高潜水位矿区不同土地利用方式下复垦土壤颗粒与分形特征

金属矿山 ›› 2019, Vol. 48 ›› Issue (03): 182-188.

高潜水位矿区不同土地利用方式下复垦土壤颗粒与分形特征

房莉^1,2，余健^1,2，方凤满^1,2，周光^1,2，汪梦甜^1,2，解进飞^1,2

1. 安徽师范大学地理与旅游学院，安徽芜湖 241003；2.自然灾害过程与防控研究安徽省重点实验室，安徽芜湖 241003

出版日期:2019-03-25 发布日期:2019-04-30
基金资助:
* 国家自然科学基金项目（编号：41101529，31670615），安徽师范大学国土资源与旅游学院科研团队资助项目（编号：Asdgl102），安徽高校自然科学研究项目（编号：KJ2017A308），安徽师范大学博士启动基金项目（编号：2016XJJ107），山西省自然科学基金项目（编号： 2015021125）。

Particle and Fractal Characteristics of Reclaimed Soil under Different Land Utilization Methods in the Mining Area with High Phreatic Water Level

Fang Li^1,2，Yu Jian^1,2，Fang Fengman^1,2，Zhou Guang^1,2，Wang Mengtian^1,2，Xie Jinfei^1,2

1. School of Geography and Tourism，Anhui Normal University，Wuhu 241003，China；2. Anhui Key Laboratory of Natural Disaster Process and Prevention，Wuhu，241003，China

Online:2019-03-25 Published:2019-04-30

摘要/Abstract

摘要： 以徐州市柳新镇高潜水位采煤塌陷区林地、稻麦轮作、棉豆轮作复垦地为研究对象，并与相同利用方式的未塌陷地（林地、稻麦轮作、棉豆轮作）进行对比，分析了不同土地利用方式下复垦土壤的团聚体稳定性、颗粒分布、分形维数以及土壤容重、紧实度、孔隙度的变化特征，探讨了不同土地利用方式对复垦土壤的影响。结果表明：①在0~20 cm土层深度，与相同利用方式的未塌陷地相比，塌陷区复垦土壤耕作层的土壤黏粒、粗黏粒含量明显降低；与未利用的塌陷地相比，塌陷区复垦土壤的黏粒、粗黏粒含量均有所升高，其中以稻麦轮作地表层土壤的黏粒、粗黏粒含量最高；②不同土地利用方式对复垦土壤的团聚体结构性状均具有不同程度的改善作用，即直径大于0.25 mm 的湿团聚体数量、湿团聚体平均质量直径增大，团聚体破坏率下降，稳定性增强，其中，稻麦轮作方式对复垦土壤团聚体结构的改善效果较好；③复垦土壤颗粒分布、分形维数、直径大于0.25 mm 的湿团聚体数量、湿团聚体平均质量直径、团聚体破坏率及土壤容重、紧实度、孔隙度之间存在密切联系，土壤分形维数对土壤团聚体结构及其稳定性具有良好的指示作用。上述分析结果对于进一步制定高潜水位采煤塌陷区复垦土壤质量恢复措施有一定的参考价值。

关键词: 土地复垦, 采煤塌陷地, 复垦土壤, 土壤团聚体, 分形维数, 高潜水位矿区

Abstract: Taking the reclamined soil area （forest land， rice-wheat rotation and cotton-soybean rotation） in the coal mining subsidence areas with high phreatic water level in Liuxin Town in Xuzhou City as an example，and compared with uncloapsed land （forest land，rice-wheat rotation and cotton-soybean rotation） with the same utilization methods，the variation characteristics of aggregate stability，particle distribution，fractal dimension and soil bulk density，compactness and porosity of reclaimed soil by different utilization methods are analyzed，besides that，effects of different land utilization methods on soil reclamation are discussed.The study results show that:①for 0~20 cm thickness of soil layer，compared with the non-subsidence area with the same utilization methods，contents of clay and coarse clay of cultivated layer of reclaimed soil are decreased significantly，compared with the unused subsidence land，contents of clay and coarse clay of reclaimed soil are both increased，in particular，contens of clay and coarse clay in the surface layer of rice-wheat rotation area are higher than others；②different land utilization methods have different degrees of improvement on the aggregate structure and properties of reclaimed soil，it can be described that it the number of wet aggregate larger than 0.25 mm in diameter and wet aggregate mean mass diameter （WMWD） are both increased，the percentage of aggregate destruction （PAD） will be decreased and stability of soil aggregate will be enhanced，improvement effects of rice-wheat rotation method to the structure of soil aggregate is better than others；③there is a close relationship between particles distribution，fractural dimension of reclaimed soil，number of wet aggregate larger than 0.25 mm，WMWD，PAD and soil bulk density，compactness and porosity，and soil fractal dimension is effective for indicating the structure and stability of soil aggregates.The above discussion analysis results could provide reliable reference for taking reclaimed soil quality restoration measures in the coal mining subsidence area with high phreatic water level.

Key words: Land reclamination, Coal mining subsidence, Reclaimed soil, Soil aggregate, Fractal dimension, Mining area with high phreatic water level

房莉, 余健, 方凤满, 周光, 汪梦甜, 解进飞. 高潜水位矿区不同土地利用方式下复垦土壤颗粒与分形特征[J]. 金属矿山, 2019, 48(03): 182-188.

FANG Li, YU Jian, FANG Feng-Man, ZHOU Guang, WANG Meng-Tian, JIE Jin-Fei. Particle and Fractal Characteristics of Reclaimed Soil under Different Land Utilization Methods in the Mining Area with High Phreatic Water Level[J]. Metal Mine, 2019, 48(03): 182-188.

[1]	刘　朕, 葛丰源, 左进京, 何松林, 宫国慧, 帅　培, 马中建. 相邻炮孔爆生裂纹相互作用试验研究[J]. 金属矿山, 2024, 53(3): 150-.
[2]	龚　囱, 张中伟, 肖　琦, 王创业, 缪浩杰, 曾　鹏, 赵　奎. 分级加载条件下花岗岩蠕变破坏声发射震源前兆特征[J]. 金属矿山, 2024, 53(12): 67-.
[3]	平　琦, 后健民, 胡　薇, 钱　明, 孙　栋. 高温循环作用含孔砂岩动态力学特性试验研究[J]. 金属矿山, 2024, 53(10): 76-.
[4]	常一杨阳许鹏张耕豪. CO2高速卸荷粉碎磁铁矿石产品的粒度分布与分形维数研究[J]. 金属矿山, 2024, 53(01): 202-206.
[5]	孙国文, 王刚, 蔡泳, 郑杰, 成墙, 梁秦铭, 晏伟, 黄金涌. 某金矿矿岩尺寸效应性质试验研究及应用[J]. 金属矿山, 2022, 51(11): 1-9.
[6]	彭建宇, 王浩南, 吴硕, 张凤鹏. 红砂岩受高压电脉冲击穿作用下的破裂行为试验研究[J]. 金属矿山, 2022, 51(11): 71-76.
[7]	刘雅甜, 方士正, 何松林, 李剑楠, 刘朕. 动载作用下铁矿石能量耗散规律及破坏特征试验研究[J]. 金属矿山, 2022, 51(06): 46-54.
[8]	陶志刚, 王振雨, 张海江, 任番泉, 张秀莲. 土地复垦诱发边坡浅层岩体劣化全过程监测试验研究[J]. 金属矿山, 2022, 51(03): 190-196.
[9]	郭闪闪, 崔德永, 王建华, 闫庆峰, 文磊. 破碎岩体注浆加固的二维分形平面模型构建与模拟分析[J]. 金属矿山, 2022, 51(02): 54-61.
[10]	李甜谢川王大国余晨, . 四川省矿山土地复垦方案编制存在问题与要点分析[J]. 金属矿山, 2021, 50(11): 188-196.
[11]	龚囱 , 赵坤 , 於鑫佳 , 赵奎 , 包涵 , 王文杰 . 红砂岩蠕变声发射分形特征[J]. 金属矿山, 2021, 50(04): 76-82.
[12]	张沛沛, 余洋 . 采煤沉陷对土壤团聚体及其有机碳的影响[J]. 金属矿山, 2020, 49(12): 203-209.
[13]	赵奎, 丁健华, 曾鹏, 王万银, 江树文. 单轴压缩条件下花岗岩次声波特性试验研究[J]. 金属矿山, 2019, 48(08): 32-37.
[14]	徐岩, 胡振琪, 陈景平, 陈超. 基于无人机遥感的开采沉陷耕地质量评价及复垦建议[J]. 金属矿山, 2019, 48(03): 173-181.
[15]	秦永红, 高鹏, 韩跃新, 李艳军. 高压脉冲放电作用下破碎产物分形规律[J]. 金属矿山, 2019, 48(02): 156-162.

扫码分享