矿区复垦土地质量监测与评价研究
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摘要
根据《土地复垦条例》对复垦事业制度化、规范化和法制化的要求，以及《国土资源“十二五”科学和技术发展规划》提出的制定和完善矿区土地复垦动态监测的标准的需要，本文以黄土高原区平朔露天煤矿为实例，从矿山土的研究出发，结合矿区土地利用分类的特点，在研究区内进行了野外的样地监测与采样，通过室外现场调查和室内分析，选用了土地立地条件、理化性质和生产力作为矿区土地质量的监测指标，建立矿区土地质量监测与评价指标体系，对矿区原地貌阶段、损毁后未复垦阶段和已复垦阶段的耕林草地进行了土地质量评价，主要研究结果如下：
（1）针对矿山土的特点，建议将矿山土划分在人为新成土亚纲下，命名为矿山人为新成土，并尝试以矿山土的成土母质、复垦区划中的类型区、堆垫及填充土层的厚度或地名分别作为矿山土的亚类、族和系的划分及命名的依据。
（2）针对当前矿区土地利用分类调查中的问题，结合矿区土地利用与管理的现实需要，参考矿区土地利用的用途和覆盖以及阶段性特点，提出了矿区土地利用调查与分类的建议，并尝试用三级分类的方式补充了“采矿用地”的含义。
（3）在研究区选取18块监测样地剖面和混合采样两种方式进行调查与采样分析，发现以当地土壤作为主要复垦物质进行土壤重构对环境不会造成污染，土壤的有效厚度至少在60cm以上，剖面质地多为通体壤，经过地形重塑后的矿区土地和原地貌平原区基本一致，更适合规模化、机械化耕作，复垦后的土地生产力除了耕地外，林地和草地都有明显提高，说明以草地和林地为主要复垦方向是最佳选择。
（4）矿区内复垦土壤以及未复垦土壤的容重与原地貌土壤相同层次的容重相比较高，其中未复垦土壤容重高达1.7g/cm3以上；但随着复垦年限的延长，复垦地表层土壤容重逐渐向原地貌土壤靠近。矿区所在地的土壤偏碱性或碱性，复垦地的pH值跟复垦时间、排土方式和地形坡度相关；未复垦土地的pH值在剖面分布上较均匀。
（5）土壤有机质含量在原地貌耕地和林地的土壤剖面中的分层现象明显，复垦地中的有机质含量随时间增高逐渐升高，其中复垦林地的表层土壤中有机质含量稍高。从混合土样的情况来看，复垦林地和边坡的复垦草地的有机质含量高于原地貌土地，而复垦耕地的有机质含量普遍较低，跟复垦时间、地形坡度和排土方式有一定的关系。
原地貌土壤中全氮含量随土层深度的增加而降低，在复垦地中的全氮含量出现有不规律变化现象。从土壤表层的混合土样来看，全氮含量在复垦耕地中最低，且跟复垦时间无必然联系。
从剖面分布来看，除了边坡处的复垦草地外，其余复垦地的全磷含量在同一土层中要高于原地貌的耕林地。复垦地的有效磷含量在同一土层中普遍高于原地貌土地，但在土壤的剖面分布中不均匀，无规律性。从样地的混合土样情况看，复垦耕地和林地的全磷与有效磷含量均高于原地貌耕地和林地；复垦草地的全磷高于原地貌草地，有效磷相反。
从土壤剖面全钾的含量及分布上来看，复垦地和原地貌土地中的全钾含量在同一土层中相差不大，且整体分布较均匀。但从速效钾的含量和分布来看，原地貌耕林草地分布相似；复垦地中的速效钾含量一般随深度的增加而降低。从样地中混合土样的情况来看，复垦地中的全钾和速效钾的含量均高于原地貌土地。
未复垦地中的有机质、全氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量在剖面上分布均匀；从表层混合土样的情况看，未复垦地中有机质和全氮含量偏低，而磷和钾素含量较高，因此在今后植被重建的过程中需多施用有机质和氮肥。
（6）复垦土地质量跟其复垦时间、复垦方向、地形地貌等有密切关系，其中在平朔矿区制约土地复垦质量的最主要因素依次是土壤容重、酸碱性和有机质含量，因此在今后平朔矿区的土地质量监测过程中，这三项指标是在复垦过程中需着重监测的内容。
According to the requirement of Land Reclamation Regulations forinstitutionalization, standardization and legalization, as well as the need to developand improve the standard mine land reclamation dynamic monitoring proposed byChina Land and Resource Twelfth Five-Year Scientific and Technical DevelopmentPlan. This dissertation took Pingshuo opencast mine in the Loess Plateau as anexample, from the point of view of minesoils, combined with land use classificationcharacteristics in mining area, and monitoring and sampling of field plots were carriedout in the study area. Through the field investigation and indoor analysis, the sitecondition, physical and chemical properties, productivity as the monitoring indicatorsof mining land quality. Finally, the land quality monitoring and evaluation indexsystem was established, and the land quality of farmland, forestland and grassland inundisturbed stage, damaged stage and reclaimed stage was evaluated. The mainresearch results were as follows:
1. According to the characteristics of minesoils, it recommended minesoils to theSuborder of Anthric Entisols, which named Mine Anthric Entisols. It attempted todivide and name minesoils by soil parent material, type area of reclamation, pilingand filing layer thickness or local place name as minesoils’ Subgroup, Tu, Series.
2. In view of the current land use classification and the meaning of excavatingland that was not perfect, for the purpose of practical needs of use and managementfor land in mining area, as well as the characteristics of land use and coverage inmining area, it proposed land use investigation and classification in mining area, andattempted to use the way of three level classification to complement the meaning ofexcavating land.
3.18monitoring sampling plots were selected in the study area, and theinvestigation and sampling analysis were carried out by the profile and mixedmethods. It found that the local soil as the major reclamation substance could notcause pollution to the environment. The effective thickness of soil is more than60cm,and the whole soil profile texture is loam. The terrain of mining land which had beenremodeled was as the same as the undisturbed plain area, which was more suitable forlarge-scale mechanized farming. The productivity of reclaimed land, such as forestland and grassland except for farmland were improved significantly, which means thereclamation direction of forestland and grassland was the best choice.
4. The bulk density of minesoils is higher than the nature soil in the same layer.With the extension of reclamation years, it is gradually near the undisturbed soil onthe surface level. The local soil is alkaline, and the pH of reclaimed land is related toreclamation time, dump ways and terrain slope, while the pH of un-reclaimed land isuniform.
5. Stratification of soil organic matter content appeared in the soil profile in theundisturbed farmland and forestland is obvious, while the content of organic matter inthe reclaimed land increased gradually with time, among which the surface soil ofreclaimed forestland has more organic matter. In the view of mixed sampling, the content of organic matter in reclaimed forestland and grassland was higher than thatof the undisturbed land, while the reclaimed farmland has a little lower organic matter,which is related to the reclamation time, terrain slope and dump ways.
The total nitrogen content decreased with the increase of soil depth, while inreclaimed land it showed irregular change. In the view of mixed soil samples from thesurface soil, reclaimed farmland had the lowest total nitrogen, which has littlecontacted with reclamation time.
In addition to the reclaimed grassland in the slope terrain, the content of totalphosphorus of other reclaimed land was higher than undisturbed land in the samelevel. The available phosphorus content of the reclaimed land is generally higher thanthe undisturbed land in the same layer, but it showed irregular in the soil profile. Inthe view of mixed soil samples, total phosphorus and available phosphorus werehigher than undisturbed farmland and forestland. Total phosphorus of reclaimedgrassland was higher than undisturbed grassland, while the available phosphorus wasopposite.
In the view of total potassium content and distribution, it has no differencebetween reclaimed and undisturbed land. The distribution of available potassiumcontent in the undisturbed land was the same, while it in decreased with increasingsoil depth in the reclaimed land. According to the mixed soil samples, both the totaland available potassium were higher than that in undisturbed land.
The distribution of organic matter, total nitrogen, total phosphorus, availablephosphorus, total potassium and available potassium in the soil profile was even in theun-reclaimed land. In the view of mixed surface soil, organic matter and total nitrogenwere lower, while the phosphorus and potassium content were high enough, whichmeans the organic and nitrogen fertilizer were needed in the future course ofvegetation reconstruction.
6. The quality of reclaimed land is related to the reclamation time, reclamationdirection, and terrain. In Pingshuo mining area, the most important factors ofrestricting land reclamation quality are bulk density, pH and organic matter, so it mustfocus on the three indicators in the process of monitoring.
（1）针对矿山土的特点，建议将矿山土划分在人为新成土亚纲下，命名为矿山人为新成土，并尝试以矿山土的成土母质、复垦区划中的类型区、堆垫及填充土层的厚度或地名分别作为矿山土的亚类、族和系的划分及命名的依据。
（2）针对当前矿区土地利用分类调查中的问题，结合矿区土地利用与管理的现实需要，参考矿区土地利用的用途和覆盖以及阶段性特点，提出了矿区土地利用调查与分类的建议，并尝试用三级分类的方式补充了“采矿用地”的含义。
（3）在研究区选取18块监测样地剖面和混合采样两种方式进行调查与采样分析，发现以当地土壤作为主要复垦物质进行土壤重构对环境不会造成污染，土壤的有效厚度至少在60cm以上，剖面质地多为通体壤，经过地形重塑后的矿区土地和原地貌平原区基本一致，更适合规模化、机械化耕作，复垦后的土地生产力除了耕地外，林地和草地都有明显提高，说明以草地和林地为主要复垦方向是最佳选择。
（4）矿区内复垦土壤以及未复垦土壤的容重与原地貌土壤相同层次的容重相比较高，其中未复垦土壤容重高达1.7g/cm3以上；但随着复垦年限的延长，复垦地表层土壤容重逐渐向原地貌土壤靠近。矿区所在地的土壤偏碱性或碱性，复垦地的pH值跟复垦时间、排土方式和地形坡度相关；未复垦土地的pH值在剖面分布上较均匀。
（5）土壤有机质含量在原地貌耕地和林地的土壤剖面中的分层现象明显，复垦地中的有机质含量随时间增高逐渐升高，其中复垦林地的表层土壤中有机质含量稍高。从混合土样的情况来看，复垦林地和边坡的复垦草地的有机质含量高于原地貌土地，而复垦耕地的有机质含量普遍较低，跟复垦时间、地形坡度和排土方式有一定的关系。
原地貌土壤中全氮含量随土层深度的增加而降低，在复垦地中的全氮含量出现有不规律变化现象。从土壤表层的混合土样来看，全氮含量在复垦耕地中最低，且跟复垦时间无必然联系。
从剖面分布来看，除了边坡处的复垦草地外，其余复垦地的全磷含量在同一土层中要高于原地貌的耕林地。复垦地的有效磷含量在同一土层中普遍高于原地貌土地，但在土壤的剖面分布中不均匀，无规律性。从样地的混合土样情况看，复垦耕地和林地的全磷与有效磷含量均高于原地貌耕地和林地；复垦草地的全磷高于原地貌草地，有效磷相反。
从土壤剖面全钾的含量及分布上来看，复垦地和原地貌土地中的全钾含量在同一土层中相差不大，且整体分布较均匀。但从速效钾的含量和分布来看，原地貌耕林草地分布相似；复垦地中的速效钾含量一般随深度的增加而降低。从样地中混合土样的情况来看，复垦地中的全钾和速效钾的含量均高于原地貌土地。
未复垦地中的有机质、全氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量在剖面上分布均匀；从表层混合土样的情况看，未复垦地中有机质和全氮含量偏低，而磷和钾素含量较高，因此在今后植被重建的过程中需多施用有机质和氮肥。
（6）复垦土地质量跟其复垦时间、复垦方向、地形地貌等有密切关系，其中在平朔矿区制约土地复垦质量的最主要因素依次是土壤容重、酸碱性和有机质含量，因此在今后平朔矿区的土地质量监测过程中，这三项指标是在复垦过程中需着重监测的内容。
According to the requirement of Land Reclamation Regulations forinstitutionalization, standardization and legalization, as well as the need to developand improve the standard mine land reclamation dynamic monitoring proposed byChina Land and Resource Twelfth Five-Year Scientific and Technical DevelopmentPlan. This dissertation took Pingshuo opencast mine in the Loess Plateau as anexample, from the point of view of minesoils, combined with land use classificationcharacteristics in mining area, and monitoring and sampling of field plots were carriedout in the study area. Through the field investigation and indoor analysis, the sitecondition, physical and chemical properties, productivity as the monitoring indicatorsof mining land quality. Finally, the land quality monitoring and evaluation indexsystem was established, and the land quality of farmland, forestland and grassland inundisturbed stage, damaged stage and reclaimed stage was evaluated. The mainresearch results were as follows:
1. According to the characteristics of minesoils, it recommended minesoils to theSuborder of Anthric Entisols, which named Mine Anthric Entisols. It attempted todivide and name minesoils by soil parent material, type area of reclamation, pilingand filing layer thickness or local place name as minesoils’ Subgroup, Tu, Series.
2. In view of the current land use classification and the meaning of excavatingland that was not perfect, for the purpose of practical needs of use and managementfor land in mining area, as well as the characteristics of land use and coverage inmining area, it proposed land use investigation and classification in mining area, andattempted to use the way of three level classification to complement the meaning ofexcavating land.
3.18monitoring sampling plots were selected in the study area, and theinvestigation and sampling analysis were carried out by the profile and mixedmethods. It found that the local soil as the major reclamation substance could notcause pollution to the environment. The effective thickness of soil is more than60cm,and the whole soil profile texture is loam. The terrain of mining land which had beenremodeled was as the same as the undisturbed plain area, which was more suitable forlarge-scale mechanized farming. The productivity of reclaimed land, such as forestland and grassland except for farmland were improved significantly, which means thereclamation direction of forestland and grassland was the best choice.
4. The bulk density of minesoils is higher than the nature soil in the same layer.With the extension of reclamation years, it is gradually near the undisturbed soil onthe surface level. The local soil is alkaline, and the pH of reclaimed land is related toreclamation time, dump ways and terrain slope, while the pH of un-reclaimed land isuniform.
5. Stratification of soil organic matter content appeared in the soil profile in theundisturbed farmland and forestland is obvious, while the content of organic matter inthe reclaimed land increased gradually with time, among which the surface soil ofreclaimed forestland has more organic matter. In the view of mixed sampling, the content of organic matter in reclaimed forestland and grassland was higher than thatof the undisturbed land, while the reclaimed farmland has a little lower organic matter,which is related to the reclamation time, terrain slope and dump ways.
The total nitrogen content decreased with the increase of soil depth, while inreclaimed land it showed irregular change. In the view of mixed soil samples from thesurface soil, reclaimed farmland had the lowest total nitrogen, which has littlecontacted with reclamation time.
In addition to the reclaimed grassland in the slope terrain, the content of totalphosphorus of other reclaimed land was higher than undisturbed land in the samelevel. The available phosphorus content of the reclaimed land is generally higher thanthe undisturbed land in the same layer, but it showed irregular in the soil profile. Inthe view of mixed soil samples, total phosphorus and available phosphorus werehigher than undisturbed farmland and forestland. Total phosphorus of reclaimedgrassland was higher than undisturbed grassland, while the available phosphorus wasopposite.
In the view of total potassium content and distribution, it has no differencebetween reclaimed and undisturbed land. The distribution of available potassiumcontent in the undisturbed land was the same, while it in decreased with increasingsoil depth in the reclaimed land. According to the mixed soil samples, both the totaland available potassium were higher than that in undisturbed land.
The distribution of organic matter, total nitrogen, total phosphorus, availablephosphorus, total potassium and available potassium in the soil profile was even in theun-reclaimed land. In the view of mixed surface soil, organic matter and total nitrogenwere lower, while the phosphorus and potassium content were high enough, whichmeans the organic and nitrogen fertilizer were needed in the future course ofvegetation reconstruction.
6. The quality of reclaimed land is related to the reclamation time, reclamationdirection, and terrain. In Pingshuo mining area, the most important factors ofrestricting land reclamation quality are bulk density, pH and organic matter, so it mustfocus on the three indicators in the process of monitoring.
引文
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