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本文以平朔露天煤矿为例,在矿区原有已废弃地生态恢复的基础上,采用野外调查与室内模拟实验相结合的方法,研究矿区废弃地土壤微生态重建概况,探讨生物腐植酸(Bio-active humicacid,BHA)在矿区废弃地土壤微生物生态重建中的作用。1大田生态恢复调查平朔露天煤矿开创了我国矿山土地复垦工作的先河,形成了采矿、排土、复垦、种植一条龙生产作业方式。平朔矿区约有2000hm2排土场(占损毁土地的50%)复垦成林地、草地和农地,但恢复效果并不理想。研究区土壤有机质和氮素的匮乏以及土壤生物活性的偏低,严重限制了废弃地生态复垦效果。基于主成分分析的复垦废弃地土壤质量综合得分(y)与其复垦年限(x)之间线性关系:y=0.2163x-1.0418(R2=0.8137),其综合得分表达式体现了以土壤有机质、全氮以土壤微生物生态学指标为主的限制性因子。按此公式计算,要想仅靠废弃地的生态恢复达到原地貌水平至少需要18年。另外,在对土壤质量指标的敏感度和相关性分析发现,土壤微生物生态学指标在反应土壤质量变化方面较土壤化学和物理属性更为全面和敏感。在矿区废弃地的复垦过程中,应重视土壤微生物生态的重建。2BHA介导下的微生态重建室内模拟实验基于大田调查的结果,针对复垦废弃地限制性因子的特点,设计三个组合(BHA单施、BHA+尿素混施以及BHA+复合肥混施)的室内模拟实验表明:BHA的施用提高了矿区废弃地土壤可培养微生物数量、微生物多样性、苜蓿植物量和土壤优势真菌群落结构的稳定性和多样性,一定程度上解除了因肥料的施用对土壤微生态造成的不利影响,实现了地上部分与地下部分的积极互动。盆栽植物量与土壤可培养细菌数量、可培养真菌数量以及可培养微生物总数呈显著正相关,与土壤真菌多样性指数呈正相关。模拟实验效果综合得分排名前三的处理依次是30kg/亩BHA+50kg/亩复合肥、45kg/亩BHA+50kg/亩复合肥、30kg/亩BHA。在BHA单施的情况下,30kg/亩BHA处理最好,与空白对照相比该处理可培养微生物数量提高了96%,植物量提高了34%,真菌多样性指数提高了6.5%;在BHA与肥料混施的情况下,30kg/亩BHA+50kg/亩复合肥处理效果最好,与空白对照相比该处理可培养微生物数量提高了94%,植物量提高了70%,真菌多样性指数提高了15%。3微生态重建模拟实验与大田生态恢复的比较(1)室内模拟实验较大田实验的研究更为全面。在土壤-植物-微生物系统方面,大田实验仅仅着重废弃地地上部分的重建,忽略了废弃地地下部分的重建,而室内模拟实验在借助植被复垦的基础上,进行废弃地土壤微生物生态重建。(2)BHA介导下的废弃地土壤微生态重建的室内模拟实验,有利于废弃地土壤复垦限制因子的解决。BHA+尿素的混施一定程度上消除尿素单施对废弃地土壤微生态重建造成的不利影响,而相对于复合肥的单施BHA+复合肥的混施进一步提高了微生态重建效果。基于以上分析,BHA的施用在解决矿区废弃地土壤微生物生态紊乱和生态恢复效果缓慢方面有着重要意义。