国家自然科学基金(41271528)
- 作品数：18 被引量：251H指数：9
- 相关作者：王金满白中科秦倩张佳瑞王洪丹更多>>
- 相关机构：中国地质大学（北京）国土资源部山西农业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国土资源公益性行业科研专项山西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学矿业工程经济管理环境科学与工程更多>>
- 采煤塌陷对土壤理化性质影响的研究进展被引量：19
- 2016年
- 煤矿开采导致地表塌陷,并改变原有土壤理化性质。为了更好地开展矿区土地复垦,进行土壤重构,必须要对塌陷区土壤理化性质进行分析研究。本文综述了塌陷对土壤理化性质的影响以及土壤理化性质空间变异的国内外研究现状,总结当前研究存在的问题,并提出以后塌陷区土壤理化性质研究方向,为塌陷区土壤理化特性变化机理揭示提供指导。
- 祝宇成王金满白中科秦倩王洪丹
- 关键词：塌陷理化性质
- 黄土丘陵区大型露天煤矿地形时空演变分析--以平朔安家岭露天煤矿为例被引量：2
- 2014年
- 为了揭示黄土丘陵区大型露天煤矿采剥、排弃、复垦过程中地形时空的演变规律,本文以平朔安家岭露天煤矿为例,通过构建矿区2000—2016年五期DEM,提取地形演变因子参数,并对地形演变特征及其阶段规律进行统计分析。结果表明:黄土丘陵区露天煤矿采、排、复地形演变过程中因子指标值呈现5种不同的变化趋势;根据累计贡献率达到93.94%以上,确定了地形演变相关的两个独立的新指标,即起伏因子、扭曲因子,并得到这两个因子的主成分值;将露天矿区地形演变划分为四个阶段,即矿坑与外排土场形成时期、矿坑推进与内排土场形成时期、内排土场推进时期、内排土场稳定时期,研究了不同阶段地形指标变化的差异性和阶段生态风险。
- 景明白中科陈晓辉王金满周伟曹银贵
- 关键词：黄土丘陵区露天煤矿地形因子生态风险
- 黄土区露天煤矿排土场重构土壤颗粒组成的多重分形特征被引量：60
- 2014年
- 排土场复垦土壤是由人为方式通过不同重构工艺构成的复杂整体,其由不同颗粒组成、具有不规则形状的特性,其核心工作是重构一个适合植被生长的土壤结构。为了更好地对排土场重构土壤结构进行定量表征,该文通过引入土壤多重分形理论,对山西平朔矿区安太堡露天煤矿排土场4种重构土壤方案(含砾石黄土母质覆盖、含煤矸石黄土覆盖、全黄土母质覆盖、含料姜土黄土覆盖)的2 mm以下土壤粒径分布进行了多重分形参数计算,计算参数包括广义维数谱D(q)、多重分形奇异性指数α(q)以及多重分形谱函数f(α(q))等,并对不同分形参数之间的关系进行了计算。通过研究发现:该研究区大型露天煤矿排土场重构土壤颗粒组成具有明显的多重分形特征,D(0)、D(1)、D(1)/D(0)、Δα和Δf反映了土壤颗粒分布的非均匀质特征;该研究区黄土重构剖面的土壤粒径分布范围较小、测度集中程度较高、离散程度较小,土壤粒径组成非均匀性低;多重分形参数之间具有较好的相关性,可以简化选择D(0)、D(1)/D(0)和Δα或D(0)、D(1)和Δf 3个参数实现对黄土区重构土壤颗粒组成分布的定量表征;黄土重构剖面0～90 cm内土壤多重分形参数变化明显,黄土区表层土壤覆盖厚度应在90 cm以上,煤矸石和砾石对重构土壤颗粒的离散程度有一定的影响,应排弃在90 cm以下土层。该研究可为黄土区露天煤矿排土场土地复垦以及重构土壤质量的量化提供理论依据。
- 王金满张萌白中科杨睿璇郭凌俐
- 关键词：土地复垦土壤露天煤矿黄土区
- 黄土区露天煤矿排土场土壤与地形因子对植被恢复的影响被引量：31
- 2016年
- 在脆弱的生态环境改善和恢复过程中,植被恢复与重建扮演着重要的角色。黄土露天煤矿区生态环境极其脆弱,认识矿区损毁土地植被恢复与地形、土壤因子之间的作用规律对矿区土地复垦与生态恢复改善至关重要。为此,选择山西平朔安太堡露天煤矿南排土场对2条样带27个复垦样地的土壤、地形、植被参数进行了采集与测定,并应用单因素方差分析与CANOCO4.5软件的降趋势对应分析和冗余分析研究了地形与土壤因子对植被恢复的影响。结果表明:植被与土壤变量之间呈显著相关,与地形变量之间相关性不明显;坡度主要影响草本覆盖度,坡向与有机质和速效磷之间具有线性相关性;速效钾对植被的变化起着重要的作用;土壤容重与砾石含量对土壤养分含量具有明显的指示作用;有机质与全氮呈显著正相关,各土壤养分指标之间存在明显的相关关系。为了改善和恢复黄土区露天煤矿排土场脆弱的生态系统,应该考虑植被和土壤的联合演替。在当地的生态环境状况下土地复垦与生态恢复的关键是改善土壤状况和增加人工植被,同时加强对排土场人工和自然植被的保护。
- 王洪丹王金满曹银贵卢元清秦倩王宇
- 关键词：土地复垦植被恢复黄土区
- 矿区复垦土壤与植被交互影响的研究进展被引量：20
- 2018年
- 土壤与植被作为煤矿区土地复垦主要成员,在生态恢复与重建方面扮演着重要角色。同时,土壤与植被之间存在着密切的交互影响关系,认识土壤与植被恢复间的交互影响关系及其作用规律与机理对土地复垦与生态恢复具有重要意义。本文系统梳理了复垦土壤与植被演替规律、交互影响研究方法以及交互影响机理。发现研究方法多为缺乏创新性的线性方法,且未能做到对植被与土壤交互影响的连续、动态研究和全面综合分析。在此基础上,提出了深入研究方向:创新植被与土壤交互影响的方法,加强植被与土壤交互影响的动态分析,强化交互影响机理的综合研究,以期为土地复垦与生态恢复研究提供新的视角。
- 张兆彤王金满张佳瑞
- 关键词：土地复垦土壤植被
- 矿区土壤样点布设与监测方法研究进展被引量：1
- 2018年
- 煤炭开采对矿区土壤质量、地形地貌、生态环境产生较大影响,开展矿区土壤动态监测具有重要意义。通过对重构土壤特性,监测样点布设方法,遥感、无人机、物联网等动态监测技术及其应用进行评述,总结各监测样点布设方法适用条件,分析各监测方法的优势及特点,发现在矿区土壤监测研究中仍存在一些问题:缺少针对重构土壤的特性、影响因素研究;适用于重构土壤监测样点布设方法研究较少;土壤监测新技术研究、应用尚待完善。未来矿区土壤监测应拓展重构土壤特性、影响因素及变化规律研究,探究适用于重构土壤的样点布设方法,探索智能化土壤监测新技术并提高监测精度,为科学监测矿区土壤提供依据。
- 李佳燕王金满冯宇王大为
- 关键词：矿区土壤
- 矿山土壤特性及其分类研究进展被引量：9
- 2017年
- 矿山土分类是认识矿山土壤的基础,对矿山土壤系统分类研究是进行矿山土壤改良和植被重建的重要基础。本文从物理、化学、生物和污染4个方面阐述了矿山土壤特性的变化及其对矿山土壤系统分类的影响,并对分类名称、依据、指标体系和分类方法的相关研究进展进行了综述。目前,矿山土壤系统分类大多以其特有属性作为分类指标,运用光谱技术、模糊均值法和神经网络模型等方法完成分类。但这些方法都有其自身的优缺点,建议今后因地制宜地选取定量化分类指标,探索将主成分分析等数学模型与光谱等技术相结合的方法进行矿山土壤系统分类,以期为今后矿山土地复垦与利用提供科学依据。
- 路晓王金满李博白中科
- 关键词：土壤分类土壤特性
- 露天煤矿排土场复垦土地土壤有机碳的动态变化被引量：9
- 2014年
- 为探讨黄土区露天煤矿复垦土壤剖面有机碳的动态变化,以山西平朔露天煤矿排土场不同复垦阶段的耕地、林地和草地为研究对象,通过野外分层采集土样,探讨了不同复垦方向土壤有机碳含量的剖面分布特征及其与土壤pH值、全氮和w(C/N)的相关关系。结果表明:土壤有机碳的剖面分布随土壤深度和复垦方向的变化而变化,不同复垦方向土壤有机碳的垂直分布表现出一定的规律性,即随着土层深度的增加而逐渐递减;与未复垦的排土场相比,复垦2 a和18 a的耕地表层土壤有机碳含量分别增加22.73%和46.06%,复垦18 a和22 a的林地土壤有机碳含量分别增加38.86%和29.55%,复垦14 a的草地土壤有机碳含量增加30.96%,而复垦18 a的草地土壤有机碳含量变化不大;矿区3种复垦方向土壤有机碳含量整体表现为:林地>耕地>草地;复垦后的耕地土壤有机碳与全氮含量之间有显著的正相关性,相关系数R=0.642,林地和草地土壤有机碳含量与全氮之间有极显著的正相关性,相关系数R≥0.812;不同复垦方向土壤有机碳与w(C/N)的相关性都极为显著,相关系数≥0.679;耕地和林地土壤有机碳含量与pH具有明显的负相关性,相关系数分别为-0.685和-0.723,而草地土壤有机C含量与土壤pH没有明显的相关性。本研究可为黄土区露天煤矿排土场土地复垦与生态重建提供一定的借鉴和参考。
- 刘伟红王金满白中科张耿杰
- 关键词：土壤有机碳露天煤矿排土场
- 基于CT分析露天煤矿复垦年限对土壤有效孔隙数量和孔隙度的影响被引量：37
- 2016年
- 露天煤矿排土场由于排土过程中大型机械压实等作用会对土壤的孔隙结构产生影响,重构适合于植被生长的土壤孔隙结构是排土场土地复垦的重要工作。为对排土场重构土壤孔隙结构进行定量分析,该文采用高精度无损计算机断层扫描技术(CT)对山西平朔矿区安太堡露天煤矿排土场平台全黄土母质覆盖的不同复垦年限(0、20、23 a)以及原地貌的土壤进行分层扫描成像,并利用Photoshop和Arcgis软件对扫描图像进行处理和统计分析,探讨了排土和复垦对土壤孔隙数量和孔隙度的影响,分析了排土场重构土壤大、中和小孔隙的变化。结果表明:原地貌土壤孔隙数量和孔隙度最大,其次是复垦23和20 a的土壤,排土后未复垦土壤孔隙数量和孔隙度最小。采矿和排土等活动由于大型机械压实作用降低了土壤孔隙数量和孔隙度,尤其是大孔隙数量和大孔隙度;土地复垦对增加土壤孔隙数量和孔隙度有一定的作用,但是过程比较缓慢。采矿和排土等活动对表层土壤孔隙数量和孔隙度的影响要高于底层土壤。该研究可为黄土区大型露天煤矿排土场重构土壤结构的优化与土地复垦措施选择提供依据。
- 王金满郭凌俐白中科秦倩吕春娟
- 关键词：土地复垦土壤孔隙度露天煤矿黄土区
- 基于CT扫描技术预测露天煤矿区不同压实土壤水分特征曲线被引量：2
- 2022年
- 随着机械化程度的快速增加,露天煤矿区反复机械作业和废料堆积压实会引起土地资源破坏,造成土壤退化和生态失衡。厘清压实对土壤水力特性的影响,对土地复垦和水肥管理具有重要实际意义。本研究采集山西平朔矿区安太堡露天煤矿排土场的表层土壤,在实验室分别制备了2组实验土壤样品,密度范围为1.3~1.8 g/cm^(3),密度间隔为0.1 g/cm^(3)。其中一组样品用于实验室离心法测定水分特征曲线,另一组基于CT扫描技术结合土壤大孔隙的三维重构技术,预测设定压实范围内的水分特征曲线。通过统计方法对比预测值和实测值的差异验证物理经验模型的预测性能,分析压实作用对土壤水分特征曲线的影响机理。结果显示,CT扫描技术快速便捷获取了土壤大孔隙的分布特征,且随着压实程度增加,土壤大孔隙数量和大孔隙度显著减少,有效降低土壤孔隙间的连接度。对于土壤水分特征曲线的预测值发现,在可预测的密度范围内,土壤含水量随着压实程度增加而迅速降低,这主要是由于压实作用改变了土壤大孔隙的分布特征,土壤内部紧缩,储水效果降低造成的,且预测值和实测值随密度的变化规律相同,模型的预测精度较高。
- 王金满张丽娜冯宇荆肇睿
- 关键词：CT扫描土壤压实水分特征曲线
