【摘 要】
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两淮地区是我国的煤炭主产地之一,井工开采导致上覆岩体应力状态发生变化,形成大面积采煤沉陷盆地,拉张裂隙是沉陷盆地形成和稳定过程中最普遍存在的地表沉陷类型,贯穿沉陷整个过程,并广泛分布于沉陷区。地表拉张裂隙是导致沉陷区土壤质量和微生物群落分布改变的推动力,查明拉张裂隙区土壤质量和微生物群落特征对于沉陷区土壤的精准修复和高效利用具有重要意义。以淮北矿区孙疃矿采煤拉张裂隙区作为研究区域,在纵向和横向两种
【基金项目】
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淮北矿区开采沉陷地拉张裂隙地质灾害防控技术研究(淮北矿业集团股份有限公司朱庄煤矿)项目基金
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两淮地区是我国的煤炭主产地之一,井工开采导致上覆岩体应力状态发生变化,形成大面积采煤沉陷盆地,拉张裂隙是沉陷盆地形成和稳定过程中最普遍存在的地表沉陷类型,贯穿沉陷整个过程,并广泛分布于沉陷区。地表拉张裂隙是导致沉陷区土壤质量和微生物群落分布改变的推动力,查明拉张裂隙区土壤质量和微生物群落特征对于沉陷区土壤的精准修复和高效利用具有重要意义。以淮北矿区孙疃矿采煤拉张裂隙区作为研究区域,在纵向和横向两种拉张裂隙区布设采样线:纵向拉张裂隙区自高到向低设置三个区域,每个区域设置4个采样点;横向拉张裂隙区自高向低设置三个区域,每个区域设置2个采样点。每个采样点位沿1 m剖面沿深度方向每隔20 cm采集一个土壤样品,共采集了 95个土壤样品。测试含水率、有机质、速效钾、速效磷、全氮和全磷等理化性质指标,利用高通量测序技术测定细菌群落特征及不同分类水平上的遗传信息,探究淮北矿区采煤沉陷地表拉张裂隙区细菌群落特征与环境因子的相关性,主要结论如下为:（1）拉张裂隙区土壤特征:横向拉张裂隙区含水率、有机质和全氮高于纵向拉张裂隙区,速效钾低于纵向拉裂隙区。垂直分布上,纵向拉张裂隙区土壤含水率显著集聚在20-80 cm 土层,纵向、横向裂隙区有机质、全氮、全磷显著聚集在表层,并随着深度增加而降低。水平方向上,纵向拉张裂隙区表层土壤养分含量出现随着坡位降低而降低的“逆序”现象,其中全氮分布最为明显。横向裂隙区则是主要集中在中低部分,其中有效磷分布最为明显,随着坡位降低含量上升。主成分分析法肥力得分排名为:对照>横向裂隙区>纵向裂隙区,这与内梅罗法所得结果一致。内梅罗法结果显示,除表层外其余土层的多属于“瘦脊”水平,有机质、全氮、全磷是限制因素。（2）细菌群落组成及其多样性研究:所有土壤样本共计产生3649314个有效序列,共计找出42门268属,纵向、横向裂隙区和对照优势菌门、属相同,但丰度上存在差异。纵向裂隙区放线菌门（Actinobacteria）占比高于横向裂隙区,酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）占比低于横向裂隙区。由Alpha多样性指数结果可知:对照区细菌丰度高于横向裂隙区高于纵向裂隙区。深度方向上20-40 cm 土层细菌丰度较高,而底层土壤细菌丰度较低。（3）细菌群落组成、多样性及其与土壤环境因子相关性进行分析:横向和纵向拉张裂隙区土壤环境因子与菌落相关性相似。土壤有机质、全氮、全磷与Alpha指数显著相关,是影响细菌群落丰富度和相对丰度的关键因素。RDA结果显示:对照、横向和纵向拉张裂隙区各土层细菌群落与环境因子的相关性存在差异,门水平下,表层土壤细菌群落主要受全氮和有机质含量影响,其余土层细菌群落主要受含水率和pH影响。在纲、属水平下也有类似现象。图16表20参110
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