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露天矿区复垦土壤质量动态变化研究

作　者: 韩建军
导　师: 李新举
学　校: 山东农业大学
专　业: 农业资源环境
关键词: 露天矿区土地复垦土壤质量时空变异内蒙古
分类号: TD88
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭是我国最主要的能源,约占一次性能源消费量的74%。我国煤炭开采大约96%的为井工开采,4%的为露天开采。井工开采形成地下采空区,势必会造成地面塌陷。目前我国采煤区地面塌陷造成土地破坏总量超过400万hm2,并且每年仍以3.3-4.7万hm2的速度增加,露天矿挖损土地75万hm2,因此我国的土地复垦任务相当艰巨。近几年来,我国对土地与环境的重视,土地复垦工作得到了迅速发展,复垦率已达12%。每年国家及矿山企业用于土地复垦的资金达50亿元以上。为了减少投资风险,确保复垦土地具有较高的生产力,必须重视复垦质量的验收与评价。本文以内蒙古鄂尔多斯伊金霍洛旗的露天矿为例,借助遥感手段分析了矿区土地利用变化状况;通过实地取样分析掌握了复垦土壤理化性状变异特征;构建了复垦土壤质量指标体系并进行了评价。通过研究得出以下主要结论:1)矿区从1986年至2006年植被面积有所增加,增加的面积为0.25km2。矿区新增加的裸露区面积减少0.41 km2。2)由于受到复垦机械的碾压,复垦土壤紧实度较大,表层土壤紧实度都大于未破坏土壤,并且随着复垦年限增加表层土壤紧实度逐渐增加,但所有复垦年限土壤紧实度都小于排土场。复垦土壤紧实度在土壤剖面分布上,表层较小,最大一般出现在30cm左右。3)复垦土壤养分低于未破坏土地,排土场最低,随着复垦年限增加逐渐增加,至复垦5年基本达到未破坏土壤养分水平,说明在复垦过程中表土的保护不够,没有完全按设计要求进行表土剥离、回填,而是和其他土壤进行了混和,致使复垦土壤养分较低。在复垦土壤中土壤养分在垂直剖面上在20cm左右较高,其主要原因是下部土壤紧实度较大,植物根系难以穿透这一层次,主要集中在20cm左右,上部植物的枯枝落叶和下部根系使该层次土壤养分,特别使有机质较高。4)土地复垦后,种植不同植被对土壤紧实度改善效果不同,牧草效果最好,林木次之,耕地最差,在林木中针叶树好于阔叶树。不同植被对复垦土壤养分影响较大,土地复垦种植牧草土壤有机质、全N、有效P、速效K都达到或超过未破坏土地的水平;耕地除了有效P较高外,其他几种养分都基本是最低的;在改善土壤养分状况方面阔叶树好于针叶树;5)在植被的作用下,复垦土壤质量随着复垦年限增加不断提高,表层土壤质量至复垦5年达到未破坏土壤的水平。由于植被的枯枝落叶和人物活动,复垦土壤表层土壤质量高于下层土壤。不同植被条件土壤质量变异较大,耕地、针叶林地对土壤质量状况改善效果较差,牧草、阔叶树效果较好。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
1 研究目的意义  10-19
  1.1 研究背景  10-12
  1.2.国内外研究现状  12-17
    1.2.1 土壤质量的概念  12-13
    1.2.2 土壤质量评价指标的选取  13
    1.2.3 土壤质量评价方法  13-14
    1.2.4 复垦土壤质量研究  14-17
  1.3 研究目标、研究内容与技术路线  17-19
    1.3.1 研究目标  17
    1.3.2 研究内容  17-18
    1.3.3.研究方法、技术路线  18-19
2 研究区域概况  19-25
  2.1 研究区位置及开采范围  19-21
    2.1.1 地理位置  19-20
    2.1.2 开采面积  20
    2.1.3 研究区生产建设情况  20-21
    2.1.4 储量  21
  2.2 地理水文  21
  2.3 土壤重构方案  21-25
3 矿区土地利用结构变化  25-30
  3.1 资料准备  25
  3.2 数据处理  25-26
    3.2.1 井上下对照图矢量化  25
    3.2.2 矢量数据预处理  25
    3.2.3 校正地形图  25-26
    3.2.4 遥感影像预处理  26
  3.3 矿区土地利用信息提取和方法  26-27
  3.4 土地覆被结构变化  27-30
4 复垦土壤理化性状变异特征  30-52
  4.1 样品采集  30-33
  4.2 复垦土壤物理性状变异特征  33-39
    4.2.1 复垦土壤压实度变异特征  33-35
    4.2.2 土壤容重时空变异  35-37
    4.2.3 土壤含水量时空变异  37-39
  4.3 复垦土壤化学性质的时空变异  39-52
    4.3.1 土壤有机质时空变异  39-42
    4.3.2 土壤全 N 时空变异  42-44
    4.3.3 土壤有效 P 时空变异  44-46
    4.3.4 土壤速效 K 的时空变异  46-48
    4.3.5 土壤pH 值时空变异  48-50
    4.3.6 土壤电导率（EC）时空变异  50-52
5 复垦土壤综合质量评价  52-58
  5.1 指标权重的确定  52
  5.2 指标隶属度计算  52-56
  5.3 土壤综合质量评价  56-58
6 结论及创新  58-60
  6.1 主要结论  58-59
  6.2 创新点  59-60
参考文献  60-66
致谢  66

露天矿区复垦土壤质量动态变化研究

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