【摘要】：煤矸石作為我國目前堆存量最大的工業(yè)廢棄物,不僅占壓大量的土地,而且污染礦區(qū)周邊的生態(tài)環(huán)境、破壞景觀。所以,對煤矸山進(jìn)行生態(tài)治理是改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境,實(shí)施礦區(qū)生態(tài)重建的前提和核心。目前,推平覆土后進(jìn)行植被復(fù)墾是我國北方地區(qū)煤矸山治理的主要措施,但推平覆土后形成的重構(gòu)土壤可能存在土壤養(yǎng)分不足、養(yǎng)分剖面層次紊亂,和被下層煤矸石中重金屬遷移污染的雙重障礙。所以,土壤養(yǎng)分和重金屬污染狀況是煤矸山植被恢復(fù)成敗的關(guān)鍵因素。因此,研究不同利用類型煤矸山復(fù)墾重構(gòu)土壤養(yǎng)分與重金屬狀況的差異,可為煤矸山植被復(fù)墾提供理論指導(dǎo)。本文以山西省霍州市曹村煤礦2008a復(fù)墾的果園(OP)、農(nóng)田(FL)、菜地(VL)和荒草地(WL)為研究對象,同時以復(fù)墾樣地附近普通農(nóng)田為對照(CK),對4種利用類型復(fù)墾樣地1m重構(gòu)土層養(yǎng)分的平均狀況、養(yǎng)分的剖面差異以及0-40cm土層重金屬含量及污染狀況進(jìn)行了分析。主要研究結(jié)果如下:(1)4種利用類型復(fù)墾樣地1m重構(gòu)土層養(yǎng)分平均含量存在一定的差異,有機(jī)質(zhì)和有效磷的含量在OP樣地中最高;全磷和全氮含量分別在FL樣地和WL樣地中最高;全鉀、速效氮、速效鉀的含量在VL樣地中最高。與CK樣地相比,全氮、全鉀、有效磷、速效鉀的含量在4種復(fù)墾樣地中均有不同程度的提高,但是有機(jī)質(zhì)、全磷、速效氮的含量仍有待提高。(2)4種利用類型復(fù)墾樣地養(yǎng)分含量剖面差異顯示,在0-20cm土層,土壤有機(jī)質(zhì)和全量養(yǎng)分中,OP樣地中有機(jī)質(zhì)和全磷含量最高,全鉀含量最低;VL樣地中全氮和全鉀含量最高,有機(jī)質(zhì)含量較高與OP樣地相近,全磷含量最低;FL樣地中全磷與全鉀含量較高且分別與OP樣地和VL樣地中含量相近,有機(jī)質(zhì)和全氮含量較低;WL樣地中有機(jī)質(zhì)和全氮含量最低。速效養(yǎng)分中,OP樣地中有效磷含量最大;FL樣地中速效鉀含量最高,堿解氮含量最低;VL樣地堿解氮含量最高,速效鉀含量較高與FL樣地中含量無明顯差異;WL樣地中有效磷和速效鉀含量最低。在20-60cm土層,土壤有機(jī)質(zhì)及全量養(yǎng)分中,FL樣地全量養(yǎng)分均較高,有機(jī)質(zhì)較低,VL樣地中有機(jī)質(zhì)含量最高,全磷和全鉀含量與FL樣地相差不大;WL樣地有機(jī)質(zhì)及全量養(yǎng)分含量均最低;OP樣地中有機(jī)質(zhì)及全量養(yǎng)分含量均略高于WL樣地。速效養(yǎng)分中,OP樣地堿解氮和有效磷含量最高,VL樣地速效鉀含量最高,WL樣地速效養(yǎng)分均最低。在60-100cm土層,土壤有機(jī)質(zhì)和全量養(yǎng)分中,OP樣地有機(jī)質(zhì)含量最高,全磷和全鉀含量最低;FL樣地全量養(yǎng)分均最高,有機(jī)質(zhì)含量較低;VL樣地全鉀含量較高,與FL樣地含量相差不大;WL樣地中有機(jī)質(zhì)及全氮含量最低。速效養(yǎng)分中,OP樣地中有效磷最高,速效鉀含量最低;VL樣地中堿解氮含量最高,速效鉀含量最高,但與FL樣地、WL樣地含量相差不大。(3)4種利用類型復(fù)墾樣地0-40cm土層中重金屬Cd、Hg的含量相差不大,重金屬Pb在OP樣地與WL樣地中的含量接近且最高,重金屬As和Ni在VL樣地的含量最高。與CK樣地相比,在0-40cm土層中,重金屬Cd與Pb含量在4種復(fù)墾樣地中均偏高,特別是Pb高出比例較大;并且Hg、As和Ni在個別土層也不同程度的高出CK樣地。(4)就單項(xiàng)污染指數(shù)而言,4種利用類型復(fù)墾樣地0-40cm土層中,Hg的污染程度最嚴(yán)重,均屬于重度累積,Cd均達(dá)到了中度累積,As為輕度累積。Pb在0-20cm土層中均屬于輕度累積,在20-40cm土層中存在差異,OP樣地和WL樣地達(dá)到中度累積,FL樣地為輕度累積,VL樣地為清潔狀態(tài),Ni在0-20cm土層中,除在OP樣地為清潔狀態(tài)外,在其他復(fù)墾樣地均達(dá)到了輕度累積,在20-40cm土層中,除在VL樣地達(dá)到輕度累積外,在其他復(fù)墾樣地中均為清潔狀態(tài)。就內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)而言,4種利用類型復(fù)墾地均達(dá)到了重度污染。CK樣地0-40cm土層中,Hg、Cd和As也分別達(dá)到了重度、中度和輕度累積,Pb和Ni在0-20cm土層中達(dá)到輕度累積,在20-40cm土層中為清潔狀態(tài),內(nèi)梅羅綜合污染也達(dá)到了重度累積。(5)從潛在生態(tài)危害指數(shù)評價(jià)結(jié)果來看,Hg和Cd在4種利用類型復(fù)墾地中分別屬于極強(qiáng)生態(tài)危害和中等生態(tài)危害,Pb、As和Ni屬于輕微生態(tài)危害,Hg和Cd是主要的重金屬污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子。4種復(fù)墾樣地潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)RI平均值排序?yàn)?VL樣地OP樣地FL樣地WL樣地,均屬于很強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。CK樣地潛在危害生態(tài)指數(shù)評價(jià)結(jié)果與復(fù)墾樣地相同,Hg和Cd分別屬于極強(qiáng)和中等生態(tài)危害,Pb、As和Ni均屬于輕微生態(tài)危害,從RI值看,屬于很強(qiáng)生態(tài)危害。
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【學(xué)位授予單位】：山西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S158;X53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2393906