近日，學(xué)校土地復(fù)墾團隊在《Catena》在線發(fā)表題為“Soil reconstruction and heavy metal pollution risk in reclaimed cultivated land with coal gangue flling in mining areas”的研究論文。信息科學(xué)與工程學(xué)院副教授胡曉和資源與環(huán)境學(xué)院李俊穎博士共同為本文通訊作者，資環(huán)學(xué)院教師宋文博士和博士生許睿娉為共同第一作者。

將煤矸石作為填充材料充填在表土下方以重構(gòu)采礦擾動的土壤層次是采煤塌陷耕地恢復(fù)的重要手段，具有礦山固體廢棄物處理與礦山廢棄土地再利用的雙重功效。但是煤矸石在風(fēng)化過程中會釋放重金屬而威脅上覆土壤環(huán)境。復(fù)墾土壤重建過程中土壤性質(zhì)的演替影響著重金屬在重構(gòu)土壤剖面中的分配，形成區(qū)別于正常農(nóng)田土壤的復(fù)雜關(guān)系。目前，鮮有對這一復(fù)雜關(guān)系的整體研究。

近日研究應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論探索了復(fù)墾農(nóng)田土壤重建過程中特殊的土壤性質(zhì)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵因素指標(biāo)，并通過與未塌陷農(nóng)田土壤的對比闡釋了煤矸石充填復(fù)墾農(nóng)田土壤重建和重金屬分布的內(nèi)在機理。

圖1 不同深度復(fù)墾農(nóng)田和未塌陷農(nóng)田土壤的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

結(jié)果顯示，煤矸石充填復(fù)墾活動導(dǎo)致復(fù)墾農(nóng)田土壤容重增加、養(yǎng)分減少以及重金屬積累，改變了土壤性質(zhì)間的關(guān)系強度和合作效率。土壤團聚體改善所帶來的容重降低提高了微生物活性并積累了有機碳和養(yǎng)分，這成為復(fù)墾土壤恢復(fù)的關(guān)鍵。在高潛水位條件下，充填的煤矸石成為復(fù)墾土壤重金屬的新的來源，水溶性膠體顆粒成為重金屬遷移的重要載體。研究可以為高潛水位礦區(qū)煤矸石充填復(fù)墾耕地的土壤重建和重金屬污染防控提供參考。

該研究得到了國家自然科學(xué)基金項目的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2023.107147

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波