【摘 要】
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土壤质量与土壤的结构密切相关,采煤过程中持续发育的地表拉张裂隙,直接改变了土壤结构,是沉陷区土壤质量改变的直接因素。查明采煤过程中拉张裂隙区土壤质量是精准恢复沉陷区土地质量的关键,选择安徽淮北孙疃矿拉张裂隙区土壤为研究对象,通过对该研究区土壤的理化性质和土壤重金属的时空分布分布、土壤质量评价、土壤微生物多样性特征分析等研究,探讨了采煤拉张裂隙区不同位置、不同土壤深度的土壤理化性质和土壤重金属的差异
【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(北矿业集团股份有限公司朱庄煤矿)项目基金；
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土壤质量与土壤的结构密切相关,采煤过程中持续发育的地表拉张裂隙,直接改变了土壤结构,是沉陷区土壤质量改变的直接因素。查明采煤过程中拉张裂隙区土壤质量是精准恢复沉陷区土地质量的关键,选择安徽淮北孙疃矿拉张裂隙区土壤为研究对象,通过对该研究区土壤的理化性质和土壤重金属的时空分布分布、土壤质量评价、土壤微生物多样性特征分析等研究,探讨了采煤拉张裂隙区不同位置、不同土壤深度的土壤理化性质和土壤重金属的差异性以及土壤微生物多样性,通过不同分析方法评价采煤拉张裂隙区的土壤质量。得出主要研究结果如下:（1）土壤理化性质分析表明:拉张裂隙区土壤在夏季含水率、pH、速效磷和速效钾含量高于冬季,土壤总氮和有机质含量为夏季小于冬季;在土壤不同深度的分布规律上:含水率和pH均随着土壤深度增加而增大,总氮和有机质含量表层最高,速效磷和速效钾在不同季节表现不同,速效磷含量在冬季和含水率、pH一样,随着土壤深度增加而增大,夏季各个土层间差异不显著。拉张裂隙区不同位置理化性质差异显著,土壤含水率靠近裂隙处含量较低,随着坡地由高至低含水率有增大的趋势。土壤pH在沉陷盆地有变大的趋势,总氮在裂隙区表现为在裂隙高的一侧,靠近裂隙总氮含量越低;在裂隙低的一侧,靠近裂隙含量越高。整体随着坡度向下,在坡顶TA区域总氮有上升的趋势,坡中MA区域总氮降低的趋势显著。有机质在裂隙两侧差异显著,两条裂隙中间的土壤有机质含量高于裂隙两侧。速效磷靠近裂隙含量降低,速效钾靠近裂隙含量增大。（2）土壤重金属分析表明:淮北孙疃矿两次采样土壤重金属除了 Cd分别超过淮北市土壤背景值1.6倍和1.35倍以外,其余Zn、Cu、Pb、Ni、As均未超过淮北市土壤背景值,说明土壤重金属污染状况良好。通过重金属的时空分布特征可以看出,夏季土壤重金属含量小于冬季的土壤重金属含量,Zn和Cu相似的空间分布结构。结合相关性分析说明,重金属在土壤中具有相似的地球化学行为。（3）通过主成分分析共提取出特征值大于1的主成分2个,贡献率分别为51.23%和26.33%,累计为77.56%。综合各个区的平均得分情况是MA>SA>TA,内梅罗指数法表明拉张裂隙区表层土壤属于一般肥力水平,随着土壤深度增加土壤质量下降。夏季土壤也符合MA>SA>TA的规律。研究区土壤重金属污染等级均为清洁（安全）,并且随着土壤深度变化小,内梅罗指数范围为0.237-0.287之间。单因子潜在生态风险指数,Cd>Pb>Cu>As>Ni>Zn,除了镉（Cd）的单因子潜在风险指数大于40属于中等风险程度外,其余的重金属均小于5.05属于低风险。从RI来看,其值在52.36-58.95之间,均小于150,属于低风险。（4）多样性指数表明,TA1和TA2细菌群落的丰度和多样性相对较高,SA2细菌群落的丰度和多样性最低。放线菌是所有土壤中最主要的门类,平均占比37.03%。变形菌是第二大优势门,平均占比24.44%。酸杆菌和绿弯菌分列第三大优势门和第四大优势门,平均占比分别为13.5%和10.74%。（5）土壤pH、有机质、总氮、速效钾四种土壤理化性质和变形菌、绿弯菌、六核杆菌、杆菌属四种细菌的相对丰度相关性均相互为极显著相关（P<0.01）。RDA分析表明:放线菌和酸杆菌的丰度不受环境因素的影响,有机质、速效钾含量与变形菌的丰度极显著正相关,与绿弯菌的丰度极显著负相关,变形菌与绿弯菌属于竞争关系。图18表29参100
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