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1 绪论1

1.1 研究背景1

1.1.1 复垦场地研究现状综述1

1.1.2 国内外复垦场地利用模式比较3

1.1.3 矿区复垦场地重金属污染概述4

1.1.4 国内外土壤重金属分布、迁移规律研究趋势9

1.1.5 国内外主要农作物重金属污染研究进展13

1.2 选题依据及研究意义18

1.2.1 选题依据18

1.2.2 研究意义20

1.3 研究的内容、方法及技术路线21

1.3.1 研究内容21

1.3.2 研究方法22

1.3.3 研究路线23

2 研究区概况及样品的采集、处理与分析24

2.1 基本概况24

2.1.1 地理位置24

2.1.2 气候条件24

2.1.3 复垦场地状况26

2.1.4 复垦充填物料26

2.2 实验样区及样点剖面27

2.2.1 样区位置27

2.2.2 样点剖面结构30

2.3 实验样区土壤状况31

2.3.1 表层土31

2.3.2 颗粒分级31

2.3.3 矿物组成34

2.4 土样的采集、处理38

2.4.1 采样点的选择38

2.4.2 土样的制备40

2.5 植物样的采集、处理42

2.5.1 采样点的确定42

2.5.2 植物样的制备42

2.6 数据分析的标准44

2.7 本章小结45

3 充填复垦土壤特性实验研究47

3.1 场地试验、实验室实验47

3.1.1 测定项目47

3.1.2 测定方法48

3.2 结果分析49

3.2.1 土壤含水率、电导率、温度49

3.2.2 土壤pH值52

3.2.3 土壤紧实度59

3.2.4 土壤渗透性66

3.2.5 土壤有机质71

3.2.6 土壤微生物73

3.3 本章小结75

4 矿区复垦土壤重金属分布规律研究78

4.1 概述79

4.1.1 问题的提出79

4.1.2 土壤重金属的存在形态及主要污染物80

4.2 复垦土壤（煤矸石）重金属分布特征82

4.2.1 煤矸石（Gangue）中重金属的赋存82

4.2.2 重金属含量随深度的变化83

4.2.3 变化度与污染度85

4.2.4 机理分析89

4.3 复垦土壤（粉煤灰）重金属分布特征92

4.3.1 粉煤灰（Fly Ash）与重金属迁移92

4.3.2 重金属含量随深度的变化93

4.3.3 富集度与污染度95

4.3.4 解释分析98

4.4 自然土壤（对照）重金属分布规律99

4.4.1 重金属分布规律99

4.4.2 变化度101

4.5 三类土壤重金属污染现状104

4.5.1 三类土壤重金属分布情况104

4.5.2 7种元素分布情况表106

4.5.3 优先污染元素的确定107

4.6 Cd、Cr、Pb污染评价108

4.6.1 严重污染Cd108

4.6.2 轻度污染Cr113

4.6.3 正常范围Pb117

4.6.4 Cd、Cr、Pb危害性分析119

4.7 Cd、Cr、Pb空间分布模型121

4.7.1 简单拟合模型121

4.7.2 多项式反演Cd可视化126

4.7.3 多项式模型的现实意义128

4.7.4 克里格插值模型128

4.8 本章小结135

5 复垦土壤特性与重金属分布的相关性研究137

5.1 Pearson Correlation Coefficient（PCC）方法137

5.1.1 PCC方法的适用性137

5.1.2 相关系数r138

5.2 土壤特性与重金属分布相关程度的定量分析139

5.2.1 粉煤灰场地139

5.2.2 煤矸石场地142

5.2.3 对照场地145

5.3 三场地Pearson相关性对比研究147

5.4 同异反灰色相关分析法153

5.4.1 同异反灰色相关分析法的背景153

5.4.2 同异反灰色相关分析法的原理154

5.4.3 同异反灰色相关分析法的应用157

5.5 本章小结159

6 充填复垦区种植的主要农作物重金属污染现状及评价161

6.1 几种粮食作物重金属含量标准的讨论161

6.2 标准选用163

6.3 实验数据164

6.4 根际土壤重金属污染现状及评价169

6.4.1 根际土壤重金属含量分析169

6.4.2 污染指数170

6.4.3 重金属之间相关性分析172

6.5 主要农作物重金属污染现状及评价——以小麦为例174

6.5.1 籽粒重金属含量分析174

6.5.2 茎秆重金属含量分析175

6.5.3 根系重金属含量分析176

6.6 污染元素Cr、Cd的分布及迁移177

6.6.1 Cd、Cr在成熟小麦不同器官的分布177

6.6.2 Photoshop模拟色彩映射图179

6.6.3 Cd、Cr的富集系数及回归方程184

6.6.4 Cr偏微分方程的建立189

6.7 本章小结191

7 主要结论与研究展望193

7.1 结论与建议193

7.1.1 结论193

7.1.2 相关建议197

7.2 创新点199

7.3 不足与展望199

参考文献200