重庆市大渡口区矿山废弃地土壤现状分析

王丽娟　何琴　朱本国　杨丽军

摘 要 为了研究重庆市矿山废弃地的理化性质，以重庆市大渡口区矿山废弃地为例，通过测定土壤密度、非毛管孔隙度、质地、pH值、EC值、有机质、碱解氮、有效磷及速效钾等理化指标，对大渡口区矿山废弃地的土壤现状进行分析。结果表明，土壤pH值为8.2～9.2，碱性过高;土壤EC值为0.179～0.674 mS·cm-1，土壤无盐害风险;土壤缺乏有机质、氮、磷元素;土壤质地以黏壤土、砂质黏壤土为主;密度为1.00～1.69 mg·m-3，较为紧实;非毛管孔隙度较低，透水性较差。

关键词 矿山废弃地;土壤理化性质;土壤改良;重庆市

中图分类号：TD88;X171.4 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.23.001

矿产资源是我国经济社会发展的重要物质基础，矿产资源开发利用给人类带来巨大经济利益的同时，也会形成大量的废弃地，打破原有的生态平衡，导致系统结构和功能发生显著变化[1]。土壤环境被破坏不仅会对矿山区域的经济发展造成影响，还会对周围环境造成威胁，因此对矿山废弃地进行土壤调查分析并进行土壤改良修复是很有必要的[2]。因此，对重庆市大渡口区矿山废弃地的土壤进行分析，通过专业的调查与检测方法对土壤质量进行科学分析与评估，找出制约植物生长的土壤因子，为矿区生态修复提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 样品采集及方法

在前期实地调研的基础上，根据矿区的地形分布将矿区分成4个区域，确定了样品采集数量及具代表性的样点，最终采集30个土壤样品。其中，区域1采集样品10个，区域2采集样品7个，区域3采集样品8个，区域4采集样品5个。采集深度为0～30 cm的表层土壤，采用蛇行法取样组成1个混合样品，然后根据四分法去掉多余的土壤，依此方法多次四分直至最后保留1 kg左右的土壤混合样。采集的土壤样品去掉杂质后自然风干，过筛后作为调查土样。

1.2 检测项目和标准

本次调查共检测土壤样品的基本指标、养分指标共9项，检测项目和检测标准见表1。

2 结果与分析

矿区土壤理化性状测定结果如表2、表3、表4、表5所示。

2.1 土壤的物理特性

2.1.1 质地

不同质地的土壤拥有不同的透水性、透气性和保水保肥能力。例如，砂土、壤土具有良好的透水性、透气性佳，但保水、保肥的能力较弱;黏土拥有较强的保水、保肥能力，但由于其土壤颗粒排列紧密，导致排水、透气性较差。

调查区域的土壤有黏土、黏壤土、砂质黏壤土和壤土。区域1随着植物生长年限的增加，土壤质地发育较好，均为壤土;区域2和区域4以砂质黏壤土、黏壤土为主;区域3以砂质黏壤土、黏土为主。

2.1.2 密度

土壤密度可以反映土壤的松紧程度和通气透水能力。对于质地相同的土壤，密度越大，土壤的蓄水、透水、通气性能越差。绿地的土壤密度一般应小于1.35 g·cm-3。

检测结果显示：区域1的土壤密度为1.25～1.69 g·cm-3，土壤密度偏高;区域2的土壤密度为1.00～1.44 g·cm-3，与标准参考值相比，差异不大，土壤密度尚可;区域3的土壤密度为1.15～1.45 g·cm-3;区域4的土壤密度为1.19～1.57 g·cm-3。4個区域的平均值均在1.42 g·cm-3以上，土壤密度紧实，透水性能差。

2.1.3 非毛管孔隙度

非毛管孔隙数量的多少和联通性能的好坏会直接影响土壤的通气性能。绿地土壤的非毛管孔隙度一般不小于8%。

检测结果显示：区域1的土壤非毛管孔隙度为3.08%～22.7%;区域2和区域4的土壤非毛管孔隙度分别为2.79%～23.0%和13.4%～20.5%，土壤非毛管孔隙度尚可;区域3的土壤非毛管孔隙度为3.78%～18.7%。4个区域的整体平均值不小于8%，非毛管孔隙度尚可。

2.2 土壤的化学特性

2.2.1 土壤酸碱性

土壤酸碱度是土壤最重要的化学性质，对土壤中养分存在的状态及养分的有效性有直接的影响，同时对植物生长有决定性作用[3]。园林种植土壤质量标准（DBJ50/T 044—2019）要求pH值为4.5～8.5。检测结果显示：区域1的土壤pH值为8.6～8.9，且所有点位的土壤pH值不小于8.5;区域2、区域3的土壤pH值为8.2～9.2;区域4的土壤pH值为8.3～9.0，且所有点位的土壤pH值不小于8.5。整体来看，对喜酸性土壤的园林植物而言，矿区土壤pH偏碱可能降低其成活率，影响其生长，建议所有土壤都进行土壤酸碱性改良。

2.2.2 土壤水溶性盐分含量

EC值是指土壤中可溶性盐的总量，土壤可溶性盐分含量是土壤的重要指标之一。1）土壤可溶性盐分含量可以作为衡量土壤肥力水平的指标，EC值低则说明土壤养分缺乏;2）它也是衡量土壤盐渍化程度的重要指标，EC值过高则说明土壤出现盐渍化[4]。标准要求绿化种植土的EC值应为0.3～1.2 mS·cm-1。检测结果显示：调查区的土壤EC值为0.179～0.674 mS·cm-1，土壤无盐害风险。

2.3 土壤养分状况

2.3.1 土壤有机质含量

土壤有机质含量是判断土壤肥力高低的重要指标。合格的绿地土壤有机质含量应大于15 g·kg-1。检测结果显示：区域1的土壤有机质含量为3.35～29.8 g·kg-1，平均值只有8.75 g·kg-1，说明有机质极为缺乏;区域2的土壤有机质含量为3.58～7.75 g·kg-1，平均值只有6.24 g·kg-1;区域3的土壤有机质含量为3.81～9.88 g·kg-1，平均值只有5.45 g·kg-1;区域4的土壤有机质含量为3.16～5.70 g·kg-1，平均值只有4.61 g·kg-1;这些区域所有的土壤，无论是原土还是客土，土壤有机质含量均极低。整体来看，有机质含量均处于极缺乏水平，应引起重视，加大改良力度。

2.3.2 土壤碱解氮、有效磷和速效钾的含量

土壤养分是植物生长发育所必需的物质基础，土壤碱解氮、有效磷、速效钾的含量反映了一段时间内能够被植物吸收利用的主要养分有多少，直接体现了土壤的主要肥力状况[5]。

相关标准对绿化种植土壤作出了明确规定。绿地土壤有效养分的最低标准为：碱解氮含量大于80 mg·kg-1、有效磷含量大于15 mg·kg-1、速效钾含量大于80 mg·kg-1。

检测结果如下。1）调查区域的土壤碱解氮含量为13.1～74.8 mg·kg-1，整体均低于标准要求，属于较为缺乏水平。2）区域1的土壤有效磷含量为1.44～96.8 mg·kg-1，平均含量为38.9 mg·kg-1;区域2的土壤有效磷含量为5.85～12.2 mg·kg-1，平均含量为9.44 mg·kg-1，所有土壤的有效磷含量均低;区域3的土壤有效磷含量为3.07～15.9 mg·kg-1，平均含量为7.34 mg·kg-1，所有土壤的有效磷含量均低;区域4的土壤有效磷含量为2.23～23.5 mg·kg-1，平均含量为9.04 mg·kg-1，所有土壤的有效磷含量均低。调查区域的磷利用水平显著偏低，需要合理配施磷肥。3）土壤速效钾含量为29.9～321 g·kg-1，区域1和区域4的部分土壤速效钾含量较低，其他土壤的速效钾含量尚可，在改良过程中只需要酌情补充钾素即可。

3 结论与讨论

通过调查结果可以得出，大渡口区矿山废弃地的土壤理化性质受到不同程度破坏，大部分土壤的平均密度为1.40～1.60 g·cm-3，土壤较为紧实，存在压实现象;对喜酸性土壤的园林植物而言，矿区土壤pH偏碱可能降低其成活率，影响其生长，建议所有土壤进行土壤酸碱性改良;调查区的土壤EC值在0.179～0.674 mS·cm-1，土壤无盐害风险;有机质含量均处于极缺乏水平，应引起重视，加大改良力度;调查区域的氮素整体缺乏，应作为重点改良目标。磷素方面应加强对客土的磷素调控。钾素酌情考虑，可不列为改良重点。

参考文献：

[1] 郑娟，李树彬.矿区废弃地生态恢复研究进展[J].水土保持应用技术，2019（6）：55-57.

[2] 胡晓萧，李小英.矿山废弃地生态修复中土壤基质改良技术研究综述[J].现代农业科技，2018（1）：184-186.

[3] 张宇超.北戴河区主要道路及公园园林绿地土壤养分状况调查与评价[D].秦皇岛：河北科技师范学院，2014.

[4] 张佩聪，倪师军，张成江，等.土壤电化学性能对铀、锶、铯分配系数的影响及机理探讨[J].化学研究与应用，2008，20（10）：1297-1303.

[5] 陈洪，付强，胡艳燕.重慶市主城区城市绿地土壤质量特征分析及评价[J].贵州科学，2015，33（4）：69-74.

（责任编辑：赵中正）