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国家自然科学基金(51274013): 作品数：16 被引量：100H指数：6; 相关作者：陈孝杨严家平张治国郑永红姚多喜更多>>; 相关机构：安徽理工大学淮南创大实业有限责任公司淮北矿业集团更多>>; 发文基金：国家自然科学基金安徽省高等学校优秀青年人才基金安徽省国际科技合作基金更多>>; 相关领域：农业科学矿业工程环境科学与工程化学工程更多>>

煤矸石充填复垦对土壤特性影响研究被引量：19: 2013年; 为实现矿区可持续发展,以潘一矿复垦区土壤为研究对象,选择土壤含水率、容重、pH值、有机碳、速效钾、速效磷和全氮7项指标对煤矸石充填复垦土壤特性及肥力水平进行评价。结果显示:与对照区土壤特性相比,潘一矿复垦区土壤含水量、有机质、速效钾、速效磷、全氮含量偏低。但是土壤容重较大,pH值略高显弱碱性。在土壤剖面上,这7种指标在各层含量差异不大。潘一矿复垦区土壤营养元素中有机质和速效磷比较缺乏,特别是有机质含量严重缺乏。风化后的煤矸石对土壤有一定增肥作用。但是,由于煤矸石偏碱性和含盐量较高特点,容易引起接触层土壤发生盐化现象,应当引起重视。; 郑永红张治国姚多喜陈孝杨; 关键词：煤矸石复垦土壤理化特性肥力水平

砂姜黑土区采煤塌陷坡耕地氮磷时空分布与流失特征被引量：4: 2015年; [目的]研究砂姜黑土区采煤塌陷坡耕地动态过程中表层土壤NH＋4—N和有效磷（AP）的时空分布,揭示氮磷随地表径流流失的雨强和坡度变化特征。[方法]选择淮北平原砂姜黑土区两类不同煤矿井工开采方式引发的地表塌陷坡耕地,动态监测表层土壤中NH＋4—N和AP含量,并在实验室应用人工模拟降雨,测定2种雨强和3种坡度处理的地表径流中可溶态及颗粒态NH＋4—N,AP含量。[结果]（1）充填开采地表塌陷坡耕地表层土壤中NH＋4—N含量为16.5~72.0mg/kg,AP为26.0~63.5mg/kg,非充填开采分别为9.08~67.2 mg/kg和22.4~82.1 mg/kg,未塌陷区域为83.5~162 mg/kg和38.7~86.5mg/kg;（2）两种开采方式地表塌陷坡地土壤NH＋4—N和AP含量与未塌陷区域相比,均显著降低（p〈0.05）,NH＋4—N含量自坡顶至坡底逐渐增加。随时间推移,NH＋4—N和AP含量未显著降低,AP含量反而有增加迹象;（3）强降雨时NH＋4—N和AP的流失量是弱降雨的3~5倍,颗粒态NH＋4—N和AP流失量占总流失量的60%以上。坡度越大,NH＋4—N和AP的流失量越多,流失量突变的坡度为5°~10°之间。[结论]砂姜黑土区采煤塌陷坡耕地土壤氮磷流失显著增加,颗粒态NH＋4—N和AP为径流流失的主要形式。; 陈孝杨周育智于佳禾严家平; 关键词：氮磷流失坡耕地砂姜黑土采煤塌陷

Contribution of root respiration to total soil respiration during non-growing season in mine reclaimed soil with different covering-soil thicknesses: 2021年; An accurate assessment of root respiration in mine reclaimed soil is important for effectively evaluating mining area ecosystems.This study investigated dynamic changes in root respiration and the contribution of root respiration to total soil respiration(R_(r)/R_(t) ratio)during the non-growing season in mine reclaimed soil,with different covering-soil thicknesses.According to the covering-soil thicknesses,the study area was divided into four sites:10-25 cm(site A),25-45 cm(site B),45-55 cm(site C),and 55-65 cm(site D).From November 2017 to April 2018(except February in 2018),the soil respiration,root respiration,temperature at 5 cm,water content,and root biomass were measured.The results show that soil temperature and root respiration exhibited similar diurnal and monthly variations.The root respiration is strongly influenced by soil temperature during the non-growing season,with an exponential and positive relationship(P<0.001).Root respiration varies with the covering-soil thickness and is greatest with a covering-soil thickness of 25-45 cm.The R_(r)/R_(t) ratio also exhibits monthly variations.During the non-growing season,the mean value of the R_(r)/R_(t) ratio is 51.15%in mine reclaimed soil.The study indicates that root respiration is the primary source of soil respiration and is an important factor for estimating the potential emission of soil CO_(2) from mine reclaimed soil at the regional scale.; Min ChenXiaoyang ChenZhiyong HuTingyu FanShiwen ZhangYing Liu

淮南矿区煤矸石风化物特性及有机碳分布特征被引量：20: 2014年; 以淮南矿区潘一矿煤矸石山为研究对象,通过对煤矸石风化物的理化特性、电镜扫描（SEM）、能谱（EDS）和总有机碳（TOC）含量分析,初步研究了煤矸石风化物有机碳分布和释放规律,以及煤矸石山堆积淋溶作用对周边土壤溶解性有机碳（DOC）含量的影响。结果表明,从山顶、山腰到山脚煤矸石风化物中的总有机碳（TOC）含量依次减小,随着采样深度的增加总有机碳（TOC）含量逐渐变大。煤矸石风化物中总有机碳含量与煤矸石风化物粒径大小呈正相关,与煤矸石风化物的风化程度成负相关。不同粒径煤矸石风化物淋滤液中溶解性有机碳（DOC）的含量随着淋溶时间增大而减小,在96h淋滤液中溶解性有机碳含量趋于稳定,且值较为接近。距离山脚2~100m内,随着采样距离的增加土壤中溶解性有机碳含量（DOC）呈减少趋势。在距离煤矸石山80-100m处土壤溶解性有机碳含量接近正常农田土壤含量。; 郑永红张治国胡友彪姚多喜陈孝杨; 关键词：粒径总有机碳溶解性有机碳淋溶

表生作用下煤矸石风化特征研究——以淮南矿区为例被引量：20: 2015年; 选取淮南矿区不同风化年限的煤矸石进行分层采样,通过对所采135份样品的粒组划分及保水性的定量测试,对比分析了表生作用下煤矸石块度分布特征及其保水性变化规律,为矿区煤矸石等充填复垦工程应用提供科学依据.结果表明：不同采样区和同一采样区不同暴露程度的煤矸石块度分布差别较大;所有采样区上层煤矸石小于2mm和2~10mm两个粒组质量百分比显著高于下层;随着风化年限的增加,各采样区煤矸石小于2mm粒组的质量百分比总体呈上升趋势;随着风化程度的增强,10~20mm和2~10mm块度及自然块度的煤矸石的保水性均逐渐提高,且同一采样区上层煤矸石保水性均高于下层,即表生作用下块度相同的煤矸石保水性的高低受其风化程度的影响;同一采样区10~20mm和2~10mm块度及自然块度煤矸石保水性依次增高,即煤矸石块度分布特征对其保水性具有显著影响,尤其小于2mm块度煤矸石对提高煤矸石的保水性至关重要,且二者存在良好的相关性.; 蔡毅严家平陈孝杨徐良骥许正刚姚军; 关键词：表生作用煤矸石风化块度分布保水性

砂姜黑土区采煤塌陷坡耕地水蚀输沙过程研究被引量：13: 2015年; 选择淮北平原砂姜黑土区某煤矿2种不同开采方式（充填开采和非充填开采）工作面地表塌陷坡耕地,通过现场调查和采样分析,动态监测表层（0-10cm）土壤黏粒含量,研究黏粒含量在采煤塌陷坡耕地形成过程中的时空变化。同时在实验室应用人工模拟降雨试验,测定不同降雨强度（强降雨0.309mm/min,弱降雨0.147mm/min）和坡度（3°,5°和10°）处理下的坡面径流含沙量与土壤剥蚀率,探讨坡耕地水蚀输沙过程特征。结果表明：（1）研究区砂姜黑土黏粒含量为37%-46%,塌陷坡耕地坡面表土黏粒含量随时间推进呈缓慢下降。（2）雨强和坡度为影响砂姜黑土区坡耕地径流含沙量变化的主要驱动力。相同坡度,强降雨条件下水流含沙量为弱降雨时的10倍左右;坡度为3°和5°时的水流含沙量变化趋势一致,而坡度为10°时,试验不同时段的水流含沙量不稳定,尤其是强降雨条件下,在试验4min后水流含沙量急剧增加,至7min已达28.9g/L,为径流初期的15倍以上。（3）砂姜黑土与高原黄土、川中紫色土和南方红壤坡地土壤雨水侵蚀特征一致。但在耕作因素影响下,充填或非充填开采工作面地表塌陷坡耕地土壤流失量均较轻微。; 陈孝杨王芳王长垒于佳禾严家平; 关键词：砂姜黑土

粉煤灰充填复垦土壤可溶性钾的迁移与浓度变化趋势被引量：1: 2015年; 应用土柱试验和HYDRUS-1D软件模拟,研究粉煤灰充填复垦土壤可溶性钾初期迁移特征和长期浓度变化趋势。结果表明,复垦初期若有田间灌溉行为或降雨量较大,绝大部分土壤可溶性钾在10 d左右均会随着土壤水分入渗迅速迁移至下层土壤或地下水,土壤可溶性钾流失严重,粉煤灰中高富集的钾往往不能为植物利用。地下水位对复垦土壤可溶性钾质量浓度长期变化有重要影响。地下水位较高(-115 cm)时,若降雨量少、蒸发量大,上覆土壤可溶性钾浓度升高,植物养分利用机会增加,但相应地上覆土壤盐分和重金属等污染的风险也会增加。; 王芳陈孝杨檀海洋于佳禾刘英; 关键词：粉煤灰复垦土壤土柱试验

粉煤灰场复垦地层状土壤水分变化被引量：3: 2013年; 应用土柱试验研究不同覆土厚度粉煤灰处置场复垦土壤水分运动特征,并基于研究区干湿年份的气象数据进行土壤剖面年含水量变化的相似模拟,以探讨此种特殊土壤剖面在极端气候条件下的持水能力,为复垦土壤植物栽种时的田间水分管理提供理论依据和技术支持。结果表明,低地下水位（-300 cm）条件下,干旱与潮湿年份的复垦土壤整个剖面各监测断面的含水量相差0.10 cm3/cm3左右,表层土壤的含水量变化幅度更大,干旱年份较长时间在0.20 cm3/cm3以下,潮湿年份基本都保持在0.20~0.30 cm3/cm3,雨季甚至会超过0.30 cm3/cm3;当地下水位较高（-115 cm）时,由于粉煤灰基质的水分吸持能力较强,整个粉煤灰层的含水量在相当长的时期内保持在近饱和状态,表层土壤的含水量也超过沙壤土的田间含水量,即使是在干旱年份也存在此现象。; 于佳禾陈孝杨严家平杨修芳檀海洋刘英; 关键词：复垦土柱试验粉煤灰场

煤矿复垦重构土壤呼吸季节变化特征及其环境影响因子被引量：11: 2014年; 为了研究采煤沉陷地复垦生态系统土壤呼吸季节特征,探讨各主要环境影响因子对土壤呼吸的影响,利用Li-8100A自动土壤碳通量系统,测定潘一矿复垦区不同季节土壤呼吸速率,同时测定土壤温度、大气温度等环境影响因子。结果表明:1在季节尺度上土壤温度(10 cm)、大气温度和土壤含水率(10 cm)与土壤呼吸速率呈显著正相关。2土壤呼吸速率在日间呈单峰曲线型变化,土壤呼吸速率观测最大值出现在12:00—14:00,观测最小值出现在8:00和18:00两个时间点。土壤呼吸速率均表现出明显的季节变化特征,不同季节具有显著差异。与正常农田观测点数据对比知,大气温度和相对湿度差异不大,土壤呼吸速率、土壤温度和土壤含水率平均值略高于复垦区土壤观测点数据。3潘一矿复垦区重构土壤呼吸的Q10值为1.94,低于暖温带Q10平均值,低于中国土壤呼吸Q10平均值和农田生态系统的Q10平均值。研究结果初步阐明煤矿复垦区重构土壤呼吸的季节变化特征。; 郑永红张治国胡友彪姚多喜陈孝杨; 关键词：土壤呼吸

煤矿区重构土壤剖面水气变化及其对温度梯度的响应被引量：2: 2021年; 煤矿区用煤矸石作为基质进行土壤重构,恢复生态环境和土地复垦的立地条件工程大量存在。但是,煤矸石氧化放热过程会对重构土壤剖面的水气变化产生影响,进而影响矿区生态修复的效果。为了研究重构土壤的水气运动特征及其对温度梯度的响应,设计了一种重构土壤水气热耦合运移室内模拟装置。在重构土壤不同深度布设温湿度传感器连续监测重构土壤剖面含水量和温度,利用CO_(2)体积分数检测仪测定不同深度CO_(2)体积分数,并通过底部的加热装置对重构土壤进行加热,研究重构土壤温度分布及其对水气运动的影响。结果表明:Hydrus-1D软件能较好地模拟重构土壤剖面体积含水量分布,但水分入渗过程存在明显的滞后性,水分在土壤层累积。气体在扩散过程中也表现出了明显的滞后性,在80 cm矸石层累积。当底部加热时,重构土壤剖面会形成稳定的温度梯度。在温度梯度的作用下,重构土壤中的水分会从底部向上运动,导致底层含水量明显降低,而其他层的含水量均明显上升,其中60 cm层的含水量增速最大,为0.057%/h。此时,气体易在矸石层及层间界面累积,并且累积效应随着温度梯度的增加而增强。温度和含水量均会影响重构土壤气体的扩散,但温度梯度的增加会削弱含水量对气体扩散的影响。另外,在重构土壤层间界面可能存在一个“障碍带”,当水分和气体接触到层间界面“障碍带”时开始受阻,从而导致水分在土壤层开始累积,气体在矸石层及层间界面累积。; 陈敏陈孝杨王校刚张凌霄张迪朱建明; 关键词：煤矸石温度梯度

国家自然科学基金(51274013)

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