采动变形分区对耕层土壤容重及持水性能的影响

摘要

采煤沉陷稳定后，地表变形仍可能改变耕层结构并影响水分运移。现有研究多关注沉陷区与未沉陷区的整体差别，对同一工作面内部压缩区与拉伸区的并列比较相对不足。为明确采煤沉陷稳定后不同地表变形区耕层土壤物理性质的差异，以淮北五沟煤矿1026工作面为研究区，在对照区、压缩区和拉伸区各布设4个样点，测定0～20 cm土层容重、含水率和孔隙率，并开展环刀入渗与自然蒸发试验。结果表明：压缩区土壤容重为1.50 g/cm³，较对照区增加27 %，差异显著；其初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率和平均蒸发速率分别较对照区降低32 %、43 %、38 %和37 %，差异均显著。拉伸区上述指标与对照区接近，差异均不显著。土壤容重与3项入渗指标及平均蒸发速率均呈显著负相关。沉陷稳定后压缩变形仍可通过提高耕层紧实度改变水分运移；其较低的入渗和蒸发速率有利于减缓水分散失，但过高容重可能限制土壤通气与作物根系生长。研究结果对采动区耕地保护、耕地生产力恢复具有指导意义。