我国是一个煤矸石产量较大的国家,据统计我国目前每年排放煤矸石9000万吨,占煤炭产量的10~20%,大量煤矸堆积在地表形成煤矸石山会对环境造成巨大危害,而矸石山的生态修复会减轻其对环境的危害。煤矸石山生态修复中,上覆土的理化性质和肥力水平可对植物生长产生较大影响,不少研究表明,蚯蚓能对土壤和修复植物产生一定的生态功能。由此,本研究拟通过实验室微宇宙实验,模拟野外矸石山生态环境,基于蚯蚓与植物在矸石上不同厚度覆土中的共生实验,通过对上覆土理化性质、土壤重金属含量及有效态含量的分析和测试,拟揭示蚯蚓对上覆土的改良效应。同时,结合蚯蚓添加后,对覆土中植物生长势、植物抗性酶活性分析,阐明蚯蚓对植物生长的调节作弄,最终,探索出蚯蚓在煤矸石山生态修复中的功能。通过实验研究主要得出:(1)蚯蚓活动能显著改变覆土理化特性覆土厚度对土壤pH、有机质、总N、总P、总K会产生不同程度影响。蚯蚓在不同厚度覆土中均能起到降低土壤pH值作用,且当覆土厚度为10cm时,降低pH的能力最大;投放蚯蚓能使不同厚度覆土有机质含量增加,在厚度为30cm时有机质含量增到最大;同样,投放蚯蚓后,覆土总N、总P、总K含量均有所提高,分别在覆土厚度为30cm、30cm、50cm时达到最大。(2)蚯蚓活动能显著改变覆土中元素浓度通过对7d、21d、40d覆土中元素浓度分析发现:投放蚯蚓可以使土壤中重金属元素(Cr、Cu、Pb、Zn)浓度降低。且覆土厚度不同,覆土中元素浓度变化也不相同。在覆土厚度为50cm时,蚯蚓对Cr、Pb、Zn三种元素浓度降低能力最大;在覆土厚度为70cm时,对Cu元素浓度降低能力最大;随着时间增长,覆土中重金属元素浓度也随之降低,在7d~21d时,重金属元素浓度降低较为明显。而蚯蚓也可使土壤重金属DTPA态含量增加,在覆土厚度为50cm时效果最佳。(3)蚯蚓活动能显著改变覆土中植物生长状态投加蚯蚓后,香根草地上部、地下部株长与鲜重均增加,在50cm与70cm覆土厚度中香根草生长状态最好;投放蚯蚓后,香根草中SOD、POD、CAT的含量均有所增加,且随覆土厚度增加,酶活性呈现增加趋势,在50cm覆土厚度时活性达到最大;脯氨酸与可溶性蛋白酶的含量随覆土厚度的增加而降低,MDA与叶绿素则随覆土厚度增加而增加,它们均在50cm和70cm时达到极值。因此,将蚯蚓投入矸石山覆土中确实能起到改良覆土性质,改变植物生长的作用。总体而言,添加蚯蚓,能在50cm~70cm的覆土中起到最大的生态改良效应,本研究表明蚯蚓能在矸石山生态修复中起到良好的生态功能。图10表9参91