黃土高原地區(qū)是我國(guó)重要的煤炭生產(chǎn)基地,采礦活動(dòng)嚴(yán)重地干擾了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng),土壤環(huán)境受擾動(dòng)尤為顯著。土壤微生物是土壤生產(chǎn)力和活性功能的重要表征,受到學(xué)術(shù)界普遍關(guān)注。因此,有必要系統(tǒng)地研究黃土高原礦區(qū)采煤擾動(dòng)后土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化及驅(qū)動(dòng)機(jī)制這一科學(xué)問題,為監(jiān)測(cè)礦區(qū)土壤-植物系統(tǒng)變化提供新思路,為開拓微生物修復(fù)受損的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境提供新技術(shù)。本研究選取具有典型黃土高原特征的山西東坪煤礦采煤裂縫區(qū)、陜西大柳塔煤礦采煤塌陷區(qū)以及內(nèi)蒙古黑岱溝煤礦采煤復(fù)墾區(qū)為研究對(duì)象,通過測(cè)定土壤含水量、土壤溫度、pH、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有效磷等理化指標(biāo),利用高通量測(cè)序技術(shù)測(cè)定土壤微生物16S rRNA,獲取細(xì)菌在門、綱、目、科、屬不同分類水平上的遺傳信息,采用Alpha多樣性和Beta多樣性分析土壤細(xì)菌群落組成,并應(yīng)用分子生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建各土壤微生物群落的互作網(wǎng)絡(luò)以及與土壤理化性質(zhì)的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò),采用時(shí)空互換的方法,對(duì)比擾動(dòng)前后土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化,尋找不同區(qū)域采煤擾動(dòng)下土壤微生物群落變化的聯(lián)系與差異,探究土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制,并進(jìn)一步歸納出采煤擾動(dòng)后土壤微生物應(yīng)用的生態(tài)恢復(fù)策略。主要研究結(jié)果... 

【文章來源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

研究區(qū)區(qū)位示意圖

氣候干燥，夏秋多雨，雨量大多集中在 7、8 月份。年平均氣溫 8.7℃，一月份最低，極端氣溫-19.7℃；7 月最高，平均氣溫 22.3℃。年降水量 450.0～550.0mm，霜凍期為 9 月下旬至次年 4 月份，年無霜期約 150 天，最大凍土深度1m；主導(dǎo)風(fēng)向西北，平均風(fēng)速 2.7m/s。東坪煤礦始建于 1957 年，地處沁水煤田北部邊緣，是陽泉礦區(qū)、盂縣勘探區(qū)、泥河等四個(gè)井田勘探區(qū)的一部分，地形屬中低山區(qū)，總體東南高、西北低，中部最高點(diǎn)為盤梁山，海拔標(biāo)高 1366m；長(zhǎng)溝村內(nèi)最低，海拔標(biāo)高 1150m，相對(duì)高差 216m。礦區(qū)內(nèi)溝谷交叉，北低南高，東低西高。該礦區(qū)隸屬于海河流域滹沱河水系，礦區(qū)南部較大的河流為秀水河，區(qū)內(nèi)僅有下曹河一條季節(jié)性河流流過，水流量較低，最終向東匯入秀水河。2009 年，經(jīng)過煤礦企業(yè)改革，井田面積160242km2，地質(zhì)探明儲(chǔ)量約 13431 萬噸，可開采量約 8207 萬噸；可采煤層 4#、8#、9#、15#，批準(zhǔn)開采煤層 4#—15#煤層，目前主要開采太原組 15#煤層，核定開采能力 120 萬噸/年。東坪煤礦采煤造成地表裂縫嚴(yán)重，土地可持續(xù)利用壓力加大。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)土壤干旱化程度加劇，植被根系暴露地表，甚至形成了裸地。東坪煤礦采煤裂縫的調(diào)研現(xiàn)狀如圖 2-2 所示。

2 實(shí)驗(yàn)材料與方法季東南風(fēng)為主，春季沙塵暴較多，年平均風(fēng)速約 2.2m/s，最大風(fēng)速可達(dá) 28m/s。氣溫季節(jié)變化明顯，一月最冷，七月最熱，年平均氣溫約 8.6℃，年降水量約410.3mm。大柳塔煤礦井田多在黃土高原北部與毛烏素沙漠東南緣的接壤地帶，礦區(qū)內(nèi)土地利用以沙地、天然（或人工）草地、灌木林地、裸巖地等為主。其中，大部分區(qū)域是半固定沙地、固定沙地和沙地沙丘間低地，植被組合以檸條、油萬、沙柳、梓條為代表。大柳塔煤礦于 1987 年 10 月始建，1996 年正式開采。原計(jì)劃一期設(shè)計(jì)產(chǎn)能為 360 萬噸/年，二期提升到 600 萬噸/年。隨著煤炭需求激增，2006 年重新核定產(chǎn)能 1040 萬噸/年。大柳塔煤礦開采至今，采空區(qū)接近全礦區(qū)的三分之二，采空區(qū)塌陷頻頻發(fā)生。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大柳塔煤采空區(qū)塌陷使得地下潛水水位下降，地表的干砂層厚度增加，地表砂層的含水率下降，植被根系吸水困難，導(dǎo)致灌木及林木死亡。大柳塔煤礦采煤塌陷的調(diào)研現(xiàn)狀如圖 2-3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]補(bǔ)連塔煤礦采陷區(qū)叢枝菌根真菌種類分布及土壤因子的研究[D]. 牛天心.內(nèi)蒙古大學(xué) 2015
[3]神木礦區(qū)采煤對(duì)土壤和植被的影響[D]. 王麗.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2012
[4]煤礦區(qū)AM真菌多樣性與土壤微生物數(shù)量特征的研究[D]. 旭日干.內(nèi)蒙古大學(xué) 2011
[5]鉛鋅礦區(qū)土壤微生物特性研究[D]. 顏森.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[6]內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾煤田礦區(qū)復(fù)墾過程中土壤微生物的變化及規(guī)律的研究[D]. 董紅利.內(nèi)蒙古師范大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3416472