本文以阜新礦區(qū)自然植被恢復(fù)條件下的煤矸石山為研究對象,通過野外調(diào)查、實地觀測和室內(nèi)分析測定,從土壤理化性狀、水文特性、小氣候特征、生物多樣性等方面,對不同坡向、不同排矸年限矸石山生境的演變特征進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究,并運(yùn)用主成分分析（PCA）法首次對煤矸石山生境質(zhì)量進(jìn)行了綜合評價,旨在為煤矸石山整治利用及生態(tài)恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù),指導(dǎo)矸石山復(fù)墾實踐。主要研究結(jié)果如下:（1）土壤物理性質(zhì)演變。煤矸石山土壤剖面具有明顯的三個發(fā)生層次:即風(fēng)化表層、弱風(fēng)化亞表層和未風(fēng)化矸石層,層次間過渡明顯。排矸年限越長,風(fēng)化層厚度越大。矸石風(fēng)化物隨排矸年限的增加呈逐漸細(xì)化的過程。其土壤飽和含水量、毛管持水量、田間持水量、總孔隙度、毛管孔隙度隨排矸年限的增加呈同步增長的態(tài)勢,非毛管孔隙度則相反,表明土壤結(jié)構(gòu)趨于改善。由于陰、陽坡水分條件的差異,并由此造成了矸石風(fēng)化成土進(jìn)程的差異,使得陽坡的水分和孔隙度參數(shù)明顯低于陰坡。土壤容重隨著排矸年限的增加而減小,排矸同期的陽坡由于風(fēng)化滯后,其土壤容重大于陰坡。土壤入滲率隨入滲時間的變化符合i = at-b的乘冪形式,而土壤累計入滲量隨入滲時間的變化符合I = a + bt +... 

【文章來源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：164 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究的目的和意義
    1.2 煤矸石的組成特征
        1.2.1 煤矸石的一般組成特征
            1.2.1.1 煤矸石的巖石組成
            1.2.1.2 煤矸石的礦物組成
            1.2.1.3 煤矸石的化學(xué)組成
            1.2.1.4 發(fā)熱量
            1.2.1.5 煤矸石活性
        1.2.2 阜新礦區(qū)煤矸石的組成特征
            1.2.2.1 巖石組成特征
            1.2.2.2 礦物及化學(xué)組成特征
    1.3 國內(nèi)外煤矸石山生境演變特征及其評價研究現(xiàn)狀
        1.3.1 煤矸石風(fēng)化物的理化性質(zhì)及污染特性研究
            1.3.1.1 煤矸石風(fēng)化特征及其風(fēng)化物機(jī)械組成
            1.3.1.2 煤矸石風(fēng)化物水分特性
            1.3.1.3 煤矸石風(fēng)化物鹽分狀況和酸堿度
            1.3.1.4 煤矸石風(fēng)化物養(yǎng)分狀況
            1.3.1.5 煤矸石風(fēng)化物中重金屬的活動性
            1.3.1.6 煤矸石廢棄地水污染研究
        1.3.2 植被對煤矸石風(fēng)化物特性影響的研究
            1.3.2.1 植被對風(fēng)化物理化性質(zhì)的影響
            1.3.2.2 植被對風(fēng)化物中微生物活性的影響
            1.3.2.3 植被對風(fēng)化物中重金屬的影響
            1.3.2.4 煤矸石山復(fù)墾植物種選擇研究
        1.3.3 煤矸石山植被演替研究
        1.3.4 煤矸石山生境質(zhì)量演變評價研究
    1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 技術(shù)路線
2 研究區(qū)概況
    2.1 研究區(qū)自然概況
        2.1.1 地質(zhì)
            2.1.1.1 地質(zhì)基礎(chǔ)
            2.1.1.2 礦區(qū)地質(zhì)背景
        2.1.2 地貌
        2.1.3 氣候
            2.1.3.1 降水
            2.1.3.2 日照
            2.1.3.3 氣溫
            2.1.3.4 風(fēng)
            2.1.3.5 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害
        2.1.4 水文
            2.1.4.1 河流水系
            2.1.4.2 水文地質(zhì)
        2.1.5 土壤
            2.1.5.1 褐土
            2.1.5.2 潮土
            2.1.5.3 風(fēng)沙土
            2.1.5.4 鹽漬土
            2.1.5.5 草甸土
        2.1.6 植被
        2.1.7 礦產(chǎn)資源
    2.2 研究區(qū)社會經(jīng)濟(jì)狀況
        2.2.1 人口與勞力
        2.2.2 土地利用現(xiàn)狀
        2.2.3 社會經(jīng)濟(jì)狀況
    2.3 試驗地布設(shè)
3 煤矸石山土壤物理性質(zhì)演變研究
    3.1 研究內(nèi)容與方法
        3.1.1 煤矸石山剖面特征及風(fēng)化程度調(diào)查
        3.1.2 土壤物理性質(zhì)測定
            3.1.2.1 土壤機(jī)械組成測定
            3.1.2.2 土壤自然含水量測定
            3.1.2.3 土壤容重測定
            3.1.2.4 土壤水分物理性質(zhì)參數(shù)測定
            3.1.2.5 土壤孔隙度的計算
            3.1.2.6 數(shù)據(jù)處理
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 煤矸石山土壤剖面特征
        3.2.2 煤矸石山土壤機(jī)械組成演變
            3.2.2.1 煤矸石山陰坡土壤機(jī)械組成演變
            3.2.2.2 煤矸石山陽坡土壤機(jī)械組成演變
        3.2.3 煤矸石山土壤水分物理性質(zhì)演變
            3.2.3.1 煤矸石山陰坡土壤水分物理性質(zhì)演變
            3.2.3.2 煤矸石山陽坡土壤水分物理性質(zhì)演變
        3.2.4 煤矸石山土壤孔隙度演變
            3.2.4.1 煤矸石山陰坡土壤孔隙度演變
            3.2.4.2 煤矸石山陽坡土壤孔隙度演變
        3.2.5 煤矸石山土壤容重演變
            3.2.5.1 煤矸石山陰坡土壤容重演變
            3.2.5.2 煤矸石山陽坡土壤容重演變
    3.3 小結(jié)
4 煤矸石山土壤化學(xué)性質(zhì)演變研究
    4.1 研究內(nèi)容與方法
        4.1.1 取樣方法
        4.1.2 分析內(nèi)容和方法
        4.1.3 數(shù)據(jù)處理
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 煤矸石山土壤有機(jī)質(zhì)演變
            4.2.1.1 煤矸石山陰坡土壤有機(jī)質(zhì)演變
            4.2.1.2 煤矸石山陽坡土壤有機(jī)質(zhì)演變
        4.2.2 煤矸石山土壤速效養(yǎng)分演變
            4.2.2.1 煤矸石山土壤水解N 演變
            4.2.2.2 煤矸石山土壤速效P 演變
            4.2.2.3 煤矸石山土壤速效K 演變
        4.2.3 煤矸石山土壤酸堿度演變
            4.2.3.1 煤矸石山陰坡土壤酸堿度演變
            4.2.3.2 煤矸石山陽坡土壤酸堿度演變
        4.2.4 煤矸石山土壤電導(dǎo)率演變
            4.2.4.1 煤矸石山陰坡土壤電導(dǎo)率演變
            4.2.4.2 煤矸石山陽坡土壤電導(dǎo)率演變
    4.3 小結(jié)
5 煤矸石山土壤入滲性能演變研究
    5.1 研究內(nèi)容與方法
        5.1.1 野外土壤入滲觀測方法
        5.1.2 數(shù)據(jù)處理
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 煤矸石山陰坡土壤入滲性能演變
            5.2.1.1 土壤入滲速率
            5.2.1.2 土壤累計入滲量
        5.2.2 煤矸石山陽坡土壤入滲性能演變
            5.2.2.1 土壤入滲速率
            5.2.2.2 土壤累計入滲量
    5.3 小結(jié)
6 煤矸石山生境小氣候演變研究
    6.1 研究內(nèi)容與方法
        6.1.1 野外觀測
            6.1.1.1 地溫觀測
            6.1.1.2 氣溫和空氣相對濕度觀測
            6.1.1.3 水面蒸發(fā)量觀測
            6.1.1.4 風(fēng)速觀測
        6.1.2 數(shù)據(jù)處理
    6.2 結(jié)果與分析
        6.2.1 煤矸石山空氣溫度變化
            6.2.1.1 煤矸石山陰坡氣溫變化
            6.2.1.2 煤矸石山陽坡氣溫變化
        6.2.2 煤矸石山空氣相對濕度變化
            6.2.2.1 煤矸石山陰坡空氣相對濕度變化
            6.2.2.2 煤矸石山陽坡空氣相對濕度變化
        6.2.3 煤矸石山風(fēng)速變化
            6.2.3.1 煤矸石山陰坡風(fēng)速變化
            6.2.3.2 煤矸石山陽坡風(fēng)速變化
        6.2.4 煤矸石山水面蒸發(fā)變化
            6.2.4.1 煤矸石山陰坡水面蒸發(fā)變化
            6.2.4.2 煤矸石山陽坡水面蒸發(fā)變化
        6.2.5 煤矸石山地溫變化
            6.2.5.1 煤矸石山陰坡地溫變化
            6.2.5.2 煤矸石山陽坡地溫變化
    6.3 小結(jié)
7 煤矸石山植被演替過程中物種多樣性變化研究
    7.1 研究內(nèi)容與方法
        7.1.1 樣地調(diào)查
        7.1.2 分析計算
            7.1.2.1 群落重要值
            7.1.2.2 α多樣性指數(shù)
    7.2 結(jié)果與分析
        7.2.1 煤矸石山陰坡物種多樣性變化
            7.2.1.1 陰坡不同樣地植物群落組成變化
            7.2.1.2 陰坡不同樣地草本層α多樣性變化
        7.2.2 煤矸石山陽坡物種多樣性變化
            7.2.2.1 陽坡不同樣地植物群落組成變化
            7.2.2.2 陽坡不同樣地草本層α多樣性變化
    7.3 小結(jié)
8 煤矸石山生境質(zhì)量演變綜合評價
    8.1 研究方法
        8.1.1 評價指標(biāo)體系
        8.1.2 主成分分析法的步驟
        8.1.3 數(shù)據(jù)分析
    8.2 結(jié)果與分析
    8.3 小結(jié)
9 結(jié)論與建議
    9.1 結(jié)論
    9.2 建議
圖版
參考文獻(xiàn)
個人簡介
導(dǎo)師簡介
獲得成果目錄清單（2003-2006）
致謝
博碩士學(xué)位論文同意發(fā)表聲明


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]岷江上游山地森林生態(tài)氣候效應(yīng)[J]. 張一平,何云玲,鐘水新,劉玉洪,竇軍霞.  山地學(xué)報. 2005(03)
[2]礦山地質(zhì)環(huán)境問題及防治對策[J]. 湯中立,李小虎,焦建剛,閆海卿.  地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報. 2005(02)
[3]南水北調(diào)中線水源區(qū)棄耕地草本植被演替初步研究[J]. 張海峰,彭鴻,陳存根,張小林,廖純艷.  西北植物學(xué)報. 2005(05)
[4]景觀破碎化對生物多樣性的影響[J]. 劉建鋒,肖文發(fā),江澤平,馮霞,李秀英.  林業(yè)科學(xué)研究. 2005(02)
[5]影響土壤浸提液電導(dǎo)率的鹽分化學(xué)性質(zhì)要素及其強(qiáng)度研究[J]. 劉廣明,楊勁松,姚榮江.  土壤學(xué)報. 2005(02)
[6]我國煤礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)重建研究[J]. 卞正富.  資源·產(chǎn)業(yè). 2005(02)
[7]礦山美容師——胡振琪[J]. 張立紅.  中國科技獎勵. 2005(04)
[8]礦山環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系及層次分析法評價[J]. 羅娟,陳守余.  安全與環(huán)境工程. 2005(01)
[9]騰格里沙漠沙坡頭地區(qū)固沙植被對生物多樣性恢復(fù)的長期影響[J]. 李新榮,肖洪浪,劉立超,張景光,王新平.  中國沙漠. 2005(02)
[10]主成分方法在綜合評價中的應(yīng)用[J]. 蔡藝.  中國統(tǒng)計. 2005(02)

碩士論文
[1]煤礦矸石山植被恢復(fù)機(jī)理研究——以雞西市滴道礦區(qū)和城子河礦區(qū)為例[D]. 谷金鋒.東北林業(yè)大學(xué) 2004
[2]綠化造林改善矸石山生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究[D]. 蔣文瓊.北京林業(yè)大學(xué) 2004
[3]植被恢復(fù)下矸石山土壤改良效益研究[D]. 蘇強(qiáng)平.北京林業(yè)大學(xué) 2004



本文編號：3237749