煤矿复垦区土壤质量评价

作     者：强大宏 

作者单位：延安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘长海

授予年度：2020年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：煤矿复垦区 沙棘人工林 内梅罗指数 土壤肥力 

摘      要：鄂尔多斯作为我国重要的煤炭工业基地,为我国经济和社会发展提供了大量煤炭资源。由于对煤炭资源的大面积开采,产生大量的煤矿废弃地。同时,煤矿开采对矿区及其周边生态环境造成了显著影响,使得地表植被损失殆尽,加剧水土流失,土壤肥力显著下降,造成煤矿废弃地土壤质量低下。植被修复被认为是改善矿区废弃地生态环境最直接、最有效的方式之一,而复垦区土壤质量的提升也是矿区土地复垦成功的关键指标。本研究以鄂尔多斯市煤矿复垦区不同林龄的中国沙棘、大果沙棘以及人工草地(对照)为研究对象,采用主成分分析法筛选出最小数据集,建立沙棘人工林土壤质量评价体系,采用修正后的内梅罗指数法评价了沙棘人工林及对照样地的土壤肥力状况。该研究旨在明确沙棘人工对煤矿复垦区土壤的改良作用,以期今后为煤矿复垦区沙棘人工林营造与复垦区生态修复与重建提供数据支撑与理论依据。主要结论如下:(1)随着沙棘林龄的增加,土壤黏粒和粉粒有所增加,砂粒有所减少,且不同土层间存在着明显差异,中国沙棘在00 cm、8000 cm土层,土壤水分存在显著差异,在200 cm、400 cm土层,土壤水分、土壤容重、饱和含水量、毛管持水量、总孔隙度存在显著性差异,在600 cm土层,土壤水分、土壤容重、总孔隙度存在显著性差异;大果沙棘在00 cm土层,土壤水分、土壤容重、饱和含水量、毛管持水量、总孔隙度均存在显著差异,在200 cm、400 cm土层,土壤水分、饱和含水量、毛管持水量、总孔隙度存在显著性差异,在600 cm土层,土壤水分、土壤容重、毛管持水量、总孔隙度存在显著差异,在8000 cm土层,土壤水分、饱和含水量、毛管持水量、总孔隙度存在显著差异,其他物理指标在不同林龄土层间不存在显著差异。(2)中国沙棘在00 cm、400 cm、8000 cm土层,p H不存在显著性差异,在200 cm、400 cm土层,碱解氮不存在显著性差异,其他化学指标在不同林龄土层间存在显著差异;大果沙棘除了碱解氮在8000 cm土层不存在显著性差异,其他化学指标在不同林龄土层间存在显著差异。(3)土壤物理、化学的15项指标的相关分析表明有多对相关关系达到显著或者极显著相关,因此,这15个土壤肥力质量因子完全可以作为相关性提取主成分。对通过基于主成分分析方法的最小数据集方法对15项土壤肥力质量评价指标进行了筛选,最终编入MDS的指标有7个,分别为粉粒、砂粒、饱和含水量、p H、电导率、全磷、碱解氮。(4)基于修正内梅罗指数的土壤肥力质量评价得分排序为:6年生中国沙棘林地土壤肥力状况最好,7年生中国沙棘林地土壤肥力状况次之,人工草地土壤肥力状况最差。