研究東部草原區(qū)大型煤田持續(xù)開采活動對采坑周邊土壤微環(huán)境的影響,探索采礦時空序列梯度對生態(tài)的擾動機制,為進一步解決礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。以寶日希勒露天煤礦北側(cè)礦外自然草地區(qū)為研究對象,以距采坑的距離為干擾的強度梯度、開采推進的時間為干擾的時間梯度,設(shè)置距采坑最遠的樣點C3為對照,通過測定不同土層中的土壤微生物數(shù)量、酶活性和土壤理化,探索露天采煤擾動條件下,草原生態(tài)系統(tǒng)中土壤生物活性的時空異質(zhì)性。結(jié)果表明:①隨著擾動強度的提高,土壤中細菌、真菌和放線菌的數(shù)量,蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和過氧化氫酶的活性,以及土壤含水量、全氮含量均減少或降低;相反土壤銨態(tài)氮和速效磷的含量提高。②隨著干擾時間的延長,開采擾動對放線菌、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶、土壤含水量、銨態(tài)氮、速效磷和全氮的影響增強,而對細菌和真菌數(shù)量的影響降低。③在露天煤礦開采的時間梯度與距離梯度交互影響下,土壤微生物及土壤酶活性均有一定響應(yīng),并且隨著干擾時間梯度的減小,土壤生物活性的響應(yīng)程度下降,而土壤因子的響應(yīng)變化不同,只有個別因子與土壤生物活性具有相關(guān)性。 

【文章來源】：煤炭科學技術(shù). 2020,48(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

寶日希勒露天煤礦礦區(qū)外樣點示意

按露天煤礦開采推進時間梯度，即A1向C1方向，分別代表礦坑采煤后回填區(qū)A1、礦坑中央?yún)^(qū)B1及礦坑東邊緣正在采挖區(qū)C1和對照組C3。比較A1樣地L1～L3土層的細菌數(shù)量減少了28.0%～0.6%,L1、L2差異達到顯著水平(P<0.05);真菌數(shù)量減少了40.5%～52.3%，各土層均達到差異顯著(P<0.05);放線菌數(shù)量則減少了43.4%～19.0%，達到顯著性差異水平(P<0.05);B1樣地土層L1～L3的細菌數(shù)量減少了66.9%～45.2%，且差異達極顯著水平(P<0.01);真菌數(shù)量減少了17.7%～66.2%，呈顯著差異水平(P<0.05);放線菌數(shù)量減少了17.0%～6.7%，僅L1層達到顯著性差異水平(P<0.05)�？梢姡拷短觳擅旱V坑區(qū)域土壤細菌、真菌和放線菌的數(shù)量顯著降低，且不同微生物的響應(yīng)變化不同。隨著采煤時間梯度增加，由C1到A1土壤細菌數(shù)量減幅呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。真菌數(shù)量的降低幅度變化沒有明顯的趨勢。而放線菌數(shù)量降低幅度的變化趨勢為先降低后升高。可見土壤微生物會對露天煤炭開采的干擾有一定的響應(yīng)。樣帶土壤細菌數(shù)量幾乎在任何一層土壤中呈現(xiàn)C>A>B，而真菌數(shù)量呈現(xiàn)C>B>A，樣帶C中每層土壤真菌數(shù)量顯著大于樣帶B和A，放線菌數(shù)量趨于呈現(xiàn)B>C>A，變化不顯著(圖3)�？梢婇_采時間越短對礦外土壤微生物數(shù)量的影響越小。

隨著采煤時間梯度增加，由C1到A1土壤細菌數(shù)量減幅呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。真菌數(shù)量的降低幅度變化沒有明顯的趨勢。而放線菌數(shù)量降低幅度的變化趨勢為先降低后升高。可見土壤微生物會對露天煤炭開采的干擾有一定的響應(yīng)。樣帶土壤細菌數(shù)量幾乎在任何一層土壤中呈現(xiàn)C>A>B，而真菌數(shù)量呈現(xiàn)C>B>A，樣帶C中每層土壤真菌數(shù)量顯著大于樣帶B和A，放線菌數(shù)量趨于呈現(xiàn)B>C>A，變化不顯著(圖3)�？梢婇_采時間越短對礦外土壤微生物數(shù)量的影響越小。隨著垂直采坑邊緣的距離梯度的增加，土壤細菌數(shù)量的降低幅度表現(xiàn)為:A樣帶由A1的28.0%～0.6%升高到A3的59.5%～39.2%,B樣帶中表現(xiàn)為降低的趨勢，下降幅度范圍土層L1為66.9%～20.0%、L2為62.1%～17.4%,L3為45.2%～-1.2%,C樣帶降低幅度變化趨勢不明;真菌數(shù)量降低幅度表現(xiàn)出:樣帶A中先降低后升高，L1的降低幅度為31.5%～64.6%、L2的降低幅度為30.2%～76.4%、L3的降低幅度為46.3%～72.8%，樣帶B中降幅呈下降趨勢，由B1降幅17.7%～66.2%至B3的-34.5%～41.2%，樣帶C的降低幅度沒有明顯的變化趨勢;放線菌數(shù)量降低幅度變化表現(xiàn)為:A樣帶由A1降幅43.4%～19.0%升高至A3的50.2%～33.3%，樣帶B中降低幅度變化趨勢不明，樣帶C中有降低趨勢，由C1到C2降幅43.8%～14.3%至33.6%～14.3%。由上可見，研究區(qū)土壤微生物數(shù)量在采礦的時間梯度和強度梯度(距離礦坑近為高強度)呈不同變化趨勢�？梢姡⑸镒曰謴托�(yīng)和露天采煤干擾效應(yīng)表現(xiàn)出隨著干擾強度梯度的降低而降低的趨勢。在時間梯度上，B樣帶土壤細菌數(shù)量呈現(xiàn)最低且降低幅度最大;在距離梯度上，B1樣點土壤細菌數(shù)量降幅在整個樣帶上最大，推測露天煤礦開采中央?yún)^(qū)對礦外土壤微生物數(shù)量的影響最大。而樣帶A開采時間早加之填埋完成，具有一定的自恢復效應(yīng)。對于樣帶C，土壤微生物的數(shù)量幾乎無變化，加之土壤微生物數(shù)量整體上大于其他2條樣帶，可能是開采擾動時間短所致。

【參考文獻】：
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本文編號：3462007