中国矿业大学多名学者联合发文：土壤孔隙结构对西北地区采矿沉降区土壤水分养分空间变异性的影响机制
论论资讯 ｜ 2024-04-30 ｜
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Environmental Earth Sciences
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The influence mechanism of soil pore structure on spatial variability of soil water and nutrients in the mining-induced subsidence area of China northwest
Guo Y.; Huang Y.; Li J.; Fan B.; Ouyang S.; Liu Y.; Wang H.
Published：2024-05-01
DOI：10.1007/s12665-024-11553-x
研究背景
社会性话题引发的问题
在中国西北部的风沙地区，煤矿开采引起的地表沉陷严重影响了土壤孔隙结构以及水分和养分的分布。这种现象带来了许多问题，比如土地资源的浪费和生态环境的破坏，进而影响到当地居民的生活。
研究内容
解密土壤孔隙结构对水分和养分空间变异的影响
一项最新研究在中国西北部大凡铺煤矿开展，通过设立三个样本区域（一个未开采区域RF，一个边缘沉陷区域MF，一个动态沉陷区域DF），测量了0-60厘米深度处的土壤含水量（SMC）和土壤有机物（SOM）含量。研究使用计算机断层扫描（CT）技术，对不同深度的典型土壤样品的真实孔隙结构进行了扫描，并利用Amira Avizo软件进行了三维重建和分析。研究揭示了土壤孔隙变化对矿区水分和养分变异的影响机制。
研究意义
探索矿区地下水土变化的新视角
研究结果显示，0-60厘米深度处的矿区土壤中的含水量和有机物含量低于未开采区域。矿区地表沉陷加剧了水分和有机物含量的水平分布的空间异质性。含水量和有机物含量的变异系数增加了35.77%到39.56%和33.29%到42.74%。煤矿开采引起的地表沉陷增加了土壤孔隙的数量和孔隙度，尤其是大孔隙的数量和孔隙度。矿区MF和DF的土壤孔隙连通性分别增加了61.57%和18.51%。含水量和有机物含量与土壤孔隙度和孔隙连通性呈显著负相关（P≤0.05）。土壤孔隙度和孔隙连通性的增加是导致矿区水分和有机物含量变化的重要因素。
这项研究为我们提供了一个新的视角，帮助我们更好地了解矿区地下水土中的变化之谜。通过深入研究土壤孔隙结构对水分和养分空间变异的影响，我们可以更好地保护土地资源，维护生态平衡，促进可持续发展。
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