污水处理厂污泥用于矿山废弃地生态修复后土壤肥力变化的研究摘要：指出了污水处理厂污泥结合植被种植可用于矿山废弃地的土壤恢复，探讨了生态修复后土壤的肥力变化情况。结果表明：矿山废弃地植被重建后，土壤水分物理性能得到提高，特别是土壤有所增加；伴随修复的进行，土壤中有机质、水解N、速效P、速效K含量均呈下降趋势，但总体依然保持较好的水平，能够支撑植物生长；使用污泥覆土修复后，各种植物生长良好，起到了较好的废弃地复绿作用。关键词：污水处理厂污泥；矿山废弃地；生态修复中图分类号：S156文献标识码：A文章编号：1674-9944（2017）14-0033-031引言矿山废弃地是指由于采矿活动挖损、塌陷、压占、污染等原因而造成的不能利用的土地[1]。目前，矿山废弃地的生态修复是我国区域环境综合整治的难点和焦点，究其原因主要是长期采矿作业导致矿山表层土壤流失严重，且残存的土壤十分贫瘠，无法提供植物生长所需的生境[2]。污泥是城市污水处理厂工艺过程中的代谢产物，其由有机残体、细菌菌体、无机颗粒、胶体等物质组成，其突出的特点是有机质含量和含水率较高。将稳定化处理后的污泥施用于林区、农区、矿区的土壤基质改良，不仅可以有效解决待修复区土壤稀薄及肥力低下的问题，还能妥善安置好大量污泥的去处[3]。因此，污泥覆土结合植物种植已成为我国矿山废弃地生态修复的重要模式。鉴于此，笔者重点探讨了这种修复模式应用于矿山废弃地后土壤理化性质的演变规律，以期为城市污水厂污泥资源化利用提供相关数据支撑。2研究区概况及样地布置2.1研究区概况研究区位于南京市浦口区某废弃采矿场，山体主要由石灰岩、砂岩组成，发育的土壤以普通黄棕壤为主。由于多年的矿石开采，该区域的地貌和植被受到严重的损毁。现场调查发现，矿山坡脚处地形较平缓，表层附着约3cm厚的岩土（粘粒含量不足8%，以石砾和沙粒为主），并有少量野菊和杂草生长。总体而言，相较其他区位，坡脚处开展生态修复的条件较为成熟。2.2实验样地布置利用坡脚处整体呈环形的自然状况，在坡脚修建挡土墙构筑修复平台，将稳定化处理后的污泥、矿山废渣、熟土按不同比例混合后回填到平台，具体配比见表1。覆土后的坡脚平台呈30°的坡度。坡脚平台覆土前后对比见图1。覆土后的平台具备了植物生长的必要条件，选择种植栾树、构树、狗牙根等乡土植物。3试验方法本研究以紫金山自然状态的森林土壤为对照土样，分别于2015年9月、2016年3月、2016年6月及2016年9月按“品”字形路线在试验样地采样4次，挖取0～20cm、20～40cm土层的土样，依据土壤理化测试的国家标准测定土壤容重、孔隙率和田间持水量、有机质含量、水解N含量、速效P含量、速效K含量[4]。4结果分析4.1土壤物理性能变化容重可以表征土壤的透水性、通气性和根系伸展性，是土壤物理性状的重要指标[5]。从表2中可以发现，在生态修复的这1年里，各土层的容重均呈现出下降趋势，0～20cm土层容重由1.42g/cm3减少到了1.38g/cm3，略高于同土层森林土壤容重；20～40cm土层容重由1.50g/cm3减少到了1.44g/cm3，略低于同土层森林土壤容重。毛管孔隙度是衡量土壤水分性能的重要指标。从表2中可以发现，在生态修复的前半年里，由于降水和重力的冲压作用，且初栽植物的根系还未完全伸展穿插，土壤孔隙状况有所弱化。此后半年，伴随着植物根系的完善以及土壤中微生物活动的增强，土壤中的团粒体得以形成，进而有效的促进了孔隙度的改善。相比1年前的土壤本底值，0～20cm土层土壤毛管孔隙度由10.79%上升到11.11%，接近同土层森林土壤毛管孔隙度。类似的变化还可以从非毛管孔隙度和田间持水量的测定值看出。总体而言，被修复土壤的物理性状得到了一定的改善，有利于植物的生长。4.2土壤营养性能分析土壤中有机质、水解氮、速效磷及速效钾的含量能够较好的表征土壤供肥能力[6]。生?B修复一年间，土壤营养指标变化情况见表3。可以看出，矿山废弃地植被重建后，由于降水的淋洗冲刷和植物自身的分解吸收，加之初栽植物固持水土能力较弱，0～20cm和20～40cm土层的有机质含随着生态修复的进行呈现出减少趋势，这种减少趋势在修复之初最为显著。生态修复1年后，0～20cm和20...