近日，集团土地复垦团队在《Catena》在线发表题为“Soil reconstruction and heavy metal pollution risk in reclaimed cultivated land with coal gangue flling in mining areas”的研究论文。信息科学与工程学院副教授胡晓和资源与环境学院李俊颖博士共同为本文通讯作者，资环学院教师宋文博士和博士生许睿娉为共同第一作者。
将煤矸石作为填充材料充填在表土下方以重构采矿扰动的土壤层次是采煤塌陷耕地恢复的重要手段，具有矿山固体废弃物处理与矿山废弃土地再利用的双重功效。但是煤矸石在风化过程中会释放重金属而威胁上覆土壤环境。复垦土壤重建过程中土壤性质的演替影响着重金属在重构土壤剖面中的分配，形成区别于正常农田土壤的复杂关系。目前，鲜有对这一复杂关系的整体研究。
近日研究应用复杂网络理论探索了复垦农田土壤重建过程中特殊的土壤性质关系网络及其关键因素指标，并通过与未塌陷农田土壤的对比阐释了煤矸石充填复垦农田土壤重建和重金属分布的内在机理。
图1 不同深度复垦农田和未塌陷农田土壤的复杂网络结构图
结果显示，煤矸石充填复垦活动导致复垦农田土壤容重增加、养分减少以及重金属积累，改变了土壤性质间的关系强度和合作效率。土壤团聚体改善所带来的容重降低提高了微生物活性并积累了有机碳和养分，这成为复垦土壤恢复的关键。在高潜水位条件下，充填的煤矸石成为复垦土壤重金属的新的来源，水溶性胶体颗粒成为重金属迁移的重要载体。研究可以为高潜水位矿区煤矸石充填复垦耕地的土壤重建和重金属污染防控提供参考。
该研究得到了国家自然科学基金项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2023.107147
编 辑：万 千
审 核：贾 波
