系統闡釋了東部平原高潛水位礦區采煤沉陷區土地復墾過程中土壤細菌群落特征、組裝機制及固碳功能變化及機制,發現復墾和復墾時間對土壤理化 和酶活性影響顯著;隨機性過程主導了復墾土壤細菌群落的組裝過程,且擴散限制的 貢獻最大;復墾改善了與碳循環功能相關的有機碳、硝態氮、銨態氮、有效磷、β-葡萄糖苷酶及過氧化氫酶等土壤物理化學和生物性狀從而增強固碳功能;操控敏感環境因素,如pH、微生物量碳或β-葡萄糖苷酶活性等可調控隨機性過程主導的礦區生態恢復,從而提升東部礦區復墾土壤固碳增匯能力。
采煤沉陷區復墾對土壤細菌群落組裝及固碳功能的影響?以東灘礦區為例
1. 河海大學 公共管理學院
2. 中國礦業大學 化工學院
3. 中國礦業大學 礦山生態修復教育部工程研究中心
復墾能有效提升礦區生態服務功能,但復墾土壤功能重建的微生物學機制尚不清晰。厘清復墾如何影響土壤細菌群落特征、組裝機制及固碳功能,對重塑礦區生態自維持能力至關重要。為此,結合零模型分析,采用MiSeq高通量測序及qPCR芯片技術,探索東灘礦區9 a、12 a、15 a和18 a等4個復墾年限土壤細菌群落組裝過程及固碳功能變化。結果表明:①復墾和復墾時間對土壤理化和酶活性影響顯著,復墾土壤pH、銨態氮(AN)、過氧化氫酶(CAT)及磷酸酶(PO)隨復墾時間增長呈顯著增加(P<0.05),有機碳(SOC)、有效磷(AP)、硝態氮(NN)及脲酶(UE)、β-葡萄糖苷酶(BG)、蛋白酶(PRO)則相反(P<0.05);②隨機性過程主導了復墾土壤細菌群落的組裝過程,且擴散限制的貢獻最大;③有機碳、硝態氮、銨態氮、有效磷、β-葡萄糖苷酶及過氧化氫酶與碳循環功能基因豐度有顯著性相關,復墾改善土壤理化從而增強固碳功能;④結構方程模型顯示,復墾年限增加直接影響土壤理化性質,進而間接影響土壤微生物群落的組裝過程,這可能是導致碳循環功能基因豐度變化的主要原因。研究結果為礦區復墾土壤生產力改善和固碳功能提升提供理論依據。
教授
博士生導師
陳浮,男,漢族,1974年12月生,江蘇射陽人,教授,博士生導師。主持科技部重大專項課題、國家自然科學基金面上項目和國家科技支撐計劃項目子課題及企業委托項目50余項,獲得綠色礦業科技獎一等獎1項(R1)等省部級獎勵3項。發表高水平學術論文100余篇,入選F5000中國精品科技期刊頂尖學術論文和Web of Sci高被引論文多篇。授權發明專利10多項,出版專著3部。兼任中國能源學會碳中和專委會副主任委員、中國煤炭學會土地復墾與生態修復專委會委員、《化工礦物與加工》主任編委、《綠色礦山》編委、《Biochar》和《Carbon Research》青年編委。
致力于礦區生態環境污染監測與修復、土地低碳利用和CO2減排的理論與技術的研究,取得多項創新性成果。揭示了黃土高原開采沉陷、損傷與土壤-植被恢復之間的關系,形成了礦區土壤污染電化學-植被-微生物共修復技術體系;在CCS-EOR監測與評價方面獲得多項專利,提出新的監測方法體系,建立了第一個CO2泄漏大田模擬實驗平臺系統,取得明顯創新性成果,為CCS驅替開采高效、安全生產提供了有力的技術保障
陳 浮,宋曉君,董文雪,等. 采煤沉陷區復墾對土壤細菌群落組裝及固碳功能的影響?以東灘礦區為例[J]. 煤炭科學技術,2024,52(1):345?354.
CHEN Fu, SONG Xiaojun, DONG Wenxue, et al. Effects of land reclamation on soil bacterial community assembly and carbon sequestration function in coal mine subsidence area: Taking Dongtan Mining Area as an example[J]. Coal Science and Technology,2024,52(1):345?354.
END 責任編輯:黃小雨
整 理:馮春暉
責任編輯:黃小雨
整 理:馮春暉