2种利用类型煤矸山复垦重构土壤的微生物量碳、氮含量与酶活性-《江苏农业科学》(2016年8期).docx

龙源版权所有 2种利用类型煤矸山复垦重构土壤的微生物量碳、氮含量与酶活性作者：毕斌 任珊珊 郭李凯 于亚军来源：《江苏农业科学》2016年第08期 摘要：土壤微生物量碳、氮含量与酶活性可以作为评价土壤质量恢复的敏感因子，因此开展煤矸山重构土壤微生物量碳、氮含量与酶活性研究对于分析复垦土壤质量恢复状况十分必要。以山西省長治市王庄煤矸山复垦6年的林地（SL）、草地（GL）为研究对象，分析2种利用类型煤矸山土壤微生物量碳、氮含量与酶（碱性磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶）活性的差异。结果表明：林地微生物量碳含量与碱性磷酸酶活性、脱氢酶活性分别比草地高393%、128%、289%；微生物量氮含量与脲酶、过氧化氢酶活性分别比草地低4%、5%、57%。相关性分析表明：微生物量碳含量与脱氢酶、碱性磷酸酶活性主要受有机质、全氮含量的影响，而微生物量氮含量与脲酶、过氧化氢酶活性主要受碱解氮含量的影响；0～10 cm土层草地有机质、全氮含量分别比林地低15%、7%，碱解氮含量比林地高50%，导致2种复垦样地之间微生物量碳、氮含量与酶活性存在明显差异。综合试验结果可知，林地有助于微生物量碳含量与碱性磷酸酶、脱氢酶活性的提高，草地有助于微生物量氮含量与脲酶、过氧化氢酶活性的提高。 关键词：复垦土壤；土壤微生物量碳、氮含量；土壤酶活性；煤矸山 中图分类号： S153.6；X825文献标志码： 文章编号：1002-1302（2016）08-0511-04 煤矸石是井工开采和洗煤排出的废弃物，是矿区主要污染源之一，目前其综合利用率不足20%，因此多弃置于地表形成矸石山[1]，不仅占用大量土地，而且对当地的生态环境构成严重威胁[2]。因此，采用推平覆土后进行植被绿化是煤矸山治理的主要措施之一[3]。但是煤矸山推平覆土时通过工程技术措施（如铲平、碾压）形成的“重构土壤”改变了原有土壤的水、肥、气、热等理化性质，进而影响土壤微生物、酶直接参与的诸如养分循环、有机质分解等诸多生态过程，而土壤酶、微生物是生态系统物质转化和能量循环的驱动力[4]，且对外界胁迫比动植物反应敏感，其活性、生物量能够反映土壤的肥力水平，常被作為评价土壤恢复质量的敏感因子[5-6]。因此，开展煤矸山重构土壤微生物、酶活性的研究对于分析复垦土壤质量恢复状况十分必要，也有助于评价矸石山复垦治理后水肥状况恢复的效果。 山西省长期进行高强度煤炭开采，已囤积超过10亿t煤矸石，形成了300多座矸石山，产生了一系列生态环境问题[7]。近年来，山西省加大了矸石山的治理力度，多个煤矸山通过覆土复垦的方法得到治理[8]。因此，以山西省为研究区开展复垦矸石山土壤微生物、酶活性状况研究具有典型性。本研究以山西省长治市潞安矿区王庄煤矿复垦煤矸山为例，以复垦6年的林地（SL）、草地（GL）为研究对象，分析2种利用类型复垦煤矸山土壤微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）含量，以及土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性，同时分析土壤微生物量碳、氮含量，酶活性与土壤主要养分状况的关系，以此研究2种利用类型煤矸山土壤微生物量碳、氮含量与酶活性的差异，可以为煤矸山复垦植被类型的选择提供理论依据，也可为矿区复垦、土壤生态系统的恢复、重建提供科学依据。 1材料与方法 1.1研究区概况 研究区位于山西省长治市潞安矿区，地处黄土高原东南部太行山脉，上党盆地的中部。该区为温带大陆性季风气候，多年平均气温为9.5 ℃，年均日照时间为2 518 h，无霜期为 160 d 左右，年均降水量为550～650 mm，年均蒸发量为 650～750 mm，降水年际变化和年内变化均很大，其中夏秋季降水量占全年的71.6%。 研究样地位于该矿区王庄煤矿西矸石山，地理位置为36°22′02.2″N、113°01′29.1″E，海拔959 m，该矸石山形成于20世纪90年代，矸石存放量约为156万m3，占地约 7.7万m2，南北宽220 m，东西长400 m，垂直高度35 m，该矸石山一部分于2009年完成推平覆土，复垦后植被类型为灌木林地、草地，灌木林地主要植物为火炬树（Rhus typhina Nutt）、连翘（Forsythia suspensa）、荆条（Vitex negundo var. heterophylla），郁闭度约为0.23；草地的主要植物为白羊草[Bothriochloa is chaemum（L.）Keng]、羊胡子草（Carex rigescens）、狗尾草[Setaira viridis（L.）Beauv）]，草高约15～20 cm，覆盖度约为71%。矸石山的另一部分于2014年完成推平覆土，目前处于裸地状态，前后2次覆土土壤均取自矿区附近，土壤性质基本一致，覆土厚度均为100～120 cm。