤速效鉀的空間變化規(guī)律

        由圖2(d)可以看出:

        (1)沉陷黃土坡面土壤速效鉀含量在不同部位上存在明顯差異,坡腳土層深度0~10 cm土壤速效鉀含量為242.8 mg/kg,分別是坡頂、坡中的1.3倍和1.5倍;坡中土層深度10~20 cm土壤速效鉀含量為206.4 mg/kg,分別是坡頂、坡腳的1.2倍和1.1倍;坡頂土層深度20~60 cm土壤速效鉀平均含量為263.4 mg/kg,分別是坡中、坡腳的1.1倍和1.4倍。由此可見,在坡頂向坡中,再向坡腳轉(zhuǎn)換過(guò)程中,土層深度10~20 cm土壤速效鉀含量呈現(xiàn)出先增加后降低變化趨勢(shì),且速效鉀含量主要集中于坡中部位;土層深度20~60 cm土壤速效鉀主要集中于坡頂部位。

        (2)沉陷黃土坡面土壤速效鉀含量在不同土層垂直深度上存在明顯差異,坡頂20~40 cm土壤速效鉀含量最高,為271.2 mg/kg,10~20 cm土壤速效鉀含量最低,為172.3 mg/kg,前者是后者的1.6倍;坡中40~50 cm土壤速效鉀含量為249.9 mg/kg,是0~10 cm土壤的1.5倍;坡腳0~10 cm土壤速效鉀含量最高,為242.8 mg/kg,10~20 cm土壤速效鉀含量最低,為197.5 mg/kg,前者是后者的1.2倍。由此可見,對(duì)于坡頂和坡腳,沉陷黃土坡面速效鉀含量主要集中于坡頂40~60 cm、坡腳0~10cm土層土壤中。

        (3)與對(duì)照組相比較,除20~40 cm土層及坡中40~60 cm土層外,沉陷黃土坡面土壤速效鉀含量均有所損失。具體而言,從不同坡面部位角度看,垂直深度0~60 cm以內(nèi)的不同坡面部位土壤速效鉀平均損失率由大到小的排序?yàn)槠马?7.3%)>坡腳(6.4%)>坡中(-1.6%);從不同土層深度角度看,3個(gè)坡面部位的各層土壤速效鉀平均損失率由大到小的排序0~10 cm(14.6%)>10~20 cm土層(13.3%)>40~60 cm土層(-1.2%)>20~40 cm土層(-11.0%)。由此可見,開采沉陷造成了全坡面0~20 cm土層、坡頂及坡腳40~60 cm土層土壤速效鉀含量的損失,其中以全坡面0~10 cm土層損失最嚴(yán)重。

        3.3 沉陷黃土坡面土壤養(yǎng)分修復(fù)策略

        基于實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析,陜北煤礦區(qū)開采沉陷發(fā)生后,會(huì)造成沉陷黃土坡面土壤有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、速效磷等養(yǎng)分全坡面性損失以及速效鉀局部性損失和局部性富集[10,12]。因此,修復(fù)陜北采煤沉陷區(qū)生態(tài)環(huán)境,應(yīng)根據(jù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量定位以及修復(fù)后土地利用類型與植被類型,有選擇、有目標(biāo)開展沉陷黃土坡面土壤養(yǎng)分修復(fù)。具體策略包括以下3個(gè)方面。

        (1)采取人工修復(fù)與自然恢復(fù)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)全坡面土壤有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀(0~20 cm土層)的修復(fù)。

        (2)黃土沉陷坡面的坡頂、坡中土壤養(yǎng)分最為貧瘠,自然恢復(fù)潛力小,應(yīng)以人工修復(fù)為主,而坡腳土壤養(yǎng)分較為豐富,自然恢復(fù)潛力大,應(yīng)以自然恢復(fù)為主。

        (3)坡頂20~40 cm土層、坡腳0~10 cm土層、坡中40~60 cm土層、全坡面0~10 cm土層應(yīng)依次作為沉陷黃土坡面土壤有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀修復(fù)的重點(diǎn)部位。

        4 結(jié)論

        (1)陜北煤礦區(qū)沉陷黃土坡面土壤有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀含量在不同坡面部位上存在明顯差異,且因土層垂直深度不同而表現(xiàn)出不同的空間變化規(guī)律。

        (2)陜北煤礦區(qū)沉陷黃土坡面土壤有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、速效鉀含量在不同土層垂直深度上存在明顯差異,且因部位不同而表現(xiàn)出不同的空間變化規(guī)律;土壤速效磷含量在各個(gè)部位上不同土層垂直深度的差異不明顯。

        (3)陜北煤礦區(qū)開采沉陷會(huì)造成黃土坡面土壤有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、速效磷等養(yǎng)分全坡面性的損失以及速效鉀的局部性損失和局部性富集。其中坡頂20~40 cm土壤有機(jī)質(zhì)含量損失最為嚴(yán)重;坡腳0~10 cm土壤銨態(tài)氮含量損失最為嚴(yán)重;坡中40~60 cm土壤速效磷含量損失最為嚴(yán)重;全坡面0~10 cm土壤速效鉀損失最為嚴(yán)重,但開采沉陷也使得全坡面20~40 cm土壤的速效鉀含量出現(xiàn)明顯富集現(xiàn)象。

        (4)陜北煤礦區(qū)沉陷黃土坡面土壤養(yǎng)分修復(fù)應(yīng)采取人工與自然相結(jié)合方式,坡頂、坡中應(yīng)以人工修復(fù)為主,坡腳應(yīng)以自然恢復(fù)為主,并分析了沉陷黃土坡面土壤有機(jī)質(zhì)修復(fù)重點(diǎn)部位在坡頂20~40 cm土層,銨態(tài)氮修復(fù)重點(diǎn)部位在坡腳0~10 cm土層、速效磷修復(fù)重點(diǎn)部位在坡中40~60 cm土層、速效鉀修復(fù)重點(diǎn)部位在全坡面0~10 cm土層。

        猜你喜歡
        深度
        深度理解不等關(guān)系
        四增四減 深度推進(jìn)
        深度理解一元一次方程
        深度觀察
        深度觀察
        深度觀察
        深度觀察
        芻議深度報(bào)道的深度與“文”度
        新聞傳播(2016年10期)2016-09-26 12:14:59
        提升深度報(bào)道量與質(zhì)
        新聞傳播(2015年10期)2015-07-18 11:05:40
        微小提議 深度思考
        久久久精品国产亚洲av网麻豆| 国产区精品| 久久久综合九色合综国产| av手机天堂在线观看| 99久久精品在线视频| 国产成人a人亚洲精品无码| 99视频这里有精品| 在线亚洲精品国产成人二区| 日韩高清不卡一区二区三区| 公和我做好爽添厨房中文字幕 | 亚洲专区在线观看第三页| 亚洲黄色av一区二区三区| 久久天天躁狠狠躁夜夜avapp| 青青草国产成人99久久 | 青青草视频在线观看视频免费 | 国产亚洲精品高清视频| 亚洲精品1区2区在线观看 | 久久天天躁夜夜躁狠狠躁2022| 亚洲αv在线精品糸列| 亚洲视频专区一区二区三区| 国产精品嫩草99av在线| 日韩久久一级毛片| 美女草逼视频免费播放| 久久精品免费一区二区喷潮| 韩国无码av片在线观看网站| 国产成人av在线影院无毒| 东京热加勒比国产精品| 99无码熟妇丰满人妻啪啪| 色妺妺视频网| av中文字幕在线资源网| 精品久久av一区二区| 曰批免费视频播放免费直播| 2021国产精品久久| av国产自拍在线观看| 精品久久久久久久久午夜福利 | 日本中文字幕一区二区高清在线 | 中文字幕人妻中文| 国产成人av三级三级三级在线| 亚洲 欧美 国产 制服 动漫| 国产亚洲日韩欧美一区二区三区 | 精品日本一区二区视频|