不同覆土厚度下粉煤灰充填复垦土壤肥力分析

1、    不同覆土厚度下粉煤灰充填复垦土壤肥力分析    郑印+葛畅+许光泉+刘慧琳+张世文摘 要：以安徽省淮南市平圩电厂粉煤灰堆场为例，选取土壤有机质、容重、土壤粘粒、含水量等指标作为评价因子，利用arcgis10.1软件和模糊数学方法对土壤肥力进行了评价，揭示不同覆土厚度下粉煤灰重构土壤肥力状况。结果表明：土壤肥力指标在不同覆土厚度整体表现出显著差异，覆土越厚，土壤肥力等级相对较高，且覆土厚度超过30cm后各土壤肥力指标变化缓慢，而覆土厚度达到40-50cm时，复垦土壤肥力指标基本不再变化，此时，复垦土壤肥力水平最高。相关研究成果为复垦土地管理和改良提

2、供依据。关键词：粉煤灰充填；覆土厚度；复垦土壤；肥力指标doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.2611 引言土壤肥力反映了土壤为植物提供适宜条件的能力，但尚无统一的定义，正是由于这一科学概念缺乏严格的定义，也缺乏数量化的指标，导致难以保证对其评价结果的科学客观性1-2。对于以粉煤灰充填基质的复垦土壤的覆土厚度与土壤肥力的关系研究较少，土壤质量在一定程度上是自然条件和人为因素的综合反映3。因此，本文以安徽省淮南市平圩电厂粉煤灰堆场为例，以土壤有机质（soil organic matter，som）、土壤容重（soil bulk density，bd）、土壤黏粒含量（

3、clay）、土壤含水量（soil moisture content，smc）等为评价因子，分析不同覆土厚度下粉煤灰重构土壤肥力状况。以期为粉煤灰作为充填基质的复垦模式及复垦土地的治理改良提供依据。2 研究区概况与数据处理研究区为安徽省淮南市平圩电厂粉煤灰堆场，该堆场启用于1986年，面积为231.95公顷，分东西两坑。复垦方式包括直接复垦、覆土复垦两类。采样点布设采用网格采样与分层抽样相结合的方法，本次共确定0、10（土灰混合体）、10-20、20-30、30-40、40-50和50-60cm 等不同覆土厚度复垦区采样点35个，1个粉煤灰堆场样，1个周边正常土样。3 隶属度函数确定隶属度函数实

4、际上是评价指标与作物生长效应曲线之间关系的数学表达式，根据各评价因子对作物产量的效应将隶属度函数分为两种类型，即s型和抛物线型。s型隶属度函数：此类函数参评因子指标值越高，作物生长效果越好，但是达到一定临界值后效用趋于稳定，土壤有机质等养分因子就属于这类函数。抛物线型：属于这类函数的参评因子对作物的效应表现为在一定范围内作物生长效应最好，但是超出这个范围时作物生长效应变差，如土壤物理粘粒含量、含水量、容重等属于这种类型。根据研究区土壤实际特点并听取有关专家意见，本研究中有机质的转折x1=2 x2=5、容重的转折点x3=0.1 x4=3、含水量的转折点x1=10 x2=20 x3=30 x4=4

5、0、土壤粘粒的转折点x1=1 x2=10 x3=20 x4=30。4 结果与分析基于不同肥力指标符合的隶属度函数，计算各单因素土壤肥力指标隶属度，通过对土壤肥力指标隶属度的分析，可以直观的反应各肥力指标与复垦土壤覆土厚度关系。图2显示，smc随覆土厚度的变化近乎为零，且各点的smc隶属度均接近或等于1，表示smc在该复垦区分布较为均一，覆土厚度达到50-60cm时smc隶属度有所减少，可能由于粉煤灰的导水性能比较差，导致上覆土层的持水性能加强，而覆土厚度达到50-60cm时才与正常土壤接近；som隶属度随覆土厚度变化基本呈正相关增长，而在覆土厚度从0-30cm时有机质指标呈锯齿狀增长，可能与该

6、区覆土方式有关（直接覆土、泥浆泵覆土），在覆土厚度达到30cm以后土壤有机质随覆土厚度的增加而缓慢增加且渐渐趋于平稳；土壤容重指标变化也不是很明显，只是在0-10cm时容重指数偏大，在覆土10-60cm之间容重隶属度基本不变，由于容重越小对应的土壤质量较优，该区复垦土壤的容重隶属度分布相对合理；土壤粘粒指标随覆土厚度的增加变化最不规律，分别在覆土10-20cm、30-40cm、50-60cm粘粒指标较优，标明覆土厚度对土壤黏性的改变很大且没有太明显的相关性。5 结论与讨论粉煤灰复垦土壤的覆土厚度对复垦土地肥力有很大的影响。本文以粉煤灰充填基质为对象，探讨不同覆土厚度下复垦土壤的各个单因子肥力指

7、标分布特征，揭示覆土厚度对土壤的肥力要素影响。获取结论：4种单因子土壤肥力指标隶属度分成两类，土壤有机质、土壤容重和粉粒含量为一类，覆土厚度越厚，它们指标隶属度越高，与覆土厚度在空间上呈现正相关。土壤含水量指标却随覆土厚度变化不大，且达到该复垦区的较高水平。参考文献：1骆伯胜，钟继洪，陈俊坚.土壤肥力数值化综合评价研究j.土壤，2004，36（01）：104-106.2李梅，张学雷.基于gis的农田土壤肥力评价及其与土体构型的关系j.应用生态学报，2011，22（01）：129-136.3zhang m k，jian min x u.effects of land use and soil type on selected soil fertility quality indicatorsj.journal of zhejiang agricultural university，2002，28（03）：277-282. 山东工业技