煤礦開采會造成大量土地資源的破壞,引起地表塌陷、使土壤抗侵蝕能力降低,造成土壤肥力質量下降,主要表現(xiàn)為土壤養(yǎng)分含量降低、酶活性降低和土壤動物群落的多樣性降低等。在對煤礦塌陷區(qū)土壤肥力質量恢復備受關注,通過分析煤礦不同塌陷類型土壤理化性質、土壤動物、土壤酶活性的關系及進行土壤生態(tài)學肥力評價對于煤礦塌陷區(qū)的綜合治理以及后期對塌陷區(qū)的復墾有重要的指導意義。本文以淮南煤礦塌陷區(qū)3種塌陷類型：非穩(wěn)沉區(qū)、穩(wěn)沉區(qū)和修復區(qū)為研究對象,選取不同塌陷類型土壤典型特性指標,包括土壤理化性質、土壤酶活性、土壤動物等,分析了土壤理化性質、土壤酶活性的空間分布特征,同時分析了土壤動物群落結構分布特征,分析了重金屬污染對于土壤動物群落結構的影響；同時從土壤酶學角度結合土壤生物學肥力對淮南煤礦不同塌陷類型土壤質量進行評價,主要結果概括如下：(1)研究區(qū)0-30 cm深度內的土壤主要由粉粒和砂粒組成,而粘粒所占比例最少。非穩(wěn)沉區(qū)土壤從上層到下層粘粒比例有所增高,粘粒所占比例為非穩(wěn)沉區(qū)穩(wěn)沉區(qū)修復區(qū)。不同塌陷類型土壤全氮含量顯著不同,0-10 cm土層非穩(wěn)沉區(qū)全氮含量最高,顯著高于穩(wěn)沉區(qū)與修復區(qū),10～20 cm、20～30 cm土層也表現(xiàn)出相似的規(guī)律,且速效磷、堿解性氮與有機質均表現(xiàn)為相同的趨勢。研究區(qū)土壤有機質與土壤pH、土層深度呈極顯著負相關,與含水率、堿解性氮、總氮、總鉀呈極顯著正相關,表明有機質與氮極顯著相關,并影響碳氮的平衡。(2)煤礦在由非穩(wěn)沉區(qū)變?yōu)榉�(wěn)沉區(qū)的過程中,土壤蔗糖酶活性呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢,而復墾區(qū)土壤蔗糖酶活性與穩(wěn)沉區(qū)相比,含量有所提高,隨著土層的深度的增加,土壤蔗糖酶活性不斷降低,且各區(qū)不同土層的土壤蔗糖酶活性表現(xiàn)出相似的規(guī)律。研究區(qū)土壤脲酶、過氧化氫酶和脫氫酶活性在各區(qū)不同層次的變化特征基本與土壤蔗糖酶一致,表現(xiàn)為非穩(wěn)沉區(qū)修復區(qū)穩(wěn)沉區(qū),酶活性隨著土層加深而降低。土壤脲酶和蔗糖酶與土壤理化性質及其它酶活性指標具有較好的相關性,土壤脲酶和蔗糖酶可作為評估煤礦塌陷區(qū)土壤肥力變化的有效性指標。(3)研究區(qū)土壤動物優(yōu)勢類群為彈尾目、雙尾目、線蟲類和線蚓類,占全部土壤動物捕獲量的78.5%；其中常見類群為蟻科、蠅類和半翅目,占全部土壤動物捕獲量的16.4%；其余4類為稀有類群,僅占總捕獲量的5.1%；土壤動物的類群數(shù)與個體數(shù)表現(xiàn)為非穩(wěn)沉區(qū)修復區(qū)穩(wěn)沉區(qū)。(4)重金屬污染對于土壤動物的群落結構會構成一定程度的影響,土壤動物群落的類群數(shù)和個體數(shù)隨著污染程度的加重而減小,隨著重金屬污染指數(shù)的增大,土壤動物的多樣性指數(shù)和均勻性指數(shù)趨于減小,優(yōu)勢度指數(shù)趨于增大。土壤動物群落結構指數(shù)不僅可以為土壤的重金屬污染監(jiān)測提供科學依據(jù),同時可以作為土壤環(huán)境質量評價的間接指標。(5)以土壤理化性質和酶活性權重計算的土壤綜合肥力指標值(IFI)和土壤酶指數(shù)(ISE),結果均顯示IFI與ISE值非穩(wěn)沉區(qū)最高,修復區(qū)較穩(wěn)沉區(qū)有所提高,土壤生物學肥力具有隨土壤層次深度增加而下降的變化特點。土壤理化性質和土壤酶活性可以作為塌陷區(qū)土壤生態(tài)肥力評價的科學指標。
【學位單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：S151.9

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本文編號：2820743