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本书主要针对煤矿开采引发的地表沉陷和煤矸石固废堆积等环境问题，以早期建设的地质环境综合治理和土地复垦工程为对象，研究煤矸石充填重构土壤剖面有机碳变化、土壤呼吸环境因子效应及CO2排放特征。全书共6章，系统介绍了土壤重构基质(煤矸石)特征、重构土壤温湿度环境因子、土壤有机碳分布与变化、植被与覆土厚度对土壤有机碳和腐殖质的影响、土壤呼吸及其与温湿度因子的关系、重构土壤腐殖质氧化对剖面气热变化响应、重构土壤气热条件变化对植物生长的影响等。

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  前言
  第1章 绪论 1
  1.1 煤矿区重构土壤 1
  1.1.1 重构土壤 1
  1.1.2 煤矸石充填重构土壤 4
  1.2 土壤有机碳库 7
  1.2.1 土壤有机碳 7
  1.2.2 土壤腐殖质 11
  1.2.3 区域碳足迹和碳承载力 15
  1.3 土壤呼吸 20
  1.3.1 土壤呼吸的概念 20
  1.3.2 土壤呼吸的环境影响因子 21
  1.3.3 土壤呼吸的动态变化 23
  1.3.4 根系呼吸及其关键影响因子 24
  第2章 土壤重构基质（煤矸石）特征 28
  2.1 煤矸石理化性质 28
  2.1.1 外观特征描述 28
  2.1.2 颗粒与岩性 29
  2.1.3 煤矸石矿物成分特征 32
  2.1.4 主要化学成分特征 34
  2.2 煤矸石水力学特征 36
  2.2.1 煤矸石水分特征参数 36
  2.2.2 煤矸石层水分竖直上移特征 39
  2.3 煤矸石导气率性质 43
  2.3.1 煤矸石导气率 43
  2.3.2 煤矸石组分对其导气率的影响 44
  2.4 煤矸石热扩散系数 47
  2.5 本章小结 48
  第3章 重构土壤含水量、温度与CO2气体浓度剖面变化 49
  3.1 实验设计 49
  3.1.1 重构土壤水气热耦合运移室内模拟系统 49
  3.1.2 现场重构土壤剖面温度变化 50
  3.2 重构土壤剖面含水量及水分再分布 52
  3.2.1 重构土壤剖面含水量分布 52
  3.2.2 重构土壤剖面水分再分布过程 52
  3.3 重构土壤热传递 54
  3.3.1 室内重构土壤剖面温度日变化 54
  3.3.2 现场重构土壤剖面温度变化 55
  3.3.3 煤矸石层对重构土壤温度的影响及覆土厚度的估算 57
  3.4 重构土壤剖面气体运动规律 59
  3.4.1 表土质地及充填基质对重构土壤导气率的影响 59
  3.4.2 重构土壤导气率的估算 61
  3.4.3 重构土壤剖面CO2浓度日变化 62
  3.4.4 通气对重构土壤剖面CO2浓度的影响 63
  3.5 重构土壤水气运移模拟 65
  3.5.1 非饱和土壤水分运动方程 65
  3.5.2 模型参数 65
  3.5.3 重构土壤剖面含水量模拟 66
  3.5.4 重构土壤剖面水分再分布过程模拟 66
  3.6 底部供热对重构土壤水气热运移的影响 67
  3.6.1 底部供热对重构土壤剖面温度的影响 67
  3.6.2 温度梯度对重构土壤水分运动的影响 69
  3.6.3 温度梯度对重构土壤气体运动的影响 70
  3.7 本章小结 71
  第4章 重构土壤有机碳及其活性组分分布与变化 73
  4.1 有机碳及其活性组分的空间分布特征 73
  4.1.1 研究区概况与实验方法 73
  4.1.2 重构土壤主要理化性质 74
  4.1.3 土壤有机碳分布特征 75
  4.1.4 土壤微生物生物量碳分布特征 76
  4.1.5 土壤可溶性有机碳分布特征 76
  4.1.6 土壤活性有机碳与土壤理化性质的关系 77
  4.1.7 土壤活性有机碳组分及其影响因素 78
  4.1.8 土壤活性有机碳组分的分布特征 78
  4.2 覆土厚度和植被对有机碳分布的影响 79
  4.2.1 研究区概况与实验方法 79
  4.2.2 土壤有机碳、微生物生物量碳测定与计算方法 84
  4.2.3 覆土厚度和植被对土壤有机碳分布的影响 85
  4.2.4 生态修复区复垦土壤有机碳活性组分含量与分布 89
  4.3 有机碳矿化的速率 94
  4.3.1 研究区概况 94
  4.3.2 采样与实验 95
  4.3.3 有机碳矿化的动态特征 96
  4.4 本章小结 102
  第5章 腐殖质含量变化对土壤剖面温度与CO2浓度的响应 104
  5.1 研究区概况与研究方法 104
  5.1.1 研究区概况 104
  5.1.2 研究方法 105
  5.1.3 测定方法 108
  5.2 煤矸石充填复垦土壤理化性质空间分布 110
  5.2.1 复垦土壤理化性质 110
  5.2.2 腐殖质空间分布规律 114
  5.2.3 土壤腐殖质的影响因素分析 118
  5.3 复垦土壤腐殖质氧化对CO2气体的响应 121
  5.3.1 土壤剖面CO2分布 121
  5.3.2 供气处理对土壤腐殖质组分的影响 123
  5.3.3 土壤微生物生物量碳变化对腐殖质氧化分解的影响 129
  5.4 复垦土壤腐殖质氧化对温度的响应 131
  5.4.1 实验水气热变化 131
  5.4.2 不同底部供热条件下腐殖质组分变化 134
  5.4.3 土壤有机碳变化 141
  5.5 本章小结 142
  第6章 重构土壤呼吸变化及其环境影响因子 144
  6.1 土壤呼吸日变化和季节变化 144
  6.1.1 土壤呼吸监测区域及测量方法 144
  6.1.2 根系呼吸测定方法 146
  6.2 土壤呼吸日变化和季节变化 146
  6.2.1 土壤呼吸速率的日变化 146
  6.2.2 重构土壤呼吸速率与对照区的对比 150
  6.2.3 不同时刻土壤呼吸速率与日均值的比较 153
  6.2.4 土壤呼吸速率的月变化 154
  6.2.5 土壤呼吸速率的月均值 156
  6.3 土壤温度和湿度的变化特征 157
  6.3.1 土壤温度的变化特征 157
  6.3.2 土壤湿度的变化特征 163
  6.4 环境因子对土壤呼吸的影响 165
  6.4.1 土壤温度对土壤呼吸的影响 165
  6.4.2 土壤湿度对土壤呼吸的影响 166
  6.4.3 土壤温度和湿度对土壤呼吸的综合影响 168
  6.5 非生长季的根系呼吸变化特征 169
  6.5.1 不同覆土厚度条件下根系呼吸速率和土壤温度日变化特征 169
  6.5.2 根系呼吸速率和土壤温度与湿度非生长季动态变化特征 171
  6.5.3 根系呼吸速率动态变化对温度与湿度的响应 173
  6.5.4 根系呼吸对土壤呼吸总量的贡献 175
  6.6 本章小结 176
  参考文献 178