【摘要】：神府-東勝礦區(qū)地處毛烏素沙地邊緣的晉陜蒙接壤區(qū),是我國目前已探明的煤炭?jī)?chǔ)量最豐富的地區(qū)。隨著近年來采煤規(guī)模的擴(kuò)大,地表發(fā)生大面積塌陷,水資源大量流失,植被由于缺水而枯萎死亡,風(fēng)沙活動(dòng)加劇,使本來十分脆弱的生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。為了對(duì)采煤塌陷與土壤、水分、植被等變化的響應(yīng)關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)研究,運(yùn)用野外調(diào)查、室內(nèi)分析等手段,結(jié)合前人研究的相關(guān)資料,以2004a塌陷區(qū)、2005a塌陷區(qū)以及2006a塌陷區(qū)為研究的基準(zhǔn)對(duì)象,深入研究了該地區(qū)生態(tài)環(huán)境演化規(guī)律和驅(qū)動(dòng)機(jī)制,針對(duì)區(qū)域內(nèi)不同自然條件和受損生態(tài)系統(tǒng)類型,找出關(guān)鍵的限制性因子,科學(xué)合理地構(gòu)建了適宜的采煤塌陷區(qū)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)。得出以下結(jié)論： (1)經(jīng)過野外觀測(cè)和調(diào)查,神東礦區(qū)采煤后地表塌陷形式主要為連續(xù)變形塌陷和非連續(xù)變形塌陷2種類型,并在采煤過程中,2種類型的塌陷形式會(huì)同時(shí)交替出現(xiàn),直接加劇了地表環(huán)境的變化。通過對(duì)塌陷裂縫的調(diào)查與分析,認(rèn)為采煤塌陷形成的裂縫容易使沙丘活化,地表塌陷1年后,裂縫的偏移距離(L)與塌陷落差(H)和裂縫寬度(W)的比值(H/W)的關(guān)系為多項(xiàng)式函數(shù),地表塌陷2a后由于塌陷裂縫基本愈合,并發(fā)育成新的小地貌,所以其多項(xiàng)式函數(shù)相關(guān)性并不是很明顯,證明塌陷裂縫的形成導(dǎo)致了沙丘的活化。 (2)塌陷區(qū)土壤物理性質(zhì)變化方面：在坡面部位,各塌陷區(qū)的土壤容積含水量均顯著低于未塌陷區(qū)相應(yīng)坡位(P0.05)；在丘間低地部位,2004a塌陷區(qū)的土壤容積含水量顯著低于未塌陷區(qū)相應(yīng)坡位(P0.05)。在坡面部位,2005a塌陷區(qū)的土壤體積質(zhì)量顯著低于未塌陷區(qū)坡面(P0.05)；在丘間低地部位,各塌陷區(qū)的土壤體積質(zhì)量均與未塌陷區(qū)無顯著差異(P0.05)；坡面部位,2005a塌陷區(qū)的土壤孔隙度顯著高于未塌陷區(qū)坡面(P0.05)；在丘間低地部位,各塌陷區(qū)的土壤孔隙度均與未塌陷區(qū)無顯著差異(P0.05)。2005a塌陷區(qū)坡面與丘間低地部位的土壤硬度均顯著低于未塌陷區(qū)坡面(P0.05)；而2004a塌陷區(qū)2個(gè)坡位的土壤硬度均與未塌陷區(qū)無顯著差異(P0.05)。入滲實(shí)驗(yàn)表明2005a塌陷區(qū)丘間低地未裂處樣點(diǎn)55 mmin后入滲深度顯著超過未塌陷區(qū)(P0.05),各塌陷區(qū)的坡面樣點(diǎn)入滲深度均與未塌陷區(qū)無顯著差異(P0.05)。多因素方差分析表明,采煤塌陷對(duì)塌陷初期風(fēng)沙區(qū)錯(cuò)落裂縫相對(duì)出露側(cè)孔隙擾動(dòng)更大,并且這種擾動(dòng)在1-2a內(nèi)有顯著恢復(fù)。 (3)塌陷區(qū)土壤養(yǎng)分化學(xué)性質(zhì)的變化方面：2004a塌陷區(qū)丘間低地部位未裂測(cè)點(diǎn)組的pH值顯著高于未塌陷區(qū)(P0.05)丘間低地；2004a塌陷區(qū)坡面部位未裂測(cè)點(diǎn)組pH值顯著低于未塌陷區(qū)坡面(P0.05)。2004a塌陷區(qū)坡面未裂測(cè)點(diǎn)全氮含量顯著低于未塌陷區(qū)坡面(P0.05)。2004a塌陷區(qū)坡面裂縫測(cè)點(diǎn)堿解氮含量較未塌陷區(qū)坡面顯著升高(P0.05)。2004a塌陷區(qū)坡面未裂測(cè)點(diǎn)組與裂縫測(cè)點(diǎn)組全磷含量較未塌陷區(qū)坡面顯著降低(P0.05)。未塌陷區(qū)與各塌陷區(qū)各坡位速磷含量均無顯著差異(P0.05)。2005a塌陷區(qū)在坡面未裂樣點(diǎn)組的全鉀含量顯著超出未塌陷區(qū)(P0.05)。2004a塌陷區(qū)坡面裂縫、未裂樣點(diǎn)組速鉀含量顯著低于未塌陷區(qū)(P0.05)。未塌陷區(qū)與各塌陷區(qū)各坡位土壤有機(jī)質(zhì)含量均無顯著差異(P0.05)。 (4)塌陷區(qū)地表植被情況變化方面,3個(gè)調(diào)查區(qū)物種數(shù)和植被蓋度的變化在6個(gè)礦中有相同的趨勢(shì),即塌陷區(qū)較未塌陷區(qū)物種數(shù)多而植被蓋度大,2004a塌陷區(qū)較2005a塌陷區(qū)物種數(shù)多而植被蓋度大。相關(guān)分析表明,塌陷年限之間、塌陷與未塌陷之間,植物種數(shù)的相關(guān)系數(shù)在0.85以上,而植被蓋度的相關(guān)系數(shù)在0.9以上,均表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性,表明塌陷在一定程度上影響了地表的植被。塌陷對(duì)地表植被蓋度沒有顯著影響,對(duì)該區(qū)植物群落的主要建群種的生長(zhǎng)也無顯著影響。植物種數(shù)及植被蓋度與塌陷及塌陷年限有關(guān),植物種類的豐富程度及植被蓋度與塌陷有一定的相關(guān)性。 (5)采用試驗(yàn)和調(diào)研相結(jié)合的方法,在定性和定量分析的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了礦區(qū)采前生態(tài)功能圈建設(shè)技術(shù),并診斷了區(qū)域生態(tài)退化的基本特征、原因、過程、類型、程度等。結(jié)合采煤塌陷區(qū)自然條件,確定生態(tài)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。引入文冠果,并在實(shí)地進(jìn)行選種抗逆性試驗(yàn),取得了成功。在現(xiàn)有工作基礎(chǔ)上,集成適宜的生態(tài)修復(fù)技術(shù),建立生態(tài)修復(fù)區(qū)并預(yù)測(cè)恢復(fù)軌跡、評(píng)價(jià)修復(fù)效果,為礦區(qū)建立良好的生態(tài)循環(huán)利用體系和增加經(jīng)濟(jì)效益提供了技術(shù)與實(shí)踐依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TD88;X171.4

【引證文獻(xiàn)】

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3 王琦;全占軍;韓煜;付夢(mèng)娣;葉瑤;;風(fēng)沙區(qū)采煤塌陷不同恢復(fù)年限土壤理化性質(zhì)變化[J];水土保持學(xué)報(bào);2014年02期

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2 陳思;露井復(fù)域分布區(qū)土地利用格局演變及差異化管理對(duì)策[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2014年

本文編號(hào)：2789889