摘要
贵州是中国西南地区典型的喀斯特岩溶区，通常认为，喀斯特生态系统非常的脆弱，具有明显较低的环境容量。贵州是煤炭大省，其在大规模开采与利用时给贵州的经济发展带来了巨大的效益，但是也造成了严重的生态破坏及环境污染等问题。由于喀斯特地区土层薄、生物量低、群落结构简单，一旦遭到破坏或污染，将对岩溶生态系统造成严重的威胁。因此，研究岩溶区煤矿在挖掘后产生的酸性煤矿废水（AMD）对周边旱地土壤持续污染的环境及生物效应就显得尤为重要。本文以贵州典型煤矿周边的石灰性旱地土壤为对象，通过添加不同比例的AMD模拟AMD持续污染对土壤pH、Eh、EC及CEC等综合特性的影响；对土壤中的氮磷钾、钙镁等矿质养分的影响；对土壤特征污染指标和微生物学特征的影响研究。其结果表明： （1）岩溶区石灰性旱地土壤对AMD的持续污染具有较为优越的缓冲性能，在固液比为1:10的AMD污染下，岩溶区石灰性旱地土壤pH仍然能维持在6.65以上；随着AMD污染程度的增大，土壤氧化还原电位和电导率呈极显著的升高趋势（p<0.01）；在较低AMD(固液比1:0.1-1:1)污染程度时，土壤阳离子交换量显著的降低，而在较高AMD(固液比1:5-1:10)污染程度下则又明显的升高。 （2）与未污染土壤相比，不同固液比 AMD污染对土壤全磷总体影响不明显，土壤全氮、全钾、全钙、全镁呈明显降低的趋势；土壤中的速效氮、速效钾、缓效钾等有效态矿物养分均随废水污染程度加大呈极显著降低趋势（p<0.01）；低浓度AMD(固液比1:0.1-1:1)污染在一定程度上增加土壤有效磷、有机质含量，而在高AMD污染程度下又急剧促进土壤有效磷释放、有机质的分解，且均达到了极显著性差异（p<0.01）。 （3）不同固液比 AMD污染对岩溶地区石灰性旱地土壤的特征污染指标有显著影响，且随着污染程度的加大影响也增大。随着AMD污染浓度的增大，土壤中的铁、铜、砷含量呈显著或极显著的增加（p<0.05）；土壤中硫酸根的含量在较低AMD污染程度下变化趋势较为不明显，在较高AMD（固液比1:2.5-1:10）污染程度下极显著的增加，总体上也达到了极显著水平（p<0.01）；在较低AMD（1:01-1:7.5）污染时，土壤锰和锌有明显的上升趋势，而在较高AMD污染程度（特别是固液比为1:10）时，土壤锰和锌含量均表现出降低的趋势且均低于对照土壤，总体上，不同固液比AMD污染对土壤锰未表现出明显差异性，而对土壤锌则表现出极显著性差异（p<0.01）；随着 AMD污染程度的加大，土壤中二氧化碳的释放量呈极显著升高的趋势（p<0.01）。 （4）AMD污染对岩溶区石灰性旱地土壤的生物学指标也有较为明显的影响。AMD污染在一定程度上增强了脲酶活性；不同固液比AMD污染均可降低土壤微生物量，且在较高AMD（固液比1:2.5-1:10）污染程度下达到极显著水平，整体上随不同固液比AMD污染呈现极显著性差异（p<0.01）； 综上表明，岩溶区土壤对AMD有一定的酸缓冲性，但会促使土壤中的Ca2+、Mg2+离子的大量淋失，这将对已适应的岩溶生态系统可能造成致命的影响，长期适应性进化形成的石灰性土壤的喜钙植物，对其适应的喀斯特生境有非常强的依赖性，一旦植物的这种生境遭到破坏，将对植物的生长造成严重的影响。其次， AMD污染将导致土壤中的 N、K，尤其是有效性大量的淋失，由此将会影响到植物的生长发育状况、生理生化过程及作物产量，从而威胁到整个农业生态系统。再次，在较高AMD污染程度时，土壤中的特征污染物急剧的累计，土壤中的微生物总量显著的减少，土壤酶活性明显的降低，这将严重影响土壤的质量。此外， AMD污染将导致大量二氧化碳产生，从而对大气温室效应的贡献也是不容忽视的。
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