煤炭科学技术

作者：房平, 郝晓波, 马耀荣, 计鹏举, 王跃, 普治杉, 刘英, 岳辉,

关键词：地表裂缝, 塌陷坑, 土壤呼吸, “V”形特征, 自我修复,

采煤引发的地表裂缝和沉陷导致土壤理化、微生物性质下降、以及植被破坏等，国内外学者对此开展了大量研究，但针对矿区不同闭合阶段地表裂缝与沉陷对土壤呼吸影响的研究鲜有报道。于2024年12月和2025年4月2次对发展初期无闭合（S1、S2）、中期未完全闭合（S3）、后期完全闭合（S4）的地表裂缝及部分自我修复塌陷坑S5、未自我修复塌陷坑S6周围土壤呼吸利用EMG-5土壤呼吸仪进行实测，同时观测土壤温湿度，探讨了因采煤导致的地表裂缝和塌陷坑对土壤呼吸的影响。结果表明：在裂缝发展初期无闭合（S1、S2）、中期未完全闭合（S3）及未自我修复塌陷坑（S6）阶段，土壤呼吸呈“V”形特征，即裂缝中心和塌陷坑中心土壤呼吸值最小，从中心往两边土壤呼吸呈增大趋势，裂缝对土壤呼吸的影响范围为距离裂缝50～80 cm，塌陷坑对土壤呼吸的影响范围约为距离塌陷坑20 cm，裂缝越宽对周围的土壤呼吸影响范围越大。在裂缝发展后期完全闭合（S4）和部分自我修复沉陷（S5）阶段，土壤呼吸呈多个“V”字构成的波浪形特征，裂缝与塌陷坑中心土壤呼吸与任何距离上的土壤呼吸均无显著性差异，说明研究区裂缝和塌陷坑具有自我修复特征，自我修复效果越好对周围的土壤呼吸影响范围越小，完全闭合的地表裂缝对周围土壤呼吸几乎无影响。裂缝和塌陷坑周边土壤温湿度对土壤呼吸的影响呈现距离依赖性：5 cm范围内土壤湿度为主导因子(P<0.01)，5 cm范围外土壤温度为主导因子(P<0.05)，二者均表现为显著负相关，在采样时可抑制土壤呼吸。对于能够自我修复的裂缝和塌陷坑，不需要采用人工干预；对于裂缝宽度大、沉陷较深的塌陷坑不能进行自我修复，需要采取覆土回填、种植植被等人工修复措施，防止生态环境进一步恶化。研究结果有助于深化对地表裂缝和塌陷坑对土壤呼吸过程干扰的理解，为矿区生态修复提供对策和建议。

来源：2026年第3期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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