【摘 要】
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采煤区土地沉陷导致大量农田遭到破坏,土壤理化性质变差,且凹陷不平,不能继续进行农田种植,因此需要通过植被复垦来进行改善,然而在复垦初期只能采用种植灌木或小乔木,尤其是长势良好的当地乡土树种,以提高地力。本文以神府东胜矿区采煤沉陷区不同林型复垦地为研究对象,设置长柄扁桃、欧李和文冠果3种复垦林型,分析不同复垦林型在0~20 cm和20~40 cm土层上土壤团聚体组成及稳定性、土壤团聚体碳氮磷含量及其
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(采煤沉陷地复垦土壤团聚体固碳效应及有机碳库构成研究,41301605); 内蒙古自治区高等学校科学研究项目(采煤沉陷地复垦土壤团聚体碳氮磷生态化学计量学特征研究,NJZZ18043);
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采煤区土地沉陷导致大量农田遭到破坏,土壤理化性质变差,且凹陷不平,不能继续进行农田种植,因此需要通过植被复垦来进行改善,然而在复垦初期只能采用种植灌木或小乔木,尤其是长势良好的当地乡土树种,以提高地力。本文以神府东胜矿区采煤沉陷区不同林型复垦地为研究对象,设置长柄扁桃、欧李和文冠果3种复垦林型,分析不同复垦林型在0~20 cm和20~40 cm土层上土壤团聚体组成及稳定性、土壤团聚体碳氮磷含量及其化学计量特征和酶活性特征,以此探究采煤沉陷区不同复垦林型在提高土壤团聚体稳定性及碳氮磷养分和酶活性方面的作用机制,为该研究区或其它类似采煤沉陷区植被复垦提供理论依据。主要结果如下:(1)长柄扁桃、欧李和文冠果复垦提升了0~20 cm和20~40 cm土层>2 mm、2~0.25mm粒级机械稳定性和水稳定性团聚体含量,降低了0.25~0.053 mm和<0.053mm粒级机械稳定性和水稳定性团聚体含量,其中文冠果复垦地>2 mm粒级团聚体含量显著高于其它复垦林型,<0.053 mm粒级团聚体含量显著降低。(2)不同复垦林型各土层大于0.25 mm机械稳定性团聚体(DR>0.25)、水稳定性团聚体(WR>0.25)分别较对照样地增加了17.86%~33.36%和12.94%~21.69%,平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)较对照样地显著增大、分维形数(D)减小;文冠果复垦地团聚体MWD和GMD最大、D最小,且较其它复垦林型差异显著。(3)不同复垦林型均提升了0~20 cm和20~40 cm土层土壤团聚体有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量;文冠果复垦地团聚体SOC、TN和TP增幅最大,其中SOC和TN含量显著高于其它复垦林型;不同复垦林型各土层<0.053mm粒级团聚体SOC、TN和TP含量最高,但>2 mm和2~0.25 mm粒级团聚体对土壤SOC、TN、TP的贡献最大。(4)不同复垦林型各土层土壤团聚体C/N、C/P和N/P均高于对照;各林型土壤团聚体C/N、C/P和N/P分别在10.46~15.53、14.10~20.52和1.01~1.72之间,均低于我国和全球平均水平,氮素为研究区最主要的限制性因子。(5)不同林型复垦均可提升各土层土壤团聚体碱性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶(S-CAT)的活性,其中长柄扁桃和文冠果复垦地土壤酶活性普遍高于欧李复垦地,且<0.053 mm粒级团聚体酶活性更高;土壤团聚体碱性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶以及过氧化氢酶与团聚体SOC、TN、TP呈显著正相关。综合来看,文冠果对土壤培肥效果更佳,是采煤沉陷地复垦很好的林种。
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