試析山地煤礦開采對土壤理化性質(zhì)的影響

暢標(biāo)(山西公信安全技術(shù)有限公司，山西 太原 030012)

試析山地煤礦開采對土壤理化性質(zhì)的影響

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山地煤礦開采與山地土壤的理化特性具有密切的關(guān)系。目前的狀況下，某些地區(qū)正在致力于頻繁的采掘煤礦，因而影響到了該區(qū)域土層固有的理化特性。情況嚴(yán)重時，由于過度頻繁進(jìn)行煤炭挖掘，當(dāng)?shù)氐谋韺油吝€可能迅速沙化，進(jìn)而表現(xiàn)為水土流失的不良狀況。因此可見，在開采山地煤礦的整個過程中都不能忽視土壤本身的理化特性，在明確開采影響的前提下再去選擇合適的開采措施。

山地煤礦開采；土壤理化性質(zhì)；具體影響

在本次試驗中，選擇了天山北麓的某煤礦作為探究對象，煤礦區(qū)整體上處在2100米左右的海拔位置上。為了探明土層本身具備的化學(xué)特性以及物理特性，對于此次試驗借助了激光粒度儀來實現(xiàn)全過程的采煤測定。在測定理化性質(zhì)的整個過程中，綜合運用了烘干法、減壓毛管法以及環(huán)刀法[1]。在全面對比的前提下，歸納可知對照區(qū)以及試驗區(qū)二者之間的土壤特性差異，進(jìn)而揭示了其中典型的理化特性。

1 試驗區(qū)域與試驗方法

1.1 選擇試驗區(qū)域

從氣候?qū)傩詠砜?，該區(qū)整體處在溫帶大陸的位置，平均可達(dá)5℃左右的年均溫以及17℃左右的年度最高氣溫。此外，該采煤區(qū)在每年都能擁有500毫米左右的年均降水以及2900小時的光照時間，與之相應(yīng)的蒸發(fā)總量也是相對較大的。隨著海拔上升，山地采煤區(qū)具備的氣候特性也出現(xiàn)了顯著變更。從土壤類型來看，山地采煤區(qū)包含了栗鈣土、褐色與灰色的森林土以及砂石土。因此可見，山地土壤整體上具備相對較差的抗侵蝕力，很有可能遭受風(fēng)力或者流水對其的侵蝕。

1.2 具體的試驗流程

在去年四月份，針對該區(qū)域選擇了已經(jīng)廢棄的三個重點礦區(qū)作為探究對象。在這其中，第一個礦區(qū)整體可達(dá)1900米的海拔與47%的平均坡度，第二個礦區(qū)整體達(dá)到了2010米的海拔與41%的山體坡度，而第三個礦區(qū)具備1900米的總海拔與42%的坡度。在正式進(jìn)入試驗流程之前，選擇了特定的采煤區(qū)并且將其設(shè)計成對照區(qū)，對照區(qū)本身還沒有遭受頻繁的采煤干擾。對于野外采掘而言，采煤分布點整體上呈現(xiàn)S的形狀，在這其中包含了12個土壤混合的取樣點。針對上述的三個典型礦區(qū)，分別設(shè)置了10厘米、20厘米以及30厘米的采樣深度。

具體來講，減壓毛管法可以用來測定孔隙度，烘干法運用于判斷含水量，而環(huán)刀法可以適用于測定容重。除此以外，本次試驗還配備了特定型號的酸度計用來測定酸堿值，因地制宜測量重絡(luò)酸鉀與有機(jī)質(zhì)的精確含量。通過運用氫氧化鈉與其他物質(zhì)的混合液來測定磷元素以及氮元素的總量，借助火焰光度法來測定鉀的含量[2]。

經(jīng)過分析可知，廢棄礦區(qū)本身包含了0.02毫米左右的砂礫直徑，因此整體上具備較低的粉土含量與粘粒含量。因此可見，受到煤礦采掘帶來的影響，與之相應(yīng)的巖土結(jié)構(gòu)也將出現(xiàn)特定的改變。經(jīng)過長時期的采掘操作之后，煤礦內(nèi)部的包氣帶就會降低整體性的含水量，進(jìn)而導(dǎo)致表層植被無法繼續(xù)存活，山體因此而遭受了風(fēng)蝕作用并且出現(xiàn)沙化。

2 土壤理化性質(zhì)受到開采煤礦的具體影響

在開采山地煤礦的整個過程中，廢棄后的礦山含有相對較少的土壤粘性，在情況嚴(yán)重時甚至將會產(chǎn)生沙化。在各種類型的山地土壤中，表層土存在較大可能呈現(xiàn)沙化的狀態(tài)[3]。經(jīng)過上述分析可知，相比于對照山體而言，本次試驗選擇的三個廢棄礦山都呈現(xiàn)了表層沙化的整體趨勢，土壤粘粒表現(xiàn)為顯著降低的狀態(tài)。在10厘米至30厘米的土層厚度位置上，表層土整體來講含有相對更少的土層粘粒。

圖為土壤粒度的變化

經(jīng)過開采之后，廢棄礦山原先的孔隙度、土壤容重以及坡頂土質(zhì)等并未顯著產(chǎn)生改變。然而與之相比，底部礦山卻呈現(xiàn)了相對很低的土壤容重。因此可見，在頻繁開采的狀態(tài)下，廢棄礦山很可能減損了土壤容重，尤其是涉及到30厘米左右的土層。除此以外，表層含水量也出現(xiàn)了顯著的變更，整體上呈現(xiàn)了32%或者更大的減少幅度。從酸堿度的角度來講，經(jīng)過采煤處理后的某些山地土壤整體上具備相對較弱的堿性，然而另外一些卻表現(xiàn)為顯著的酸性或者中性。

3 結(jié)語

目前的狀態(tài)下，很多地區(qū)都在致力于頻繁開采山地礦藏，尤其是山地的煤礦。然而實質(zhì)上，企業(yè)在采掘煤礦時很有可能忽視了最根本的生態(tài)保護(hù)，以至于減損了土壤養(yǎng)分或者改變了原有的理化特征。此外，山地土壤中的多數(shù)還含有較高的氮磷鉀含量，而開采以后的山地土層就會減損上述的營養(yǎng)物質(zhì)。因此可以得知，具體在開采山地煤礦時尤其需要關(guān)注生態(tài)保護(hù)，不應(yīng)隨意去破壞土壤或者干擾到山地的正常生態(tài)系統(tǒng)。未來在實踐中，煤礦企業(yè)還需更加關(guān)注開采煤礦帶來的當(dāng)?shù)赝寥烙绊憽?/p>

[1]莫愛,周耀治,楊建軍等.山地煤礦開采對土壤理化性質(zhì)的影響[J].水土保持學(xué)報,2015,29(01):86-89+95.

[2]王炎強(qiáng),畢如田,張吳平等.黃土丘陵區(qū)煤礦開采對土壤理化性質(zhì)的影響──以晉城市長河流域為例[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2017,(36):1-2.

[3]張喜,朱軍,崔迎春等.火燒對黔中喀斯特山地馬尾松林土壤理化性質(zhì)的影響[J].生態(tài)學(xué)報,2011,31(19):5809-5817.

[4]楊同珂,朱超,鄭云龍等.魯中南石灰?guī)r山地不同造林模式對土壤理化性質(zhì)的影響[J].山東林業(yè)科技,2013,43(04):52-53+15.