马家塔露天矿区复垦土壤质量变化.pdf

第 2 4卷 第 l 2期 2 0 0 8年 1 2月 农 业 工 程 学 报 T r a n s a c t i o n s o f t h e CS AE 、 ， 0 1 ． 2 4 No ． 1 2 De c ． 2 0 0 8 2 0 5 马家塔露天矿区复垦土壤质量变化 孙海运 ，李新举 ， ，胡振琪 ，刘雪冉 2 ，仲伟静2 1 ．中国矿业大学 北京 土地复垦与生态重建研究所，北京 1 0 0 0 8 3 ； 2 ．山东农业大学资源与环境学院，泰安 2 7 1 0 1 8 摘要以神东公司马家塔露天矿为例，选择土壤有机质、全N、有效P 、速效K、p H 值、含水率、紧实度、容重和E C 9 项指标对复垦土壤质量进行了综合评价。研究采用相关系数法确定指标权重，以隶属度函数对指标进行标准化处理，最 后采用指数和法评定土壤质量。在研究区划分了5 个复垦年限，并且在复垦5 a 的土地上采集了6 种不同植被类型的土壤样 品，分5 个层次分别进行评价土壤质量。结果显示随着复垦年限的增加表层土壤质量不断提高，并且表层高于下层；复 垦后种植不同植被土壤质量差异较大，种植牧草、杨树较好，耕地和针叶树较差。 关键词露天矿，土地复垦，土壤质量，时空变异 中图分类号T D8 8 文献标识码 A 文章编号1 0 0 2 6 8 1 9 2 0 0 8 一 1 2 0 2 0 5 0 5 孙海运，李新举 ，胡振琪，等． 马家塔露天矿区复垦土壤质量变化 [ J ] ．农业工程学报 ，2 0 0 8 ，2 4 1 2 2 0 5 --2 0 9 ． S u n Ha i y u n ， L i Xi n j u ， Hu Z h e n q i ， e t a 1 ． V a r i anc e o f r e c l a ma t i o n s o i l q u a l i t y i n Ma j i a t a o p e n c a s t mi n e r e g i o n [ J ] ． T r a n s a c t i o n s o f the C S A E ， 2 0 0 8 ， 2 4 1 2 2 0 5 --2 0 9 ． i n C h i n e s e wi th E n g l i s h a b s t r a c t 0 引 言 中国是世界上最大的煤炭生产 国和消费国 ，煤炭是 中国最主要 的能源，约占一次性能源 消费量 的 7 4 ％I j J 。中 国煤炭开采大约 9 6 ％的为井工开采，4 ％的为露天开采。 井工开采形成地下采 空区，势必会造 成地面塌陷 。 目前 中国采煤 区地面塌陷造成土地破坏总量超过 4 0 0万 h m ， 并且每年仍 以 3 ． 3 ～4 ． 7万 h m2 的速度增加【 2 】 ， 露天矿挖损 土地 7 5 万 h m ， 因此土地复垦任务相 当艰 巨。 国家从 1 9 8 6 年土地管理法 的颁 布实施后就加强 了土地复垦工作 ，特 别是 1 9 9 9年新土地管理法的实施 ，土地复垦作为耕地 占 补平衡的重要措施 己得到社会 的广泛关注。 土地复垦是通过一 系列的工程技术措施对塌 陷区的 土地进 行挖 、铲、垫、平等处理 ，使之达到重新 利用 的 目的，整个过程实际就是重构土壤 的过程 。在土 壤重构 的过 程中，通过机械的碾压和扰动 ，使土壤 的层 次、结 构等理化性状发生 了大的变化 ，因此其质量状 况势必会 发生较大的变化 ，重构土壤质量 的高低是土地 复垦成功 与否 的关键所在 I4 J 。 目前无 论是在 土地开发整理规程 中，还 是其 他的相 关规定都对重构土壤质量状况重视不足 ，其关心 的重点 是如何通过土地开发整理来增加耕地 的数 量 。学术界 已 经开始关注重构土壤 的质量 问题 ，开展 了相关研 究 。胡 振琪 】 对复垦土壤耕作效果进行了评价 ， 运用模糊集理论 开发了一个定量评价土壤生产力的数学模型一模糊 P I 模 收稿 日期2 0 0 7 0 9 ． 1 8 修订 日期2 0 0 8 ． 1 1 ． 2 7 基金项 目由中国博士后基金 2 0 0 6 0 4 0 0 5 3 2 ；山东省中青年科学家基金 2 0 0 6 d s 0 8 0 1 8 资助 作者简介孙海运 1 9 7 6 一 ，男，山东邹城人，博士生，主要从事土地复 垦方面的研究。北京 中国矿业大学 北京 土地复垦与生态重建研究所， 1 0 0 0 8 3 ※通讯作者李新举，男，山东金乡人，副教授。泰安山东农业大学资源 与环境学院，2 7 1 0 1 8 。E ma i l l x j 0 9 1 l 1 2 6 ． c o m 型，采用土壤生产力指数的修正模型和复垦土地生产力 的耕作效果指数评价复垦土壤耕作 效果。 卞正富L 6 ’ 分析 了影 响复垦土 地生产力 的要素 ，提 出了复垦熵流模型 。 陈龙 乾[ 8 】 等 采用土壤 生产力和土壤环 境质量两种 指标对 徐州矿 区复垦后土壤质量进行评价 ， 以土壤质量评价指 指数来表示复垦土壤质量的高低。胡振琪【 9 】 在复垦土地 验收方案中提出了耕地环境质量评价采用 内梅罗指数 法，耕地生产力评价采用模糊 P I 模型，并给出了简单的 评 价指标 。秦俊梅等[ 1 0 - 1 3 ] 采用单项和 综合污染指数对 复 垦 土壤的环境质量进行 了研 究，结果表 明复垦土壤 虽然 有 一定的污染性 ，但土壤 环境质量可 以达到环境质量 标 准 ，不会影 响植物 生长。何书金等[ 1 4 - 2 2 】 利用不 同方法 对 复垦土地的适宜性 、利 用潜力和质量进行 了研 究，于君 宝等[ 2 3 - 2 5 】 对 复垦 土壤 的养 分状 况进行 了分析 。在 以往 的 研 究中，对复垦土壤 的研究只是从土壤 的养分方面考虑 ， 对土壤物理性状考 虑不足 ，特别是土壤 的压 实问题基本 未涉及 ，而 复垦土 壤的压实 问题往往是 决定土壤质量高 低的关键 ，本文在借鉴前人研 究的基础上，从土壤养分 、 容重 、紧实度 、盐分等多方面利用模糊 数学的方法综合 评价露天矿 区复垦土壤质量 ，旨在建立 矿区复垦土壤质 量的评价 标准 ，为矿区 的复垦土壤评 价提供依据 。 1 研究区概况 本研究选择在 神华集 团所属 的神 东矿区 的马家塔露 天煤矿，位于内蒙古 自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰 木伦镇 ， 井 田面积4 ． 9 4 k m2 ，已探 明地质储量2 6 2 2 万t ， 可 开采储量2 4 3 3 万t 。 矿区于 1 9 8 7年动工兴建，1 9 9 0年建成投产，1 9 9 9 年底与原武家塔露天矿合并。矿区划分为首采区、北采 区和广场采 区 ，计划从南 到北 的顺序开采 ，设计 生产 能 力为 2 0 0万 t ／ a 。开采方式采用内排剥离物，临时固定排 土及煤炭运输坑线。采煤作业方式为采端工作面或侧工 2 0 6 农业工程学报 2 0 0 8 年 作面装车，采区不设储煤场，直接将煤运往装车站装车， 同时采用边开采边复垦 的方法 ，直接将剥离 的表土 和矸 石回填采煤场，按设计标高复垦土地。矿区土地利用变 化情况见图 1 。 b． 2 0 0 6年 图 1 马家塔矿 区土地利用变化 F i g ． 1 L a n d u s e c h ang e s o f Ma j i a t a m i n e r e g i o n 2 土壤样品的采集和分析 马家塔矿区 自 2 0 0 2年进行土地复垦 ，至 2 0 0 6年形 成 了 5个年限的复垦地块 ，在每 一个年限的地块上挖掘 土壤剖面至 4 0 c m，分 0 --7 ． 6 2 c m，7 ． 6 2 --1 5 ． 2 4 6 m， 1 5 ． 2 4 2 2 ． 8 6 c m，2 2 ． 8 6 3 0 ． 4 8 c m，3 0 ． 4 8 3 8 ． 1 c m 每 层 3 英寸 5 个层次采集土壤样 品， 土壤紧实度用美 国产 的 D I C K E Y - j o h n紧实度仪测定，在每个地块采用梅花状 布 点方法测定 5个样 点，按上述层次分别测定，然后取 平均值 。复垦 1 --4 a的地块 目 前种植 的植被主要 为沙打 旺，在复垦 5 a 的地块上 ，根据现有植被情况，分为沙打 旺、冰草、杨树 、油松、侧柏和耕地 6个类 型分别采集 土壤样品 。 室 内分析土壤有机质 、 全 N、 有效 P 、 速效 K、 电导率、p H值、含水率 、 容重 ， 采用常规方法进行分析 。 3 土壤紧实度的时空变异 复垦土壤 由于受到 复垦机械碾压 ，紧实度较大 。从 图 2看 出，不同复垦年 限表层土壤 的紧实度 有较大 的差 异，刚复垦的土地表层紧实度较小，其次为复垦 2 a的土 地 ，这 2个年限的土壤紧实度都 小于未破坏 土地 ，之后 随着复垦 时间增加表层 土壤紧实度 不断增加 ，但都低于 排土场的紧实度 。排土场土壤 由于受机械的反复碾压， 往往造成 土壤 比较 紧实 。刚复垦的土 地表层 由于专 门用 机 械进行 疏松 ，表层紧实度较小 ，在利用过程 中由于浇 水 、耕作等其他 的农业措施 使土壤紧实度增加 。 从土壤垂直剖面的变化看，各个年限都有一共同趋 势 ，即随着 土壤 深度 的加深，土壤紧实度大幅度增加 ， 至第 3层 2 2 ． 8 6 3 0 ． 4 8 e ra达到最大 图 2 。从 5个 层次平均看 ，随着 复垦 时间的增加在垂直方 向上 的变异 逐渐减少。 不 同植被类 型 下 的表层 土 壤紧 实度 也有 较 大 的差 异，总的趋势是牧草针叶树耕地阔叶树。且耕地、 杨树地下层紧实度增加也快 ，至第 3层达到非常大的数 值 1 8 9 4 ． 7 5 k P a ，其他几种类型变异相对较小，特别是 种植牧 草条件 下土壤 紧实度在整个土壤剖面上都没有超 过 1 0 0 0 k P a ，但所有植被类型下整个土壤剖面平均都大 于未破坏土地 的紧实度 图 3 ，说 明在土地复垦过程 中 由于机械 的碾压使 土壤比较 紧实，在 以后 的利用 中应该 增加相应的改 良措施。 g 弋 越 醚 馨 不同年限土壤紧实度／ k P a O 2 0 0 4 o 0 6 0 0 8 0 0 l 0 0 0 l 2 0 0 l 4 0 0 l 6 0 0 1 8 0 0 图 2 不同复垦年限土壤紧实度分布 Fi g ． 2 Di s t rib ut i o n o f s o i l c ompa c t i o n f o r di ffe r e nt r e c l a ma t i o n y e a r s 量 逛 嚣 不同植被土壤紧实度／ k P a O 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 2 0 0 0 i 2 o 0】 4 O O 1 6 0 0 l 8 o 0 图 3 不同植被类型土壤紧实度分布 Fi g ． 3 Di s t r i b u t i o n o f s o i l c o mp a c t i o n u n d e r d i ffe r e n t p l an t t y p e s 4 土壤综合质量的时空变异 4 ． 1 指标的选择 根据研究区的实际情 况，参 照前人研 究结果 ，选择 土壤有机质、全 N、有效 P 、速效 K、 p H值 、E C 、容重、 紧实度 、含水率作为复垦土壤质量的评价指标 。 4 ． 2 指标权重 的确定 在土壤质量评价中，各项指标对土壤质量的贡献不 同，因此需要确定各指标的权重。 在权重的确定中，以往 的研究往往采取特尔斐法、层次分析法等，这都依赖于 经验，受到人为因素影响较大。本研究中采用各指标的 相关系数确 定权重【 2 1 。 ‘ 1 相关系数 的计算 把选取 的 9项指标数据在 S P S S 中运行，计算指标相关 系数矩阵。 2 指标权重计算计算各指标与其他指标相关系数 的平均值 饱眈 粥 驼 ∞ 犍全 } m 2 5 7m 2“ ”如弘 强 腮 ∞ 勰g } 2 7m 博“加 ∞∞ 弘 第 1 2期 孙海运等马家塔露天矿区复垦土壤质量变化 2 0 7 8 ∑[r i ／8 i l 式中 各指标相关系数平均值 ； 与其他 8 个指标的相关系数绝对值。 9 则 各 指 标 权 重 为 亏 ／ ∑巧 ， 据 上 述 公 式 对 各 指 标 权 i l l 第 i 指标 重进行计算，结果见表 1 。 表 1 不同土壤特性的平均相关系数及权重 T a b l e 1 Av e r a g e c o r r e l a t i o n c o e ffi c i e n t s a n d we i g h t s o f d i ffe r e n t s o i l c h a r a c t e r i s t i c s 4 ． 3 指标隶属度计算 在土壤质量评价 中，试验观测 的数据 是每项 指标的 具体数值 ，他们 之间无法进行运算和 比较 ，需要进行标 准化处 理。 目前采用较多的方法是采用隶 属度 函数计算 各指标 的隶属度 ，以此来表示各评价 因素 的状态 值 。根 据研究区的实际情况 ，采用两种 隶属度 函数 。 一 是戒上 型隶属度函数 ， 土壤有机质、 全 N、 有效 P 、 速效 K、含水率都属于此类 函数 。相应的隶属度 函数为 f 0 ． 1 ，、 l 厂 J { 0 ．9 x t ／ X 2 一 1 0 ．1 x i x z 二 是戒下 型隶属度 函数 ，属于这类 函数的评价指标 有土壤容重、电导率、p H值、紧实度。其函数公式为 f 0 ． 1 x 2 I f x { 0 ．9 2 一 功／ x 2 一 x 0 O ． 1 X 1 ≤ 2 【 1．0 l 根据研究 区实 际情况 ，确 定各指标的临界值 ，具体方法 是把各指标的最小值作为 X ，最大值作为 2 。 4 ． 4 土壤综合质量评价 根据各指标 的隶属度和权重 ，计算每年度土壤 的综 合指标值 I Q I ∑ N ／ 式中 、M一分别代表第 i 指标 的隶属度和 权重 ，计 算结果见图 4 、5 。 从图 4看出，表层土壤质量排土场最低 ，复垦土壤 随着年限增加 ，质量不断提高，至第 5 a 达到未破坏土地 的水平 。在垂直剖面上的变异趋势前 2年基本一样 ，即 第 2层稍微提高 ， 再 向下逐渐下降。复垦 4 、5 a的变异情 况和刚 复垦 的土地 不同 ，其表层土壤质量最 高，下层 明 显低于表层 。 不同植被类型下的土壤质量明显有两大趋势 图 5 ， 耕地 、针 叶树 下的土壤质量明显低于未破坏土地 ，而杨 树和牧草 明显 高于未破坏土地 。其主要原 因是针 叶树一 方面枯枝落叶较少，对于土壤有机质增加不利，另一方 面针叶树 由于树冠较 小，遮 阴效果较差 ，土壤含水 率较 低 ，而这 2方面在土壤质量指标中 占的比重较大 ，因此 综合土壤质量较低 ，而 阔叶树和牧草正好相反 ，所 以土 壤质量较高 。 蜀 越 逃 爨 州 g { 墼 避 爨 不同复垦年限的 ， 0 ． 2 0 0 ． 2 5 0 - 3 O 0 ．3 5 0 ，4 0 0 ． 4 5 0 ． 5 O 0 ． 5 5 0 ．6 0 图4 不同复垦年限土壤综合质量垂直分布 F i g ． 4 Ve r t i c a l d i s t r i b u t i o n o f s o i l i n t e g r a t e d q u a l i t y f o r d i ffe r e n t r e c l a ma t i o n y e a r s 不 同植被类型的 I Q 1 0 ． 2 0 0． 25 0． 3 O o 35 o 4 0 o ． 4 5 0． 5O 0． 5 5 0． 60 o6 5 0． 7O 未破坏 排土场 冰草 杨树 油松 侧柏 耕地 图 5 不同植被类型土壤综合质量垂直分布 Fi g ． 5 V e r t i c a l d i s t r i b u t i o n o f s o i l i n t e gra t e d q u a l i ty f o r e v e r y p l a n t t y pe 综合分析土壤质量的变异，阔叶树和牧草对复垦土 壤质量 的改善有较好 的作用 ，而针 叶树和 耕地不利于土 壤质 量的恢复 。 4 ． 5 土壤紧实度对土壤质量的影晌 对土壤紧 实度和 土壤质 量进行 相关分析 ，结果见表 2。 O ∞ 加 船 ∞ 舛 2 7 m “ 加 如 “ O 柏 舛 船 m 2 7 m “ 加 卯 如 弘 勰 2 0 8 农业工程学报 2 0 0 8 笠 表 2 土壤紧实度与土壤质量相关系数 T a b l e 2 Co r r e l a t i o n c o e f fic i e n t s o f s o i l c o mp a c t i o n a n d s o i l q u a l i t y 土壤层 , ／ c m 相关系数 ．0 ． 6 8 9 5 0 ．0 ． 7 9 61 0 从分析结果看 ，表层土壤 0 -- 1 5 ． 2 4 c m紧实度与 土壤质量没有 明显 的关系 ，其原 因是表层土壤受 到其他 人为 因素如施肥 、灌溉等 的影 响较大 ，而下层土壤质量 与土壤紧实度之间具有 明显的负相关 。从 图 3 ～5可以直 接看出，土壤紧实度在第 3 --4 层有增加的趋势 ，相对应 土壤质量在这个层次较低。说明复垦土壤紧实度对土壤 质量 的影 响比较 明显 ，应该在 复垦土壤质量 改善 中引起 重视 。杨树地 的土壤 紧实度较大 ，但土壤质量较 高，其 原因是 土壤紧 实度在 土壤质量指标 中权重较 小，受到其 他 因素影响较大，特 别是土壤全 N、有机质 、含水率的 影响最大，而杨树地的土壤全 N、有机质和含水率较高， 因此土壤质量较高 。 5 结论 1 由于受到复垦机械的碾压 ， 复垦土壤紧实度较大 ， 表层土壤紧实度都大于未破坏土壤 ，并且随着复垦年限 增加表层土壤紧实度逐渐增加 ，但 所有复垦年限土壤紧 实度都小于排土场。复垦土壤紧实度在土壤剖面分布上， 表层较小 ，最大一般 出现 在 3 0 c m左右 。 2 土地 复垦后 ，种植不同植被对土壤紧实度改善效 果不同，牧草效果最好 ，林木次之，耕地最差 ，在林木 中针 叶树好于阔叶树 。 3 在植被的作用下，复垦土壤质量随着复垦年 限增 加不断提高 ，表层土壤质量至复垦 5 a 达到未破坏土壤 的 水平。由于植被的枯枝落叶和人物活动，复垦土壤表层 土壤质量高于下层土壤 。 4 不同植被条件土壤 质量变异较大，耕地、针 叶林 地对土壤质量状况改善效果较差 ，牧草 、阔叶树效果较 好 。 5 表层土壤紧实度对土壤质量影响不大，而 1 5 c m 以上的土壤紧实度与土壤质量呈明显的负相关 。 [ 6 ]6 卞正富．矿区土地复垦界面要素的演替规律及其调控研究 【 J ] ．中国土地科学，1 9 9 9 ，1 3 2 6 1 1 ． [ 7 】 卞正富，张国良．矿山复垦土壤生产力指数的修正模型 [ J ] ．土壤学报 ，2 0 0 0 ，3 7 1 1 2 4 1 3 0 ． [ 8 】 陈龙乾 ，邓喀 中，徐黎华 ，等 ．矿 区复垦土壤质量评价方 法[ J ] ．中国矿业大学学报，1 9 9 9 ，2 8 5 4 4 9 --4 5 2 ． [ 9 ] 胡振琪 ，赵艳玲，姜晶 ，等 ．土地整理复垦项 目验收方 案研究明 ．农业工程学报 ，2 0 0 5 ，2 1 6 6 0 6 3 ． [ 1 0 ]秦俊梅，白中科，李俊杰，等．矿区复垦土壤环境质量剖 面变化特征研究以平朔露天矿区为例【 J 】 ． 山西农业大 学学报 ，2 0 0 6 ，2 6 1 1 0 1 1 0 5 ． [ 1 1 ]M B e l e n Hi n 0 j o s a ， J o s e A C a r r e i r a ， R o b e rt o Ga r c l a - R m z ． S o i l mo i s t u r e p r e - t r e a t me n t e ffe c t s o n e n z y me a c ti v i ti e s a s i n d i c a t o r s o f h e a v y me t a l c o n t a mi n a t e d an d r e c l a i me d s o i l s [ J ] ． S o i l B i o l o g y B i o c h e mi s t r y ，2 0 0 4 ，3 6 1 5 5 9 1 56 8． [ 1 2 】 【 1 3 】 [ 1 4 】 [ 参考文献] 【 l 】 胡振琪 ，魏忠义．煤矿 区采动与复垦土壤存在的问题与对 ， 策【 J 】 ．能源环境保护 ，2 0 0 3 ，1 7 3 3 7 ，1 0 ． [ 2 ] 胡振琪 ，魏忠义 ，秦萍 ．矿 山复垦土壤重构的概念与方 法[ J ] ．土壤，2 0 0 5 ，3 7 1 8 1 2 ． [ 3 ] 胡振琪．露天煤矿土地复垦研究[ M】 ．北京煤炭工业出 [ 2 5 】 版社 ，1 9 9 5 ． [ 4 】 Mo ff a t A J ，Mc n e i l l J D． R e c l a i min g d i s t u r b e d l a n d f o r f o r e s t r y [ M】 ．L o n d o n H MS O，1 9 9 4 l 1 2 ． 【 2 6 ] [ 5 ] 胡振琪．复垦土壤耕作效果的定量评价[ J ] ．土壤侵蚀与水 土保持学报 ，1 9 9 6 ，2 2 8 6 9 3 ． A l e k s a n d a r P o p o v i c ， D r a g ana D j o r d j e v i ， P r e d r a g P o l i c ． T r a c e and m a j o r e l e me n t p o l l u t i o n o r i g in a t i n g fr o m c o a l a s h s u s p e n s i o n and tr ans p o r t p r o c e s s e s [ J ] ． E n v i r o n m e n t I n t e m a t i o nal， 2 001 ， 26 251 -- 25 5． 何书金，苏光全．矿区废弃土地复垦潜力评价方法与应用 实例[ J ] ．地理研究，2 0 0 0 ，1 9 2 1 6 5 1 7 1 ． 陈秋计，赵长胜，谢宏全 ．基于 G I S和 A N N技术 的矿区 复垦土地适宜性评价[ J ] ．金属矿山，2 0 0 4 ，3 3 3 3 5 2 5 6． 张晓萍，李锐 ， 杨勤科 ．基于 R S ／ GI S的生态脆弱区土 地利用适宜性评价【 J ] ．中国水土保持科学 ，2 0 0 4 ，2 4 3 O 一 3 6． 胡振琪，付梅臣，何中伟．煤矿沉陷地复田景观质量评价 体系与方法【 J ] ．煤炭学报 ，2 0 0 5 ，3 O 6 6 9 8 --7 0 3 ． 王 莹， 李道亮 ．煤矿废弃地植被恢复潜力评价模型 [ J ] ．中国农业大学学报 ，2 0 0 5 ，1 0 2 8 8 9 2 ． 刘青柏，刘明国，冯景刚 ．MP I 模型在矸石 山复垦土壤生 产力评价钟的应用[ J ] ．水土保持研究，2 0 0 6 ，1 3 3 2 4 25． 陕永杰 ，张美萍，白中科，等 ．平朔安太堡大型露天矿 区 土壤质量演变过程分析[ J 】 ． 干旱区研究 ， 2 0 0 5 ， 2 2 4 5 6 5 -- 5 68． 孙泰森，师学义，杨玉敏，等．五阳矿区采煤塌陷地复垦 土壤 质量变化研究[ J 】 ．水土保持学报 ，2 0 0 3 ，1 7 4 3 5 3 7 ， 8 9． 顾和和，胡振琪，秦延春，等．泥浆泵复垦土壤生产力的 评价及其土壤重构[ J 】 ．资源科学，2 0 0 0 ，2 2 5 3 7 4 0 ． 于君宝，王金达，刘景双，等．矿山复垦土壤营养元素时 空变 化研究[ ．『 】 ．土壤学报，2 0 0 2 ，3 9 5 7 5 0 --7 5 3 ． P o t t e r K N，Ca r t e r F S ，Do l l E C．P h y s i c a l p r o p e r t i e s o f c o n s t r u c t e d and u n c o n s t r u c t e d s o i l s [ J]． S o i l S c i S o c A m J ， 1 98 8， 5 2 1 43 5 1 4 38． S h u k l a M K， L a l R，Un d e r wo o d J ， e t a 1 ．P h y s i c a l an d Hy d r o l o g i c a l Ch a r a c t e r i s ti c s o f Re c l a i me d M i n e s o i l s in S o u t h e a s t e rn Oh i o [ J ] ． S o i l S c i e n c e S o c i e ty o f A me r i c a J o u r n a l ，2 0 0 4 ，6 8 4 1 3 5 2 ． Ak a l a V A， L a l R． S o i l o r g an i c c a r b o n p o o l s an d s e q u e s t r a t i o n r a t e s i n r e c l a i me d min e s o i l s in O h i o [ J ] ． E n v i r o n Q u al，2 0 o l ，3 0 2 0 9 8 --2 1 0 4 ． 李新举，赵庚星，刘宁，等．山东省泰安市土地利用可 持续评价方法研究[ J 】 ，农业工程学报，2 0 0 5 ，2 l 3 9 0 93． 一 n仉0 ～ 1 ．～ ． ～ ～ ～ 舶 如 印 伽 U 口 n n 第 1 2期 孙海运等马家塔露天矿区复垦土壤质量变化 2 0 9 V a r i a n c e o f r e c l a ma t i o n s o i l q u a l i t y i n Ma j i a t a o p e n c a s t mi n e r e g i o n S u n H a iy u n ， L i X in j u ，辣， H u Z h e n q i ， L iu X u e r a n ， Z h o n g We ij in g 1 ． I n s t i t u t e o f L a n dR e c l a m a t i o n a n dE c o l o g y ， C h i n a U n i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d T e c h n o l o gy B e ij i n g ， B e rin g 1 0 0 0 8 3 ， C h i n a ； 2 ． C o l l e g e o f R e s o u r c e s a n d E n v i r o n m e n t ， S h a n d o n gA g r i c u l t u r a l U n i v e r s i ty ， f 2 7 1 0 1 8 ， C h in a Ab s t r a c t T a k i n g Ma j i a t a o p e n c a s t mi n e a s a n e x a mp l e ， s e l e c t n i n e i n d i c a t o r s s u c h a s s o i l o r g a n i c ma t t e r ， t o t a l N， a v a i l a b l e P， a v a i l a b l e p H v a l u e ， mo i s t u r e ， c o mp a c t i o n ， b u l k d e n s i t y a n d t h e EC t o e v a l u a t e d r e c l a i me d s o i l q u a l i ty． W e i g h t v a l u e s o f e a c h i n d e x we r e c a l c u l a t e d wi t h the me t h o d o f c o r r e l a t i o n c o e ffic i e n t ． Ac c o r d i n g t o me mb e r s h i p f u n c t i o n c u r v e ， t h e s u b j e c t i o n d e g r e e w a s c a l c u l a t e d ， a n d s o i l q u a l i t y wa s e v a l u a t e d wi t h int e gra t e d me t h o d fi n a l l y ． Ac c o r d i n g t o s o i l r e c l a ma t i o n p e r i o d s ， t h o s e we r e d i v i d e d i n t o fiv e r e c l a ma t i o n p e r i o d s i n t h e s t u d y a r e a ， a n d fiv e y e a r s r e c l a ma t i o n l a n d wa s s u b d i v i d e d s i x d i s t r i c t s b y d i ffe r e n t v e g e tat i o n t y p e s ． S o i l s a mp l e s we r e c o l l e c t e d a t fi v e s e p a r a t e l e v e l s O 一 7 ． 6 2 c m， 7 ． 6 2 1 5 ． 2 4 c m， 1 5 ． 2 4 2 2 ． 8 6 c m， 2 2 ． 8 6 3 0 ． 4 8 c m， 3 0 ． 4 8 - 3 8 ． 1 c m i n e v e r y d i s t r i c t ． T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e s u r f a c e s o i l q u a l i ty i s c o n t i n u a l l y r a i s ing wi t h t h e r e c l a ma t i o n y e a r s inc r e a s e ， a n d i s h i g h e r t h a n t h e l o we r l a y e r q u a l i ty． ， Re c l a i me d s o i l q u a l i ty h a s gre a t d i ffe r e n c e a t d i ffe r e n t v e g e tat i o n t y p e s ， s o i l q u a l i ty o f g r a s s ， p o p l a r a r e b e t t e r ， an d f a r ml a nd a nd c o n i f e r s a r e t he wo r s t ． Ke y wo r d s o p e n c a s t mi n e ， r e c l a ma t i o n l and ， s o i l q u a l i ty, s p a t i a l t e mp o r a l v a ri a n c e