土壤酶的概念范文

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第1篇

[关键词] 沙棘的生物多样性 生长特性 利用效益 生态环境 生存条件 土壤酶系统 森林植被覆盖率

一、沙棘的生长特性

沙棘，又名醋柳，胡秃子科沙棘属落叶灌木或小乔木，耐寒抗旱，耐土壤贫瘠，根系发达，有根瘤，极具治理水土流失的生态价值。有人称沙棘是水土流失地区的生态“维生素”，沙棘产品是实实在在的“生态有机产品”。沙棘具有耐寒、耐旱、耐瘠薄及迅速繁殖成林的优良生态学特征，以及在荒山荒沙绿化中的“先锋”特性，在防治沙漠化尤其是治理黄土高原和河滩地的水土流失方面有广阔的应用前景。

沙棘喜阳，粗壮的杆干抗风抗沙，耐旱也耐水。它不弃贫瘠，悬岸陡壁，沟渠河边，都是它的栖生之地。在冰天雪地，沙棘忍受着严寒的侵袭；在炎热酷暑，沙棘依然挺立在向阳山坡。沙棘，系野生植物，俗称酸柳、黑刺。枝干遍布棘刺，叶子呈条形至条状被针形，两端趋尖，背面密布淡白色鳞片，叶柄极短。沙棘花先于枝叶开放，雌雄异株；花小，呈淡黄色。果实为肉质花被筒包围，近于球形，直径5-10毫米。每到秋末，橙黄色的沙棘果在阳光照耀下闪烁着灿烂的光辉，桔红色的沙棘果红得逗人喜爱

二、沙棘在半干旱地区生物多样性保护中的作用

沙棘通过为其他物种提供养分和栖息地，链接了生态链上的其他（树草、禽兽、虫菌等）物种，使种植区域内消失的物种得以重现和发展，在半干旱生态系统中，扮演了关键种的角色，发挥了关键环节的作用，实现了生物多样性保护。除非在极端条件下，沙棘一般不会形成顶级群落（纯林），而只形成“过渡性群落”，为植被演替提供条件。发展沙棘促进了农业发展，增加了农民收入，在更大范围、更深层次、更广概念的生物多样性保护方面发挥了积极的作用。发展沙棘与推广其他树种（柠条、杨、柳）在生物多样性保护上存在显著的优势，沙棘在半干旱地区生物多样性保护中发挥了极其重要的作用，今后应当在大力推广的同时，注重改良品种，营造混交林，继续研究如何提高种植区农民对沙棘的利用效益。

（一）地下生物系统

第一、对地下生物的影响。沙棘除了产生显著的生态效益和经济效益外，在生物多样性保护方面也发挥了积极的作用。沙棘与一般概念的生物多样性即沙棘在生物学范畴的生物多样性，这里不仅包括植物，也包括动物、微生物。人工沙棘林一般营造在生态条件严重恶化，生态环境退化，生物多样性遭受极大破坏的地方，有的甚至种植在寸草不生的沙化、石化地上。沙棘林的地上生态系统是反映沙棘林生物多样性最直接，最显著的部分。首先沙棘林改善了林地的生态环境，为其他植物创造了生存条件。温泉县半干旱地区，种植沙棘后，沙棘林内的小气候和土壤条件产生了较大的改善，林下草本植物生长茂盛，特别是在半干旱条件下对水分条件要求高的耐阴植物得以生存繁衍，如茜草、蒲棒草等。建平沙棘林下主要野生草本植物有隐子草、百里香、兴安胡枝子、羊草、长芒草等，它们互有组群和伴生作用，如常伴生有萎陵菜、鬼针草、狗尾草、艾蒿、黄蒿、三芒草、老草、鹅观草、远志、柴胡、党参、沙参、苦参、胡黄连、知母、冰草等，在地表湿润的沙滩、沟壑种植的5-8龄沙棘林下已有苔藓类低等植物出现，呈现出复层的空间结构，异质性明显，生物群落进化快，抗外界扰动能力强其次，沙棘林为许多哺乳动物和禽类提供了食物和栖息地。

沙棘为其他动物提供了生存条件的同时，其他动物也促进了沙棘的繁殖与生长。鸟类通过采食、排泄沙棘果实，对沙棘灌丛迁移、形成及扩展起了重要的促进作用。研究表明，与沙棘群落有关的鸟类有石鸡、斑翅山鸽、雉等49种。近年来我县山区群众有在沙棘林附近的乔木树下，通过扫鸟粪收集沙棘种子的习惯。

第二，沙棘林成为许多昆虫的生存繁殖地。在这方面研究较多的是影响沙棘生长的有害昆虫。据研究，危害沙棘的昆虫有50多种。这类害虫有杂食性的舞毒蛾、梨叶象虫、五月金龟子、褐条尺蠖蚕、芳香木蠹虫、豹纹木蠹蛾，还有专食沙棘的沙棘卷叶蛾，沙棘瘿螨，沙棘绿蚜和沙棘木虱。危害沙棘的昆虫也有着许多天敌。研究表明，昆虫类天敌有七星瓢虫、双七星瓢虫、金小蜂等，禽类天敌有环颈雉、斑啄木鸟、喜鹊、山麻雀、岩鸽等。沙棘林虫害的主要原因之一是生态系统退化，生物多样性受到破坏，生物链缺环所造成。种植沙棘有助于害虫天敌的繁衍，有助于恢复这些缺失的生物链环节，达到生物多样性保护，实现生态平衡。

第三，沙棘林成为许多菌类的滋生、寄生宿主。在这方面的研究主要集中在沙棘病害方面。据研究能引起沙棘感染病害的病原菌有42属47种。其中危害主杆的有8属9种，危害枝条的有17属21种。危害叶片的有7属7种，危害实生苗和扦插苗的有4属4种，危害果实的有6属6种。

（二）地表生态系统

地面以上20cm左右是受沙棘影响较大的区域，同时也是种植沙棘者最关注的区域。众所周知，我国种植沙棘在主要目的是治理水土流失。地表20cm以内的近地微生态环境状况如何，直接关系水土流失的程度。种植沙棘以后，这里的温度、湿度等生态条件发生的变化显著，因此而形成的近地表生态系统也发生显著的变化。同时，沙棘林下的枯落物层也为许多昆虫、鸟类和小型兽类提供了生存和庇护场所。

（三）地下土壤生态系统

第2篇

【关键词】土壤；土壤肥力；表征指标

土壤作为植物生产的基地、动物生产的基础、农业的基本生产资料、人类耕作的劳动的对象，与社会经济紧密联系，其本质是肥力。土壤肥力也正是土壤各方面性质的综合反映，体现了其在农业生产和科学研究中的重要地位。土壤肥力的高低直接影响着作物生长，影响着农业生产的结构、布局和效益等方面。土壤肥力是土壤的基本属性，是土壤物理、化学和生物性质的综合反映，也是影响作物生长发育和产量的关键因素之一。早在1840年李比西提出的“矿质营养学说”，为土壤肥力研究奠定了基础。迄今为止，尽管有人围绕着土壤质量取得了一些重要研究进展，但有关土壤肥力的理论研究都在各自学科的研究方向上徘徊，没有将土壤化学、物理和生物等相关学科统一起来形成公认的、一致性的定量化评价指标来进行表征土壤肥力。所以，及时了解分析和跟踪国内外土壤肥力指标研究的最新进展，对解决土壤肥力研究的实际性工作和使之为现代农业的可持续发展服务具有重要意义。

1 土壤肥力

1.1 土壤肥力概念

土壤肥力是指土壤为植物生长提供养分、水分以及优良环境条件的能力，它是土壤各种基本性质的综合表现，是土壤区别于成土母质和其他自然体的最本质的特征，也是土壤作为自然资源和农业生产资料的物质基础[1]。

1.2 土壤肥力分类

土壤肥力按成因可分为自然肥力和人为肥力。自然肥力是指在自然因素（生物、气候、母质、地形及时间等）的综合作用下，土壤产生和发展起来的肥力，未经耕种的自然土壤只具有自然肥力。人为肥力是人类在利用土壤进行作物栽培的过程中，通过对土壤耕作、施肥、排灌及土壤改良等农业技术投入所创造的肥力。土壤所具有的自然肥力与人为肥力的综合被称为有效肥力，也称为经济肥力。

1.3 影响土壤肥力的因素

1.3.1 化学因素

化学因素是指土壤的酸碱度、阳离子吸附及交换性能、土壤还原性物质、土壤含盐量以及其他有毒物质的含量等，它们直接影响植物的生长和土壤养分的转化、释放及有效性。

1.3.2 养分因素

养分因素是指土壤中的养分贮量、强度因素和容量因素，这主要取决于土壤矿物质及有机质的数量和组成。

1.3.3 生物因素

生物因素是指土壤中的微生物及其生理活性，它们对土壤氮、磷、硫等营养元素的转化和有效性具有明显影响，主要表现在：一是促进土壤有机质的矿化作用，增加土壤中有效氮、磷、硫的含量；二是进行腐殖质的合成作用，增加土壤有机质的含量，提高土壤的保水保肥性能；三是进行生物固氮，增加土壤中有效氮的来源。

2 土壤肥力表征指标

目前，国内外尚没有一个反映土壤本质特征的、综合的土壤肥力指标（SFI，soil fertility index）的理论体系。用土壤生产力的水平或土壤的一些理化性质的数量化特征来表征土壤肥力水平都有一定的局限性。土壤肥力综合指标有四类：（1）土壤营养（化学）指标：全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量、碳氮比（2）土壤物理性状指标：质地、容重、水稳性团聚体、孔隙度（总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度）、土壤耕层温度变幅、土层厚度、土壤含水量、粘粒含量（3）土壤生物学指标：有机质、腐殖酸（富里酸、胡敏酸）、碳、微生物态氮、土壤酶活性（脲酶、蛋白酶、过氧化氢酶、转化酶、磷酸酶等）；（4）土壤环境指标：土壤 pH值、地下水深度、坡度、林网化水平[2]。

2.1 土壤物理指标

2.1.1 土壤质地

土壤颗粒组成是指土壤中大小不同的各级土粒的比率，它是反映土壤物理性质的一项重要指标，如土壤耕作难易、养分和水分保蓄能力、孔隙组成、通气性、持水性、透水性、水分运动及土壤气体和热状况等都在很大程度上受土壤颗粒组成的影响。土壤矿质颗粒的组成状况及其在土体中的排列，对土壤肥力起着决定性影响，土壤颗粒形状与大小各异的土壤结构，反映出一个不规则的几何形体和不同的土壤肥力基础，粒级越小，粒间孔隙小，吸水易膨胀，可塑性、粘着性、粘结性和保水保肥性越强，营养元素越丰富。余东山（1997）等研究表明，土壤颗粒组成与土壤的保肥及供肥能力有关，影响着有机质含量。不同土壤颗粒组成，肥力水平不同，团聚体的大小不同，所以土壤颗粒组成也是评价土壤肥力的重要因子之一。

2.1.2 土壤结构体

不同土壤的团粒结构，依土壤种类、特征和性质等限定性因子的不同而代表SF的水平不同，所以至今仍未报道过表征SF定量化的团粒结构指标，仅用粘粒含量、团聚体的稳定性和其粒径的比例等与其他SFI的相关性表征SF的高低。

研究表明，有良好团聚体结构的土壤，不仅具有高度的孔隙性、持水性和通透性，而且在植物生长期间能很好地调节植物对水、肥、气、热诸因素的需要，以保证作物高产。不同粒级的微团聚体对养分吸收者与释供的不同作用与其适宜的组合决定土壤肥力的高低，因此，不同肥力水平的土壤及各粒级微团聚体的有机质含量和腐殖质的结合形态的研究为解释土壤肥力水平的差异以及揭示土壤肥力的实质提供依据。土壤微团聚体及其适宜的组合是土壤肥力的物质基础，在对大小粒级土壤微团聚体的组成比例与土壤肥力的关系进行研究时发现[3]，“特征微团聚体”（10μm的微团聚体）的组成比例能比较综合地反映土壤对于水、肥的保供性能，小粒级微团聚体有较强的持水性，而大粒级的有较强的释水性，可作为评断土壤肥力水平的有用指标。

土壤团聚体和水稳性团聚体的状况是影响土壤肥力的一个重要因素，其在一定程度上乃至很大程度上影响土壤通气性与抗蚀性，大团聚体比微团聚体含有更多的C和N，其所含的有机质更不稳定，更富生物体物质和特殊有机质。李小刚等[4]研究表明，随着有机质含量的增加，土壤团聚体的稳定性显著增加，粘粒的分散性显著降低。Capriel等指出，土壤团聚体的稳定性与土壤微生物之间存在明显的相关性。袁可能等[5]研究表明，在直径0.1mm与2～5 mm之间的各级团聚体，其腐殖质总量随着团聚体直径的增大而增大，G1/G2比值则随着团聚体直径的增大而逐渐减小。

土壤分形维数是反映土壤结构几何形状的参数，土粒表面分形维数是反映土壤颗粒表面状况的一个综合指标，而土壤团粒结构粒径分布的分形维数映了土壤水稳性团聚体及水稳性大团聚体含量对土壤结构与稳定性的影响趋势，即团粒结构粒径分布的分形维数愈小，则土壤愈具良好的结构与稳定性。

2.1.3 其他因子

土壤容重、通透性和抗蚀性是间接评价SF的一项重要指标，容重是土壤重要的物理性质，随着剖面深度而增加，能间接地反映SF水平的高低，它不仅直接影响到土壤空隙度与空隙大小分配、土壤的穿透阻力及土壤水肥气热变化，也影响着土壤微生物活动和土壤酶活性的变化，同时土壤容重对土壤物理性质如质地、团聚体、土壤结构、通气状况、持水性质和坚实度等影响显著。通透性的改变使得土壤的其他一些物理性质也随之改变，使土壤有机质含量、根系生物量、土壤呼吸、微生物数量及酶活性发生相应的变化。土壤的通气状况直接影响土壤的物理、化学性质，从而影响土壤生物活性。抗蚀性也是间接评价SF的一项重要指标，不同的土壤类型，其抗风、水蚀的性能不同，大量研究表明，通过改善土壤的理化性质，如质地、结构和有机质含量等就可以增强土壤的抗蚀性，减少土壤表面的水土流失，从而逐渐提高土壤肥力。

2.2 土壤化学指标

2.2.1 土壤氮、磷、钾

反映土壤肥力的化学指标较多，如土壤全N含量是评价土壤肥力水平的一项重要指标，在一定程度上代表土壤的供N水平，它的消长取决于N的积累和消耗的相对强弱，特别是取决于土壤中有机质的生物积累和分解作用的相对强弱。无机态N和有机态N反映了土壤肥力水平的暂时与潜在能力，而N的分布状况和土壤对N的固定、释放能力则直接反映出土壤肥力的高低。大量研究表明，随着土壤施N量的增加，生物量也增大，有机质的积累也随之增加；土壤中速效P可表征土壤的供P状况和指导磷肥的施用，也是诊断土壤有效肥力的指标之一，速效K作为当季土壤供钾能力的肥力指标，速效P、K含量一般随黏粒、粉粒含量增加而分别呈减少、增加的趋势，这是反映SF的短期指标。

2.2.2 土壤有机质

土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是N、P的重要来源，由于它具有胶体特性，能吸附较多的阳离子，因而使土壤具有保肥性、保水性、耕性、缓冲性和通气状况，还能使土壤疏松，从而可改善土壤的物理性状，是土壤微生物必不可少的碳源和能源，所以土壤有机质含量的多少是土壤肥力高低的又一重要化学指标。从能量利用和经济效益的观点出发，土壤肥力的高低并不只是取决于有机质的含量，主要取决于土壤腐殖质的品质，改善重组有机质中的腐殖质的结合形态，能提高有机无机复合量，使轻组有机质增加而降低原复合度，从而不断提高土壤肥力。腐殖质是SOM的主体，碳水化合物是SOM的主要成分之一，土壤腐殖质与矿物质的结合态可分为3种，即松结态腐殖质、稳定态腐殖质和紧结态腐殖质。土壤结合态腐殖质在表征土壤肥力方面有不可忽视的作用，其结合的方式及松紧度的不同对土壤肥力有很大的影响。研究表明，肥地结合态腐殖质的含量与松结态腐殖质占有机质总量的比例均比瘦地高，稳结合态的比例较小，紧结合态腐殖质的比例肥瘦地大体相当。重组腐殖质中的松结态腐殖质主要是新鲜的腐殖质，它的活性较大，其含量以及与紧结态腐殖质含量的比值是反映腐殖质活性和品质的重要指标。腐殖质的作用在很大程度上取决于腐殖质大量功能团的含量，胡敏酸甲氧基功能团含量的多少是衡量土壤腐殖质化的重要指标，胡敏酸甲氧基含量增加，说明土壤有机质腐殖质化程度加强。Kononova和E.V.Turin认为气候、植被、地形、母质和人为活动等对SOM的转化有其独特的作用。

2.2.3 土壤有机碳

一般认为，土壤有机碳含量与土壤肥力高低呈正相关，随黏粒、粉粒含量增加而增加。土壤有机碳的氧化稳定性，活性和抗生物降解能力是反映土壤碳库的重要指标，对评价土壤有机质和SF状况有重要意义。土壤碳库动态平衡是土壤肥力SF保持和提高的重要内容，直接影响作物产量和土壤肥力的高低，土壤生物活性有机碳库的大小可以反映土壤中潜在的活性养分含量，周转速率可以反映土壤中的养分循环和供应状况。研究表明[7]，土壤微生物生物量C/全N，作为土壤碳库质量的敏感指示因子可以推断碳素有效性，土壤矿化碳与全碳的比值可以指示土壤有机碳活性，土壤难氧化碳与全碳的比值可以度量土壤有机碳的氧化稳定性。土壤的氧化稳定性是可以反映土壤肥力演变的一项指标，而氧化性系数既能反映腐殖质的组成，又能综合地反映所有的有机矿质复合体，还比胡敏酸/富里酸的比值更能反映土壤的生物稳定性。

2.2.4 土壤阳离子交换量和平pH值

土壤阳离子交换量（SCEC）和pH值是反映土壤肥力状况的两项指示性指标，交换剂溶液的pH值是影响SCEC的重要因素，SCEC是由土壤胶体表面的净负电荷量决定的，而有机、无机胶体的官能团产生的正负电荷和数量则因溶液的pH值和盐溶液浓度的改变而改变。研究表明，不同土壤的CEC和pH值明显地影响着土壤有机质、酶和微生物活性等。

2.3 土壤生物指标

2.3.1 微生物指标

土壤微生物是土壤生态系统中养分源和汇的一个巨大的原动力，在植物凋落物的降解、养分循环与平衡、土壤理化性质改善中起着重要的作用，良好的生物活性和稳定的微生物种群是反映土壤肥力的主要动态指标之一。

土壤微生物生物量是表征土壤肥力特征和土壤生态系统中物质和能量流动的一个重要参数，常被用于评价土壤的生物学性质，因为它能代表参与调控土壤中能量和养分循环以及有机物质转化所对应微生物的数量。研究结果表明，土壤微生物生物量与土壤有机质、全N、有效N之间关系密切，呈极显著的正相关，微生物生物量与速效P之间看不出明显的相关性，这说明土壤中微生物的活动与土壤有机质和氮素营养有关。研究微生物生物量C可以了解土壤有机质状况，进而对SF有一大概的了解。Insam等把作物产量与土壤微生物生物量C相结合研究，结果表明作物产量与土壤微生物生物量C明显呈正相关，并认为土壤微生物生物量C可以作为土壤的一个肥力指标，He等也对此作了一致的报道。微生物生物量C周转期更能说明土壤微生物的活性，可以作为土壤微生物活性和有机质降解速率的潜在指标。大量研究结果表明，凋落物的腐解可以刺激相应土层的土壤微生物活性的增长，微生物量分布与其相应土层的土壤养分的含量相关，总生物量可作为SF的一个指标。

土壤微生物具有景观变异性，而其种群的数量和分布是反映生物稳定性的一个显著特征，并在一定程度上代表了SOM活性。所有的微生物种群数量一般随着土壤深度的增加而降低，其中0～10cm的土层中最多，而真菌数量的降低幅度较细菌高。土壤真菌影响土壤团聚体的稳定性，是土壤肥力的重要微生物指标。土壤微生物的活性表示了土壤中整个微生物群落或其中的一些特殊种群的状态。在免耕的农田生态系统中，微生物活性随土壤深度的变化很大，一般表层土壤中的微生物活性最大，而翻耕的耕作层微生物活性基本相当。

2.3.2 土壤酶指标

土壤酶是土壤中植物、动物、微生物活动的产物，是土壤生物化学反应的重要指标之一，土壤中许多重要的物理、化学和微生物活性物质等，都与土壤酶有着密切的相关性。SEA是评价SF又一重要活性指标，在土壤中主要研究的酶有脲酶、磷酸酶、硝酸还原酶、转化酶和纤维素酶等。土壤脲酶与土壤有机质、全氮、全磷等性质均呈显著或极显著相关关系，可作为土壤肥力指标之一[8]，而Sakorn等认为脲酶活性与土壤任一理化性质均不显著，磷酸酶与P转化密切相关，土壤磷酸酶活性是指示土壤管理系统集中和土壤有机质含量的重要指标；Knowles等认为，在嫌气条件下硝酸还原酶是反消化过程中的一种重要的酶，它的活性比在好气条件下强，催化硝酸盐还原为亚硝酸还原酶，转化酶能催化蔗糖水解为葡萄糖，SEA是土壤生物活性的总体现，反映了土壤的综合肥力特征及土壤养分转化进程，所以它可以作为衡量土壤肥力水平高低的较好指标；Lenhard发现，脱氢酶活性与氧的消耗以及细菌群的活性密切相关；但Sparling发现脱氢酶活性与生物量以及其他生物活性没有相关性。研究结果表明，土壤中一些非专一性和水解性的酶活性作为反映管理措施和环境因子引起的土壤生物学和生物化学变化的指标，在自然生态系统或低投入的农田生态系统中，土壤酶活性或其他生物指标与植物生物产量密切相关，而高投入的系统中干扰无相关性。

Frankenberger和Dick研究了10种土壤中的11种酶，发现碱性磷酸酶、酰胺酶和过氧化氢酶活性与土壤微生物呼吸量和总生物量显著相关，但与微生物平板计数无关，其他研究[9]也证明了土壤微生物活性与脱氢酶、纤维分解酶、蛋白酶、磷酸酶和脲酶活性间的相关性。

参考文献

[1]庞元明.土壤肥力评价研究进展[J].山西农业科学，2009，37（2）：85-87.

[2]骆东奇，白洁，谢德体.论土壤肥力评价指标和方法[J].土壤与环境，2002，11（2）：202-205.

[3]周礼恺，武冠云.微团聚体的保肥供肥性能及其组成比例在评断土壤肥力水平中的意义[J].土壤学报，1994，31 （1）：18-28.

[4]李小刚，崔志军，王玲英等.盐化和有机质对土壤结构稳定性及阿特伯极限的影响[J].土壤学报，2002，39（4）： 550-559.

[5]袁可能，陈通权.土壤有机矿质复合体研究Ⅱ.土壤各级团聚体中有机矿质复合体的组成及其氧化稳定性[J].土壤学报，1981，13（4）：335-343.

[6]曹志洪，朱永官.苏南稻麦两熟制下突然养分平衡与培肥的长期试验[J].土壤，1995，27（2）：60-64.

[7]Bradley R L，Fyies J W.A kinetic parameter describing soil available C and its relationshipto rateincreaseinCmineralization[J]. SoilBiol.Biochem，1995，27（2）：167-172.

第3篇

土壤pH值主要取决于土壤溶液中氢离子的浓度，氢离子多来源于吸附型Al3+以及土壤生物呼吸作用产生的CO2溶于水后形成碳酸和有机质降解产生的有机酸。土壤pH值的高低不仅与土壤组成有关，还受外界因素如施肥、作物种类的影响。不同种类的有机肥所含糖类、纤维素、半纤维素、蛋白质、有机酸等也有差别，对土壤pH值会产生不同的影响。施用生物有机肥料，能够使土壤物理性质得到一定的改善。可以降低酸性土壤的pH值，但这种作用在短期内表现得不显著，随着施肥水平和茬口的增加作用更明显。这说明生物有机肥对土壤pH有调节作用。设施栽培土壤施用有机肥后，最初的pH值比施用化肥低，但是经过一段时间后pH值会升高并且会超过用化肥的土壤。土壤中的稻草、猪粪随腐解时间的延长pH值降低，至腐解第四周土壤pH值降至最低值，以后有所升高，但随着有机物料用量的增加，根际、近根际和非根际土壤pH趋向一致。可见，有机肥施入土壤后，在微生物的作用下，分解产生的有机酸在土壤中积累，同时也在不断的被分解、转化，在有机酸达到高峰之前，以积累为主，高峰之后，以分解为主。

2.有机肥料对土壤团聚体、微团聚体的影响

土壤微团聚体是土壤的重要物质基础，是土壤肥力基础物质中的重要组分，它既可影响土壤体质，又能影响土壤的体形，具体表现为一方面土壤微团聚体组成对土壤中水、肥、气、热等因素具有保持和协调作用；另一方面是对土壤疏松层的形成和稳定具有促进作用。近几年来，国内对土壤微团聚体与土壤肥力的研究更为突出，基本上明确了土壤中微团聚体在土壤肥力上的作用。表明随着土壤肥力水平的提高，大于10μm微团聚体含量增加，土壤团聚度增大，土壤团粒的含量稳定性与土壤肥力呈显著正相关。盆栽培肥试验结果表明施用有机肥可使特征微团聚体比例降低，提高土壤肥力水平。

3.有机肥料对土壤N、P、K含量的影响

土壤养分含量直接影响着作物生长。N是农业生产的主要限制因素之一，它在植物整个生命过程中起重要作用，是矿质元素中的核心元素，被誉为“生命元素”。在大多数情况下，施用氮肥都可获得明显的增产效果。P在土壤中含量虽少，但对作物生长发育和产量以及品质等影响很大。K既是作物生长发育所必需的三大营养元素之一，又由于其在作物生理代谢过程中的特殊功能而一直被誉为“品质元素”。新近的研究指出，有机肥中含有较多的酚、糖、醛类化合物及羧基，可对肥料中的NH4+吸附和固定，抑制NH4+的硝化作用，减少硝态氮的形成，抑制了一定空间氮素动力学的不均匀性。据报道，有机覆盖物或家畜粪施入土壤后，能够使有机肥通过直接提供磷来提高土壤磷素养分及土壤中有关酶和微生物活性从而增加土壤磷的有效性。土壤中的钾是由矿物质风化分解出来的，能直接被作物吸收，土壤如果缺钾，庄稼生长就不健壮，抗病虫害的能力就会减弱。周晓芬等通过施用有机肥对土壤K素供应能力及其特点的研究，证明不同土壤类型和土壤环境因素对有机肥供K素能力有不同影响。已有研究证明施用有机肥可以影响土壤N、P、K的含量变化。因此，测定土壤中的N、P、K对于指导施肥、了解土壤肥力具有一定意义。

4.有机肥料对土壤重金属离子含量的影响

随着化肥的发展和使用量的不断增加，不适当的施肥不但使化肥利用率降低，而且会造成环境的恶化。一些重金属和微量元素也随着农药、化肥而进入土壤中，从而影响了农业生态环境，造成了养分的不平衡。有关有机肥修复土壤中重金属污染的研究较多。实践证明：生物有机肥对Cu污染土壤改善效果更好。有机肥分解产生大量有机酸，使氧化锰还原，提高P、Fe、Mn、Zn的有效性。有机肥在土壤中分解产生的各种有机酸、糖类、酚类及N、S的杂环化合物都具有一定的活性基团，很容易与溶液中金属离子络合或螯合而改变重金属的行为和有效性，从而降低重金属的毒性。而且有机肥分解产生的腐殖酸量越多，对形成络合物越有利。

5.有机肥料对土壤有机质的影响

土壤有机质是土壤的重要组成部分，是植物的养分来源和土壤微生物生命活动的能量来源，其数量和品质与土壤肥力密切相关。它能改善土壤的物理化学性质，形成良好的土壤结构。在一定的范围内，土壤有机质含量多，土壤的肥力就高，反之，土壤肥力就低。长期以来，人们已经在有机质的数量方面作了大量的研究工作。但是，研究结果不能很好地反映土壤质量的变化和转化率等，而只是一个有机质积累和矿化分解的平衡结果。近期，人们对有机质分组和有机质的分解转化方面进行了更深入的研究，提出了土壤活性有机质的概念。土壤活性有机质在土壤中有效性较高、易被土壤微生物分解利用、对植物养分供应有最直接作用。农家肥在有机肥中含有较多的有机质含量，对改良土壤，培肥地力，提高土壤保水、保肥和通气性能作用显著，同时它又含有氮、磷、钾、钙、镁、铁、硼、锰等多种矿质元素，可全面持久地供给作物营养。有机肥料不仅可以提高有机质的含量，还可以提高土壤耕性。施入有机肥后，有机肥料不但可以增加土壤中的有机质的积累、而且还可以间接提高养分积累和供应能力。

6.有机肥对土壤生物活性的影响

土壤酶来自土壤微生物、植物和动物活体或残体，是土壤生化过程的产物。土壤酶活性是土壤中生物学活性的总体现，所有的生物化学反应都是在酶的催化下进行的，它表征了土壤的综合肥力特征及土壤养分转化进程，所以土壤酶活性可以作为衡量土壤肥力水平高低的较好指标。有机肥可以提高作物根际代谢，使根际分泌物增多，微生物繁殖加快，而且有机肥本身含有一定数量的酶，从而有利于提高土壤酶活性。施用有机肥可提高土壤中各种酶的活性，其中脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶等增加较多，有利于土壤有机质的分解、腐殖质的合成以及养分的转化。

7.有机肥料对土壤腐殖质的影响

土壤腐殖质是土壤有机质在土壤中形成的一类特殊的高分子化合物，存在于所有的土壤、沉积物和天然水域中。土壤腐殖质是作物必需营养元素的主要来源，可促进作物和微生物的生理活性，增加土壤蓄水、保水和保肥能力，促进土壤良好结构的形成，改善土壤的缓冲性和酸碱性，同时还能络合土壤中的重金属离子，消除土壤中农药的残留。因此土壤腐殖质的研究已成为当前土壤学、环境学和地球化学等领域的热点之一。土壤中的腐殖质大多是与矿质部分结合形成有机无机复合体而存在，由于结合的方式和松紧程度不同，对土壤结构状态具有不同的影响，尤其对土壤肥力的影响最大。根据土壤腐殖质的结合形态，可分为松结态、联结态、稳结态和紧结态4种腐殖质。按照腐殖质在酸碱溶液中的溶解度分为胡敏酸、富里酸和胡敏素。而土壤腐殖质中最活跃的部分是胡敏酸，它可以增加土壤的吸收性能和保持养分和水分的能力，并能促进土壤结构体的形成。施用有机肥可提高土壤腐殖酸含量，HA/FA升高，土壤胡敏酸的羧基、酚羟基比升高，土壤腐殖酸得到明显改善。施用有机肥通过形成有机无机复合体和微团聚体既提高了土壤有机质的数量，也可不同程度地提高腐殖质活性。又能更新和活化老的有机质，改善腐殖质的品质，从而全面提高土壤肥力。

第4篇

杉木天然次生林金龟子多样性及季节动态变化 王淼，李秋荣，姬兰柱，赵敏，陈欣

葛洲坝及长江上游江面水鸟考察报告 胡鸿兴，潘明清，卢卫民，戴小羊，唐兆子，肖化忠

刺槐林下菌根真菌资源的调查、分离及回接 田春杰，何兴元，韩桂云，吴清风

苇田养分生物循环的研究 朱清海，曲向荣，李秀珍

三峡库首秭归县可持续发展模式及经营对策研究 吴钢，李静，孔红梅，赵景柱

遥感判图植被类型的研究 王宝荣，杨树华，王崇云，朱翔，李卓卿，朱云燕

云南西北部植被多样性特征分析 王崇云，欧晓昆，和兆荣，朱维明，张志明，苏文华，陆树刚

云南独龙江流域植被概况 王崇云，和兆荣，朱维明

缅甸伊洛瓦底江流域的植被研究 李红旮，崔伟宏

云南丽江玉龙雪山遥感植被制图 王宝荣，朱翔，杨树华

梅里雪山地区植被概况 和兆荣，王崇云，朱维明，欧晓昆，张志明

昆明西山景观格局研究 彭明春，彭芳，蒋德盛

掌鸠河流域土地利用现状研究 代雪梅，李卓卿

GIS支持下不同温度带土壤侵蚀特征分析 杨存建，王思远，张增祥，赵晓丽

基于数字平台下的耕地及其背景的分析_以重庆市为例 杨存建，王思远，张增祥，赵晓丽，周全斌

云南的生物资源特点和管理 闫海忠，陆树刚，张光飞

云南古树名木分布研究 闫海忠，张光飞，陆树刚

云南主要植被类型中的蕨类植物 陆树刚

多疣壁虎的雌性繁殖及孵化温度对孵化期和孵出幼体特征的影响 许雪峰，计翔

东北高寒地区麦田枯枝落叶分解的生态学特征的研究 苏永春，勾影波

棉田节肢动物群落的优势种分析 刘向辉，戈峰，丁岩钦，潘卫东

不同施肥条件下旱田养分淋溶规律实验研究 宋玉芳，任丽萍，许华夏

土壤生物学性质对毛竹粗生长影响的研究 姜培坤，徐秋芳

杭州西溪河浮游动物生态研究 李共国，胡天云，吴洁

村镇土地资源利用优化结构模式研究 张玉峰，白志明，杨武德，周乃键

抗UV-B辐射植物黄酮类化合物研究进展 ，李祺福，黄胤怡，黄汝多

珊瑚礁生态系的一般特点 王丽荣，赵焕庭

利用遥感植被指数分析中国东部样带农业生态系统的生产力格局 钱峻屏，李岩，廖其芳，廖圣东

加拿大国家公园的建设与管理及其对中国的启示 刘鸿雁

啮齿类对植物种子的传播作用 鲁长虎

绿道及其生态意义 李团胜，王萍

玉米根际与非根际解磷细菌的分布特点 赵小蓉，林启美，孙焱鑫，张有山，张美庆

浑善达克沙地小毛足鼠的生物学习性 王广和，钟文勤，宛新荣

高寒草甸矮嵩草种群繁殖对策的研究 邓自发，谢晓玲，周兴民

西北干旱区生态环境建设评价初探 杨传平

生态环境监测研究 葛承轩，杨琴，刘晓强

生态学的新进展评《人类生态学》 周纪纶

我国热带亚热带几种人工林体内营养结构特征 李志安，彭少麟

锌厂Pb污染农田小麦根际与非根际土壤酶活性特征研究 常学秀，文传浩，沈其荣，王焕校

广州地区森林景观多样性分析 管东生，钟晓燕，郑淑颖

温度、溶解氧对暗纹东方鲀幼鱼呼吸频率的影响 沈旭明，赵清良

石油污染土壤的生物降解研究 丁克强，郑昭佩，孙铁珩，张海荣

东湖围隔(栏)中的植被恢复对水中氮的影响 马剑敏，严国安，李益健，张甲耀

缙云山森林土壤速效P的分布特征及其与物种多样性的关系研究 杨万勤，钟章成，陶建平

西双版纳大卡老寨农地景观格局变化 付永能，陈爱国，郭辉军，崔景云

乌鸫繁殖生态的研究 周立志，宋榆钧，马勇

阔叶红松林树种间竞争关系及其营林意义 邹春静，韩士杰，张军辉

西部大开发中,生态环境重建的制度措施 段汉明，李传斌

西双版纳自然保护区曼旦村傣族利用自然资源的传统和变化 刘林云，吴兆录，许海龙

流域水质管理系统构建的理论、方法和实践 林秋奇，段舜山，韩博平

小型食草动物的结肠分离机制及其食粪行为 裴艳新，王德华

植物群落物种多样性研究综述 汪殿蓓，暨淑仪，陈飞鹏

基因的功能冗余 蔡昆争，段舜山

濒危植物矮牡丹的生态位研究 王琳，张金屯

红鳍原鲌鳃部寄生单殖吸虫生态位分析 姚卫建

内蒙古库布齐沙地黑线仓鼠食物构成的季节变化 鲍伟东，王德华，王祖望

青弋江芜湖市段水环境质量的蚕豆根尖微核检测 王友保，刘登义

布氏田鼠非取食性牧草消耗量的测定 宛新荣，王广和，钟文勤

70年代以来柑桔灾害性天气综述及防御措施 张名福

湿地土壤CO2通量研究进展 李兆富，吕宪国，杨青

亲缘关系与啮齿类动物的社会行为 于晓东，房继明，孙儒泳

根系分泌物生态学研究 陈龙池，廖利平，汪思龙，肖复明

布氏田鼠洞群贮草面积与栖息地植被条件的关系 宛新荣，刘伟，王广和，王梦军，钟文勤

斗门地区养殖水源细菌数量的变化动态 晏荣军，林小涛，许忠能，梁郁强，朱建洪

两种还田模式下玉米秸秆分解速率的比较 马永良，宇振荣，江永红，罗维

不同施肥与耕作处理对黑土POM-C的影响研究 史奕，鲁彩艳，郑靖，陈欣

应用于贝类生理生态学研究的生物沉积法 周毅，杨红生

福建沿海地区的景观生态建设途径探讨 柯美红，黄义雄

福建红树林湿地鸟类区系研究 宋晓军，林鹏

绿色巴夫藻和四列藻种间竞争机制研究 郭羽丰，段舜山，陈洁，张亚楠

东北农牧交错带土地利用生态安全模式案例研究 林彰平，刘湘南

黄土高原人工油松林林冠截留动态过程研究 赵鸿雁，吴钦孝

沈阳市建成区行道树的结构与功能研究 金莹杉，何兴元，陈玮，徐文铎，宁祝华，马润国

散放条件下春季梅花鹿行为时间分配的研究 刘振生，吴建平，滕丽微

北方农牧过渡带农户农业生产系统模式的生态评价和改良研究 樊江文，梁飚

湿地土壤及其生态功能 田应兵，宋光煜，艾天成

几种重金属离子对光合细菌生长的抑制效应 周茂洪，赵肖为，周峙苗

岷山山系黑熊的种群数量及分析 鲁庆彬，胡锦矗

布氏田鼠摄食量、累积摄食量与日龄的关系 宛新荣，刘伟，王广和，王梦军，钟文勤

湖州主要森林类型土壤肥力的灰色关联度分析与评价 蒋文伟，俞益武，姜培坤，姜志林

峡谷暖区柑桔气候生态的定量研究 罗宏

塔里木沙漠公路灌木固沙带的防护效应 何兴东，赵爱国，段争虎，董治宝，李志刚，陈珩

不测土条件下半定量施肥原理和模型评述 侯彦林，郭喆，任军

啮齿动物巢区研究进展 刘伟，钟文勤，宛新荣

生物土壤结皮的生态功能 吴玉环，高谦，程国栋

有机污染土壤生物修复的生物反应器技术研究进展 陶颖，周集体，王竞，严滨

人工湿地处理污水的机理与效率 夏汉平

神山森林文化传统的生态伦理学意义 周鸿，赵德光，吕汇慧

桃儿七不同器官中营养成分分布状况及其生态学意义 马绍宾，杨桂英，赵念玺

广东和巴西玉米气候生态条件比较分析 钟克友，梁秀兰

次生林区斑块形状动态与森林恢复过程分析 张丽珍，张芸香，郭晋平

冷季型草坪杂草的季节性发生与演替 崔延堂，李智选，任毅，岳明，张亚军

红头长尾山雀繁殖生态的研究 周立志，，宋榆钧

天台山不同林型土壤微生物区系及其商值(qMB,qCO2) 张崇邦，金则新，施时迪

城市雨水资源化及其生态环境效应 宋进喜，李怀恩，李琦

资源竞争理论及其研究进展 南春容，董双林

GMO生物安全评价研究进展 聂呈荣，骆世明，王建武，冯远娇

人工湿地污水处理系统研究及性能改进分析 梁继东，周启星，孙铁珩

生态系统健康与相关概念的逻辑关系 肖风劲，欧阳华，牛海山

林火迹地森林恢复研究进展 孔繁花，李秀珍，王绪高，赵善伦，石秉路，高振岭

土壤各组分呼吸区分方法研究进展 易志刚，蚁伟民，周丽霞

高榕隐头果内寄生蜂种类及生态学特征初步观察 谷海燕，杨大荣，张光明，彭艳琼，宋启示

云南哀牢山常绿阔叶林林缘不同热力作用面热力特征 张一平，马友鑫，刘玉洪，郭萍，窦军霞

蒙古冰草表型数量性状的变异与生境间的相关性 解新明，云锦凤，卢小良，李秉滔

Ca2+对铬胁迫下木麻黄种子萌发的生态效应 周希琴，李裕红

植被(植物群落)稳定性研究评述 张继义，赵哈林

污水污泥土地投放重金属的环境效应研究进展 朱广伟，陈英旭，田光明

城市森林研究进展与发展战略 李锋，刘旭升，王如松

动物的性选择 张建军，张知彬

海洋浮游桡足类滞育的研究进展 吴荔生，王桂忠，李少菁

以种子为繁殖体的植物更新模型研揪 肖治术，张知彬，王玉山

非Allee哺乳种群系统的最大持续生产量 林振山，刘冒松，Lary Li

性诱剂监测吉林省水稻二化螟成虫动态及发生世代研究 盛承发，宣维健，伊伯仁，陈日曌，齐晓宁

鸭类摄食对海三棱藨草种子萌发的影响 赵雨云，马志军，李博，陈家宽

播种时间对棉田害虫和天敌种群的影响 戈峰，门兴元，苏建伟，刘向辉，丁岩钦

不同氮水平对春小麦光合速率日变化的影响 冯兆忠，王效科，段晓男，冯宗炜

安徽皇甫山野生太子参生态环境分析 王晓鹏，刘胜祥，代东进

划分土壤类型的一种新方法--以功能生态学理论为基础 尹光彩，A S Kerzhentcef，V V Bugrovskiy，周国逸，温达志

浙江天童国家森林公园景观的遥感分类与制图 李俊祥，宋永昌

长春市人口综合调控对策研究 曹勇宏，王德利，金明川

我国自然保护区管理存在的问题与对策建议 余久华，吴丽芳

干旱区内陆流域区域景观生态风险分析--以阜康三工河流域为例 陈鹏，潘晓玲

人居环境建设的景观生态学途径--以西安市为例 李团胜，刘哲民

中国森林生态系统定位研究网络的建设与发展 王兵，崔向慧，杨锋伟

遥感技术支持下的植被生产力与生物量研究进展 戴小华，余世孝

农业生态系统的服务功能与可持续利用对策探讨 章家恩，饶卫民

珊瑚礁生态保护与管理研究 王丽荣，赵焕庭

应用遥感技术评价植被生化物质含量的研究进展 丁圣彦，李昊民，钱乐祥

持久性有毒物污染底泥修复技术进展 籍国东，倪晋仁，孙铁珩

苔藓植物遗传多样性研究现状 张晗，沙伟，高永超

产业生态学的新思路 彭少麟，陆宏芳

亚洲象与竹/蕉分布隔离的生态效果及其保护对策探讨 许再富

根分泌物在污染土壤生物修复中的作用 郜红建，蒋新，常江，王代长，赵振华，卞永荣

水体污染物"三致"效应的生物监测研究进展 郑相宇，张太平，刘志强，潘伟斌

我国湿地评价研究综述 杨波

景观生态分类的研究现状及其发展趋势 李振鹏，刘黎明，张虹波，帅文波

植物竞争研究综述 杜峰，梁宗锁，胡莉娟

河北省临城小天池森林区被子植物区系 李瑞国，李海燕

黄连山自然保护区非人灵长类现状和生存威胁因素 向左甫，霍晟，马晓峰，马世来

芋对斜纹夜蛾的诱集作用 吴才君，范淑英，蒋育华，姚海华，张安波

第5篇

关键词：煤炭资源开发利率回采率采煤工艺资源保护

中图分类号：G353.11文献标识码：A文章编号：

引言

我国是世界上发现、利用、开采煤炭最早的国家。1973一1978年在

辽宁沈阳发现的新石器时代的新乐遗址中出土了精煤制品97件。证明我

国早在六、七千年前就开始了煤炭的加工利用。随着加工转换和利用技术水平的提高,煤炭可以成为高效、清洁利用的能源。为保障我国能源供应安全,保证国民经济和社会持续、稳定、健康发展,必须加强煤炭的基础能源地位。“十五”时期是我国煤炭工业结构调整的重要时期,要通过实施大集团、科教兴煤、洁净煤、综合经营四大战略,促进煤炭工业健康发展。煤炭是我国主要能源，在一次性能源结构中占70％以上，煤炭工业在国民经济发展中占有重要的地位。然而，煤炭资源的开采在给人类带来了巨大的好处的同时也给人类赖以生存的环境带来了危害。如何做到资源开发与环境整治并举，实现区域经济的持续发展，是我国当前面临的紧迫问题。

1我国煤炭资源的特点

我国煤炭资源具有以下特点:煤炭资源丰富,但人均占有量低"中国煤炭资源虽丰富,但勘探程度较低,经济可采储量较少"在目前经勘探证实的储量中,查储量仅占30%,而且大部分已经开发利用,煤炭后备储量相当紧张"中国人口众多,煤炭资源的人均占有量约为234.4吨,而世界人均煤炭资源占有量为312.7吨,美国人均占有量更高达1045吨,远高于中国的人均水平;煤炭资源的地理分布极不平衡;中国煤炭资源北多南少,煤炭资源的分布与消费区分布极不协调;各地区煤炭品种和质量变化较大,分布也不理想;适于露天开采的储量少"露天开采效率高,投资省,建设周期短,但中国适于露天开采的煤炭储量少,仅占总储量的7%左右,其中70%是褐煤,主要分布在内蒙古!新疆和云南"这都给我国的煤炭开采带来了种种不利条件[l->"

2我国煤炭资源的开发与环境问题研究

结构不合理!增长方式粗放!安全事故多发!资源浪费严重!环境治理滞后等突出问题，而且由于目前市场经济体系不规范,出现了开发秩序混乱现象;煤炭管理机构变动频繁,政府监管力量薄弱;企业竞争激烈,部分煤炭企业急功近利,采厚弃薄,采易弃难,资源开采挑肥丢瘦;小煤矿唯利是图,矿井装备简陋,布局不合理,生产方式落后,资源回收率低下,甚至存在乱采滥挖现象,致使资源浪费和破坏严重Ils}"

2.1煤炭开采对土地资源的破坏

煤矿开采对土地资源的破坏表现为三个方面:一是井下开采引起的地表塌陷,土地利用率降低,并加大水土流失和沙漠化;二是露天开采对土地的破坏,包括露天采掘场对土地的毁灭性挖损,以及排土场对土地的压占;三是煤矿生产固体废弃物压占!污染土地"表4.12000年我国国有重点煤矿和露天矿开采对土地的破坏情况(单位:公顷)地表塌陷总面积复垦面积当年塌陷面积当年复垦面积

2.2井下开采对土地的破坏

地表塌陷是井下开采对矿区土地资源造成的难以治理的主要灾害问题"目前我国

95%的煤炭产量来自井下开采"据不完全统计,我国因煤炭开采引起的地表塌陷面积达40万公顷,平均每开采万吨煤地表塌陷0.2公顷,由于开采地表塌陷造成土地大面积积水!受淹和盐碱化,不仅使区内耕地面积急剧减少,而且加剧了人口与土地!煤炭与农业的矛盾;西部矿区的地面塌陷加速了水土流失和土地荒漠化"同时采煤引起的地表塌陷还诱发大量山体滑坡!崩塌和泥石流等自然灾害,严重破坏矿区的土地资源和生态环境;矿区的地表塌陷同时对地面的建筑物!道路!铁路!桥梁和输电线造成不同程度的破坏,特别是在村庄稠密的平原地区,因采煤致使地面沉陷而需要搬迁的村庄越来越多,己经严重影响了煤矿经济效益及区域经济的发展"

2.3露天开采对土地的破坏和压占

露天煤矿的开采对土地造成的破坏主要表现在两个方面:一是露天采掘场对土地的挖损;二是排土场压占土地"露天采煤必须先把煤层上覆盖的表土和岩石剥离"。

2.4煤炭开采对煤炭和土地资源的破坏

煤炭的大规模开采利用,一方面对工业生产和社会经济发展提供了大量的能源,另一方面也造成了严重的环境污染和生态破坏"我国的煤炭开采分为井下开采和露天开采两种,其中95%以上的煤炭产量来自井下开采"煤炭的井下和露天开采对环境的影响是伴随着煤矿的开发建设而产生的,这其中包括煤炭开采对土地资源的破坏和占用!对水资源的破坏和污染以及对大气环境的污染。

3.开采过程

开采过程包括地表剥离及井下开拓过程产生大量固体废弃物,这些废弃物一般在一定地点堆积起来形成研石山。矸石山对生态环境的影响有二:一是大量占用土地在平原地区尤为严重;二是污染环境,有矸石山扬尘、矸石山浸淋水及矸石山自燃后产生的502、NOx、CO、HZs、CH;等有毒有害气体,开采过程对生态环境最直接、最重大的影响是地下煤层采空后地表出现大面积塌陷。由于地表塌陷,致使房屋倒塌,河道扭曲,水利设施破坏,耕地积水不能耕种等等。

此外,开采过程中还向地表排放大量矿井水,一般采煤1吨排放矿井水4吨。矿井水排入地表后,如不加处理将是矿区重要的污染源,个别矿区处于岩溶地区,地下水含量丰富,采煤大量外排矿井水,造成地表出现大范围数量多的漏斗状塌陷,对生态破坏严重。

4.土壤污染和土地退化

土壤污染以土壤环境遭到污染为特征。煤矿开发过程中排放的各种有毒有害物质,如燃煤产生的502、N02颗粒和烟尘,研石山煤研石自燃产生的各种有害有毒物质,研石山和坑口电厂粉煤质二次扬尘、酸雨、矿井水、洗煤水、研石山淋溶水、矿区生活用水富含大量的油、酸、酚、氰、砷、汞、铬、氟等有害有毒物质。这些有毒有害物质以污染的水体和大气为媒介,又以各种废水、酸雨等形式进入土壤,使土壤环境遭到污染,废水进入土壤后,使土壤PH值发生变化,酸性废水吸收土壤中的Ca、Mg、K等元素,使土壤盐渍化.酸雨进入土壤后,不仅使土壤PH值降到5以下,

而且抑制土壤中有机质分解和氮的固定淋洗掉土地中的Ca、Mg、K等营养成分,使土壤贫癖化、盐渍化。另外,矿区重金属也通过大气和水为媒介进入土壤,在土壤中形成重金属离子的有机或无机配合位,这种配合物不易淋溶、分解和转化,易被植物吸收并富集于植物体内。通过食物链进入人体,对人体的潜在危害性极大.同时这种毒性化合物也破坏土壤的自然营养成分,降低土壤酶的活性,使植物根部腐烂,茎叶出现褐色斑纹,甚至枯死。

煤矿开发过程中排放的各种有毒有害物质使土壤受到污染,同时因采煤造成的塌陷、挖损、占压等也使土壤物理性质发生变化出现沼泽地或干早地;土壤化学性质也发生变化,即土壤酸化或营养物质淋失,从而使全地退化。

5数字化土地复垦应用研究

煤炭生态环境综合整治是一项复杂的系统工程,正确的理解煤矿生态环境综合整治概念对于指导煤矿生态环境综合政治工作具有重要的意义。因为它所涉及的因素很多,所以要获取尽可能详细的资料对此进行分析研究采取合理的、经济的、生态效益最佳的整治方案。和美国ESRI公司的地理信息系统软件ARC/INFO对相关数据处理、分析并且结合土地复垦和环境保护的相关知识指导土地复垦工作。

5.1生态环境的综合评价

一个煤矿的开发必然会扰动矿区原有的生态环境,其直接的表现形式是对土地的破坏和环境的污染两个方面。首先,煤矿开发生态环境破坏程度取决于矿区自然、社会和经济环境条件。其次,其破坏程度还取决于煤矿的开发规模、开发类型以及煤矿本身的地球化学特点。因此,煤矿生态破坏不仅是指对矿区自然环境的破坏,也包含了对矿区社会经济环境的间接干扰和影响,是矿区自然、社会和经济环境变化的综合反映。

5.2环境污染

煤矿生态破坏对矿区自然、社会和经济环境的影响为了表征煤矿开发对当地生态环境的破坏,需建立起煤矿开发对生态环境破坏的综合指数。一个煤矿开发对生态系统的破坏可用下式表示:El=F(N,M)式中:El一生态环境破坏程度;N一矿区自然、社会经济因素;M一煤矿开发类型、规模及其地球化学条件。基于以上思路,确定我国煤矿生态破坏指数构成的指标体系。

第6篇

关键词：畜禽养殖废水；土地处理法；土地面积

中图分类号：S872 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-02-0155-3

0 引言

畜禽养殖废水主要是畜禽舍冲洗水和畜禽粪尿污水，可生化性较好，另外畜禽粪尿污水中含有大量的粪渣等悬浮物，COD、BOD、SS和NH3-N浓度很高，因此一般都采取三级深度[1]处理法来进行处理才可以达标，但是需要较高的基建投资和运行管理技术，对于中小分散型养殖场来说，采用生物处理法是一个不小的压力。其他的物理处理法、化学处理法等均难以达到满意的处理效果，而且造价较高等原因，很难有大步前进的可能。目前土地处理系统已经发展为代替三级深度处理的重要途径之一。这样不仅费用低廉、节省能耗，而且可以利用肥源，促进土壤生态平衡，保护土壤。

1 慢速渗滤土地处理技术

1.1 概念及适用范围

所谓慢速渗滤土地处理系统就是利用土地来处理污水，即利用土壤生态系统作为净化污水、改善水质的方法，达到保护土壤的目的。土地处理系统主要方式有漫流或溢流、灌溉、渗流或渗透。慢速渗滤土地处理技术是其中一种，主要适用于渗水性良好的土壤、沙质土壤及蒸发量小、气候湿润的地区[1]。

1.2 处理机理及优缺点

慢速渗滤系统中，土壤-植物系统的净化功能是其物理化学及生物过程综合作用的结果，具体为：植物的吸收利用，土壤的微生物及土壤酶的降解、转化和生物固定；土壤中有机物质胶体的吸收、络合、沉淀、离子交换、机械截留等物理化学固定作用，另外还有土壤中气体的扩散作用及淋溶作用的结果。优缺点情况见下表1。

2 应用实例

2.1 养猪场污水情况

某养猪场项目生产废水和生活污水产生量总共为233.04m3/d，其中生产废水为228.04m3/d，生活污水为5m3/d，水质特征如下表2：

2.2 污水处理工艺

根据全厂用水量情况，统计出全厂排水量为233.04m3/d；其中：生产废水228.04m3/d，生活污水5m3/d。

污水厂规模按照300m3/d设计。养殖废水主要是猪舍冲洗水和猪粪尿污水，废水可生化性类似于屠宰废水，可生化性较好，但又不同于一般的屠宰废水，猪粪尿污水中含有大量的粪渣等悬浮物，COD、BOD、SS和NH3-N浓度很高，因此，结合项目废水具有可生化性好、有机物含量高、几乎没有有毒有害物质的特点（前面已经述及，严禁使用含有重金属和有毒物含量的饲料），设计采用“UASB+SBR+ASBR+土地处理系统”处理本项目废水，先采用物理法进行一级处理，然后生物处理法进行二级处理，慢速渗滤土地处理系统进行三级深度处理。该处理工艺对COD的去除率达到99%以上，BOD5去除率达到了99%以上，NH3-N的去除率大于99%以上，完全可以达到除水质的要求。二级生化处理后的出水经过土地处理系统处理既可以灌溉作物，也能净化水质。处理工艺如下图1。

进水 调节池 筛网过滤池 酸化除渣池 UASB ABR ASBR 土地处理系统

图1 工艺处理流程图

本项目经生化处理后排放的废水由表3和表4可以看出仍是污染物超标的，不可以直接排入水体，因为项目地处四川气候湿润，养猪场占地面积就是205亩的山地，周边种植蔬菜和果树的面积加起来就有500余亩，因此考虑采用慢速渗滤土地处理系统，直接将二级处理的出水用于农田浇灌蔬菜和果树，首先，要考虑（以蔬菜为准）蔬菜需水量，不至于田间蓄水太多每次灌溉造成对蔬菜的伤害。其次是不能营养超标，造成土质的承受不了而污染地下水或者地表水。

2.2.1 以BOD为限制性设计参数时，所需要的总面积 根据经验公式有：

AF=(QD)(z)(7)/[(q)(t)(d)（43560）[3]；

设本底BOD5的值为5mg/L[3]，要求出水为10mg/L[3]，施水的速率为0.19m3/h.m[3]；要求坡长为Z=Ln[(Cz-C)/A*C0]/(-K)，每周施水6天，每天施水10小时[3]；

K―总速率常数；

A―经验常数；

C0―所施污水中的BOD浓度，mg/L；

CZ―延下坡方向距离为z处的BOD浓度，mg/L；

C―出水时的本底BOD浓度，mg/L；

AF―所需处理总面积，arce；

QD―日设计流量,ft3；

z―实际坡长，ft；

q―污水施用速率，一般采用0.19m3/hm2；

t―每天施水时间，h/d；

d―每周运行天数，d/wk；

A=0.125f（q+1.54）=0.442

K=0.001(18.6- q)=0.0167

(Cz-C)/A*C0=5/(286.4*0.442)= 0.0395

Z=Ln[(Cz-C)/A*C0]/(-K)

=Ln（0.0395）/(-0.0167)=193.5ft

=59.02m

AF=(QD)(z)(7)/[(q)(t)(d)（43560）]

= 8198.28 ft3/d×193.5×7/（2.0×10×6×43560）

=2.13acre

=8.62m2

=0.013亩

因为漫流系统所需土地面积除了这些以外，还有道路、运行和维护构筑物、预处理、场地的不可利用部分、缓冲带等也要占用一部分土地。根据经验值这些土地约要占到15-40%左右[9]。所以总面积为

0.013×（1+0.4）=0.0182亩

由上式计算表明污水达到0.0182亩土地时候就已经可使水中BOD含量达到10mg/L（美国国家环保局公布一般土地的BOD含量值[4]）。

2.2.2 满足水量要求时计算的面积为（每年按照工作日250天计算）进入污水处理设备的污水量：Q=233.04m3/d；产生污泥量约为：0.4%[5]×233.04m3/d =0.933m3/d；每年产生污泥量为：0.933m3/d×250d/a=233.034m3/a；污泥量为：233.034m3/a×1t/m3=233.034t/a；每年从生化处理系统的出水量为：99.6%×233.04m3/d×250=58027m3/a。

通过类比项目所在地每年的降雨量和蒸发量分别为1281.4mm[6]和1000mm[6],二者几乎可以抵消，对农田蓄水不会产生太大的影响，所以：当种植需水量较小的蔬菜时：58027m3/a÷200m3/亩•a[7]=290.2亩；当种植需水量较大的蔬菜时：

58027m3/a÷500m3/亩•a[7]=116.05亩。

2.2.3 满足氮的需求时候计算的面积量 本项目废水年排出总氮量=370mg/L×233.04m3/d×250d/a=21556.2Kg/a=21.6t/a（养猪场出水中平均含氮的浓度为370mg/L[8]）；经过处理之后氮的剩余量为原来总氮量=(1-261/370×94.9%)×21.6t/a=7.14t/a（养殖废水中氨氮和总氮含量之比约为261/370[8]）。通过类比可得到：作物的N需求量为每亩40Kg[9]。所需要的土地面积=7.14t/a×1000/40=178.51亩。

2.2.4 满足磷的需求时计算的面积 本项目每年废水排出的总磷量=43.5mg/L×233.04m3/d×250d/a =2.54t/a（养猪场出水中平均含磷的浓度为43.5mg/L[8]）。

（磷的去除效率较低，若没有去除）折算为P2O5的量=142/62×2.54=5.809t/a通过类比可得到：作物的P2O5需求量为每亩18Kg[9]。所需要的土地面积=5.809t/a×1000/18=322.74亩。

2.2.5 满足SS的要求时候的面积 物化预处理是去除SS的最主要工艺，后期也有少量去除，总的工艺下来去除率可达到97%以上，出水的含量一般60-90mg/L。完全可以达到农田灌溉水质标准中的蔬菜作物标准。

3 结语

从上面计算可以看出，养猪场占地面积就是205亩的山地，周边种植蔬菜和果树的面积有500余亩，在保持土地生态平衡的情况下，所需最大面积是322.74亩

参考文献

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