【摘 要】
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采煤活动会对周边土壤环境产生一定的扰动作用,从而影响土壤动物的多样性,目前通过煤矿区土壤动物多样性表征采煤活动对土壤环境的影响研究还较少。同时,煤矿区土壤复垦修复中,矸石上覆土的理化特性及肥力水平会影响其后续的生态修复进程,如何改善上覆土的理化特征也成为研究的热点。基于此,本研究拟先研究煤矿区土壤蚯蚓的多样性及其限制因子,而后,采用不同方式的蚯蚓与植物协同改良矸石上覆土的实验,以探索采煤活动对土壤
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采煤活动会对周边土壤环境产生一定的扰动作用,从而影响土壤动物的多样性,目前通过煤矿区土壤动物多样性表征采煤活动对土壤环境的影响研究还较少。同时,煤矿区土壤复垦修复中,矸石上覆土的理化特性及肥力水平会影响其后续的生态修复进程,如何改善上覆土的理化特征也成为研究的热点。基于此,本研究拟先研究煤矿区土壤蚯蚓的多样性及其限制因子,而后,采用不同方式的蚯蚓与植物协同改良矸石上覆土的实验,以探索采煤活动对土壤环境的影响,蚯蚓与植物以不同方式协同对矸石上覆土的改良作用。通过实验研究,结果表明:(1)煤矿区共检出蚯蚓2科2属3种,而对照区(CK)共检出蚯蚓3科5属6种,蚯蚓多样性和蚯蚓均匀度指数分布为对照区(CK)(0.930)>潘一矿(0.869)>新庄孜矿(0.685),蚯蚓种群密度为对照区(CK)>新庄孜矿>潘一矿,可知煤矿区蚯蚓多样性、种群密度均低于对照,从而采煤活动对矿区蚯蚓多样性有消极影响。(2)煤矿区土壤为弱碱性,EC、SOC、TN、SMBC和SMBN在土壤中大小为对照区(CK)>潘一矿>新庄孜矿,其中对照区土壤含水率、TN、SMBN和土壤呼吸强度大小显著性(P<0.05)高于煤矿区;潘—矿(新矿)中蚓体对Cd、Cu、Zn的富集能力强于新庄孜矿(老矿),但蚯蚓体内重金属富集总量低于新庄孜矿。将蚯蚓种群特征与土壤理化、元素作相关分析,发现土壤含水率和SMBN是矿区蚯蚓多样性的重要因子,Zn是主要金属因子,而土壤呼吸强度是关键环境因子。(3)蚯蚓-植物协同对矸石上覆土理化的改良中,对于土壤理化,蚯蚓添加均降低土壤pH值,单一添加植物时pH均偏高;50cm覆土条件下,单一添加蚯蚓(D组)显著提高土壤EC值,但同时也降低pH至酸性;而协同(B组)处理组对pH、EC的改良效应最好,维持土壤中性或弱碱性。覆土厚度对土壤有机质的影响大于协同方式,以30cm覆土单一添加植物时(E组)最高;蚯蚓、植物同时添加对总氮的影响呈先增加后减小的趋势,对总磷的影响较小。(4)对于植物,协同(B组)处理组对植物生物量及光合色素合成量的改良效应均较其它组别高但不显著(P>0.05);单一植物添加受到环境的胁迫较有蚯蚓组高,植物体内蛋白质、脯氨酸含量随时间的增加而减少;除前协同(A组)处理组外,所有蚯蚓添加组均增加植物抗性酶活性,且以协同(B组)最高。图[5]表[12]参[116]
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