采煤沉陷对西部风沙区土壤理化特性和细菌群落的影响

发布时间：2021-04-28 02:32

　　煤炭是我国最主要的能源,约占全国能源消耗的70%以上。然而,煤炭开采会打破当地的生态环境平衡,引发一系列生态环境问题,如露天开采导致土壤和植被破坏,井工开采导致地表沉陷,产生地表裂缝,植被根系拉伤或死亡,土壤沙漠化等。神府-东胜煤田是我国重要的煤炭生产基地,位于晋、陕、蒙三省接壤处的风积沙区,北有毛乌素沙漠,南有黄土高原,由于当地常年大风,地表土壤由风积沙覆盖,厚度达5-50 m;井工开采和露天开采是当地主要的两种采煤方式,其中,井工开采煤炭产量约占总量的95%。因此,井工开采导致的地表沉陷成为当地主要的环境地质灾害之一,严重破坏土地资源,且矿区每年的沉陷面积以200 hm²/年的面积增加;此外,土体结构的破坏使土壤生态系统发生变化,如地下水位降低、土壤酶活性降低、土壤水分和养分流失、土壤沙化和生物多样性降低等。目前,许多研究集中于采煤沉陷对土壤理化性质和植被生长的影响方面,并已有了一定的研究进展,但西部风沙区土壤微生物群落结构以及采煤沉陷对土壤微生物群落的影响尚不清楚。由于土壤微生物是维持土壤生态系统稳定的重要因素,在养分循环和凋落物分解方面发挥着至关重要的作用... 

【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 引言
    1.1 采煤沉陷对土壤理化性质的影响
        1.1.1 采煤沉陷降低了土壤含水量
        1.1.2 采煤沉陷加剧土壤沙化进程
        1.1.3 采煤沉陷致使土壤养分流失、土壤酶活性降低
    1.2 采煤沉陷导致植被退化
    1.3 采煤沉陷影响土壤微生物群落结构
        1.3.1 煤炭开采影响风沙区土壤微生物数量和多样性
        1.3.2 沙漠土壤微生物多样性
        1.3.3 环境条件影响土壤微生物多样性
    1.4 采煤沉陷区土壤环境破坏的修复措施
    1.5 存在的问题
    1.6 研究目的与意义
    1.7 研究内容与技术路线
        1.7.1 研究内容
        1.7.2 技术路线
2 采煤沉陷区土壤理化性质和土壤酶活性的时空变化特征
    2.1 材料与方法
        2.1.1 研究区概况
        2.1.2 试验设计
        2.1.3 样品采集与处理
        2.1.4 实验方法及指标测定
        2.1.5 数据处理
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 采煤沉陷区土壤pH、电导率和含水量的时空变化特征
        2.2.2 采煤沉陷区土壤养分含量的时空变化特征
        2.2.3 采煤沉陷区土壤酶活性的时空变化特征
        2.2.4 土壤理化性质与土壤酶活性之间的相关性
    2.3 小结
3 采煤沉陷区土壤细菌群落结构的时空演替规律
    3.1 材料与方法
        3.1.1 研究区样点描述
        3.1.2 采样方案设计
        3.1.3 样品的采集与处理
        3.1.4 所需仪器和试剂
        3.1.5 实验步骤和方法
        3.1.6 数据处理
    3.2 结果与分析
        3.2.1 土壤细菌群落结构多样性
        3.2.2 土壤细菌群落结构组成
        3.2.3 土壤细菌群落结构差异性分析
        3.2.4 土壤细菌代谢功能多样性
    3.3 讨论
        3.3.1 采煤沉陷降低了土壤细菌丰富度和细菌多样性
        3.3.2 采煤沉陷改变了土壤细菌群落结构
        3.3.3 采煤沉陷改变了土壤细菌群落结构的垂直分布特征
        3.3.4 采煤沉陷改变了土壤细菌代谢能力
    3.4 小结
4 地表沉陷区土壤细菌对环境变化的响应
    4.1 材料与方法
        4.1.1 统计分析
    4.2 结果与分析
        4.2.1 地表沉陷 1.5 年土壤环境因子对土壤细菌群落的影响
        4.2.2 地表沉陷2年土壤环境因子与土壤细菌群落的影响
        4.2.3 地表沉陷 2.5 年土壤环境因子与土壤细菌群落的影响
    4.3 讨论
    4.4 小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤脲酶的研究进展及发展前景[J]. 焦志勇.  江西农业. 2016(17)
[2]西部风沙区不同采煤沉陷区位土壤水分中子仪监测[J]. 台晓丽,胡振琪,陈超.  农业工程学报. 2016(15)
[3]半干旱区煤炭开采对土壤含水量的影响[J]. 程林森,雷少刚,卞正富.  生态与农村环境学报. 2016(02)
[4]风积沙区超大工作面开采生态环境破坏过程与恢复对策[J]. 卞正富,雷少刚,刘辉,邓喀中.  采矿与安全工程学报. 2016(02)
[5]废水生物处理过程中污泥的微生物种群结构和PAHs降解菌研究进展[J]. 张玉秀,柴团耀.  中国科学院大学学报. 2016(01)
[6]中国主要土壤有效磷演变及其与磷平衡的响应关系[J]. 展晓莹,任意,张淑香,康日峰.  中国农业科学. 2015(23)
[7]神府煤田风沙区采煤塌陷对粒度成分特征的影响[J]. 赵国平,毕银丽,杨伟,施智宝,徐连秀.  中国沙漠. 2015(06)
[8]风积沙区土地生态损伤自修复能力评价[J]. 陈超,胡振琪,台晓丽,王新静,樊廷立,王西营.  中国煤炭. 2015(10)
[9]半干旱风沙区采煤后裂缝发育对土壤水分的影响[J]. 张延旭,毕银丽,陈书琳,王瑾,韩博,冯颜博.  环境科学与技术. 2015(03)
[10]吉林西部盐碱田土壤蔗糖酶活性和有机碳分布特征及其相关关系[J]. 赵仁竹,汤洁,梁爽,张豪,于树利,王思宁,王静静.  生态环境学报. 2015(02)

博士论文
[1]西部煤矿区开采扰动对根际微生态影响及微生物复垦效应[D]. 王瑾.中国矿业大学(北京) 2015
[2]荒漠矿区关键环境要素的监测与采动影响规律研究[D]. 雷少刚.中国矿业大学 2009
[3]黑土酶活性分布特征研究[D]. 岳中辉.东北农业大学 2006

硕士论文
[1]神东矿区开采沉陷主控因素及GA-WNN下沉系数预计模型研究[D]. 肖良.西安科技大学 2011
[2]川西亚高山森林土壤微生物和酶活性分布特征研究[D]. 杨芳.西南农业大学 2004



本文编号：3164629