煤矸石对矿区土壤特性与植物生长的影响

作者：南益聪; 杨永刚^*; 王泽青; 周杨; 苏巧梅

来源：应用生态学报, 2023, 34(05): 1253-1262.

DOI：10.13287/j.1001-9332.202305.028

• 生态修复
• 煤矸石
• 土壤水分
• 结构稳定性
• 增强回归树模型

本文通过室内和室外试验，将不同含量(10%、20%、30%、40%和50%)、不同粒径(0～2、2～5、5～8和8～10 mm)的煤矸石与土壤进行复配，形成具有不同容重(1.3、1.35、1.4、1.45和1.5 g·cm-3)的新构土壤，探究土壤重构方式对新构土壤水分、团聚体结构稳定性以及黑麦草、紫苜蓿和白车轴草生长特征的影响。结果表明：土壤饱和含水量(SW)、毛管含水量(CW)和田间持水量(FC)随煤矸石含量、粒径和土壤容重增加而减小。>0.25 mm粒径土壤团聚体(R0.25)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)随煤矸石粒径增加大体呈先增加后减少的变化趋势，在煤矸石粒径为2～5 mm达到峰值；R0.25、MWD和GMD与煤矸石含量呈显著负相关。基于增强回归树(BRT)模型，煤矸石含量对SW、CW和FC的影响较大，对其变异贡献率分别为59.3%、67.0%和40.3%;煤矸石粒径对R0.25、MWD和GMD的影响最大，对其变异贡献率分别为44.7%、32.3%和62.1%;煤矸石含量对黑麦草、紫苜蓿和白车轴草生长的影响较大，分别可解释其49.9%、17.4%和10.3%的变异。煤矸石含量为30%和粒径为5～8 mm的土壤重构方式下供试植物生长较好。表明煤矸石能够改变新构土壤水分和团聚体结构稳定性，矿区生态修复可优选煤矸石含量为30%和粒径为5～8 mm的土壤重构方式。

• 单位
  山西大学; 中国矿业大学（北京）; 太原理工大学