广西某露天矿区不同复垦模式下土壤的孔隙特征

王松; 张硕; 张钰; 张红霞; 黄太庆; 甘磊; 《金属矿山 》 2024 北大核心

摘要：广西铝土矿区复垦土壤孔隙结构对土壤复垦质量有重要影响,但其微结构特征尚不明确。为探究当地复垦土壤孔隙结构特征,研究选取草地复垦模式(RG)和裸地复垦模式(RW),利用X射线CT扫描技术扫描40 cm的原状土柱,用Avizo2020渲染功能,结合Image J软件及其插件获得表征土壤孔隙二维分布和三维特征的参数,并对土壤孔隙结构进行三维重构和可视化分析。结果表明,RG处理模式土壤中二维小、中孔隙数量较RW处理模式有所减少,大孔隙数量较RW处理模式明显增多。在0～20 cm土层深度内,RG处理模式下的孔隙面密度相较于RW处理模式降低了近30%;在20～40 cm土层深度内,RG处理模式下的孔隙面密度和孔隙复杂度均大于RW处理模式。RG处理模式下的三维总孔隙数较RW处理模式明显降低,RG处理模式下的孔隙度(3.046%)高于RW处理模式(2.900%),说明RW处理模式的孔隙多但并不是大孔隙。RG处理模式的连通度(0.399)大于RW处理模式(0.273),弯曲度和比表面积(1.329,4.026 mm-1)小于RW处理模式(1.342,4.334 mm-1)。在三维结构中,因2个处理模式的复垦年限均为2 a,两者孔隙结构均以点状形式分布,同时呈现出倾斜层状结构。但相较于RW,RG处理模式下的孔隙多为大孔隙,存在清晰可见的长条状孔隙,这预示着RG处理模式下的土壤朝着更为稳定的结构发展。因此,在广西露天铝土矿区的土壤复垦过程中,草地复垦模式更能促进土壤结构和水肥运移通道的改善,有利于提高土壤质量。

关键词： 复垦模式 孔隙特征 CT扫描 三维重构