采煤塌陷地及其复垦土壤颗粒分布与分形特征

作者

余健房莉李涵韬徐占军卞正富朱永恒
单位

中国矿业大学环境与测绘学院安徽师范大学国土资源与旅游学院安徽师范大学安徽省自然灾害过程与防控省级实验室山西农业大学资源环境学院
摘要

以徐州市铜山煤矿区不同复垦方式(煤矸石充填复垦(MGS)、混推平整复垦(HTPZ)、泥浆泵复垦(NJB)和粉煤灰充填复垦(FMH))的土壤及塌陷地土壤为研究对象,分析了塌陷地及其不同复垦方式土壤颗粒组成及分形特征的变化,探讨了土壤颗粒组成及分形特征与土壤的总碳(TC)、总氮(TN)、总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)、总硫(TS)含量及颗粒比表面积(TSSA)、吸湿系数、颗粒平均粒径、中值粒径等的关系.结果表明:土地塌陷及复垦对土壤颗粒组成及分形维数均影响较大.黏壤土区土地塌陷引起土壤黏粒含量下降,而粉粒含量增加;粉土区则相反.塌陷地复垦有利于土壤颗粒组成及分形维数向对应质地的未塌陷地方向发展,复垦土壤表现出向自然耕作土壤方向演变的特征,恢复效果以HTPZ和FMH土壤较好.MGS土壤表层质地趋于更加黏重,而NJB土壤则存在一定黏粒的损失,不利于土壤结构的形成.两种质地区土壤分形维数均与土壤黏粒含量呈显著正相关关系,与粉粒或砂粒含量、中值粒径和平均粒径呈显著负相关关系,与吸湿系数、TC含量、TIC含量、TSSA和TN含量呈显著正相关关系.可以通过分形维数的变化来表征或判断采煤塌陷区土壤颗粒组成、理化性状变化趋势.
关键词

采煤塌陷地复垦土壤土壤颗粒组成分形维数
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(41101529,51304130)；自然地理学省级重点学科和安徽师范大学国土资源与旅游学院科研团队资助项目(Asdgl102)；
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