近年來，神東公司采煤量迅速增加，2005 年神東礦區已經成為煤炭產量突破億噸的世界級著名礦區。
與此同時，礦區生態建設也取得顯著成效，截止到 2007 年，礦區生態建設面積達到 180km2，是煤炭開采區面積的 2． 5 倍，礦區綠化率已達 70%，公司被評為全國綠化先進單位。但是，神東公司并不滿足于現有成績，為了加快林木的生長量，為了擴大造林種草的面積，為了提高造林種草的科技含量，2006 年底到 2007年初，環保管理處對大柳塔及烏蘭木倫周邊地區立地條件、土壤肥力進行了詳細的調查分析。尤其是對土壤的有機質含量，N、P、K 的含量，土壤的鹽漬化程度進行采樣分析。目的是為神東礦區的植被管理及生態建設提供土壤肥力狀況數據。
1、 研究區概況
神東礦區位于晉、陜、蒙接壤的中國北方半干旱區，地貌類型主要是覆蓋有風成沙和黃土的構造臺地，以及不同等級的河谷和侵蝕溝。礦區介于東經 109°45' ～110°40'，北緯 38°50' ～39°50'之間。礦區屬于干旱半干旱大陸性季風氣候，干旱少雨多風沙是其特征。地處草原與森林草原的過渡地帶，成土母質既有侏羅紀沙礫巖風化產物，也有第四紀風成沙和黃土。由于歷史的變遷和人類長期經濟活動的影響，地帶性土壤基本消失; 區內土壤均較貧瘠，極易沙化，風蝕、水蝕嚴重。土壤有機質含量低，成土程度低是共同特征。礦區地帶性干草原植被群落逐漸退縮并被沙生植被代替，區內以耐旱、耐寒的沙生植物、旱生植物為主，呈現稀疏灌叢景觀; 由于鹽堿所形成的生理干旱和基質流沙所引起的物理干旱，從而衍生出非地帶性的小灌木、半灌木占優勢的沙漠化草原、灌木草原及草甸沙生植被、農業植被、林業植被和水生植被等。
2、 樣品的采集與處理
2． 1 樣品的采集
\\(1\\) 2006 年10 月采集神東礦區的 40 個土壤樣品，來自14 個剖面。其中，草坪剖面 4 個，8 個土樣，取樣深度 0 －5cm、5 － 15cm 各一個; 林地剖面 8 個，樣品 24 個，每個剖面 3 個，取樣深度分別為 0 － 5cm、40cm、80cm 各一個，換土剖面兩個，每個剖面 4 個樣品，取樣深度分別為 0 － 5cm、100cm、200cm、400cm 各一個。全部進行了全鹽、八大離子分析。
\\(2\\) 2007 年 1 月土壤樣品共 20 個，來自 6 個剖面。大柳塔西山李家畔、大柳塔東山哈拉溝、石圪臺瓷窯灣 3 個剖面的取樣深度分別為 0． 3m、1． 5m、2． 5m 各一個; 孫定霍洛的取樣深度為 0． 5m、1． 5m、2． 5m 各一個; 李家塔、郭家圪臺取樣深度 0． 5m、1． 5m、2． 5m、3． 5m 各一個; 所有樣品都進行了全鹽、八大離子分析。
2． 2 土壤樣品化驗方法
pH 值: 用 pHS － 2 酸度計測定法; 有機質: 應用重鉻酸鉀容量法; 速效 N: 采用堿解擴散法; 速效 P: 采用0． 5molNaHCO3浸提鉬銻抗比色法; 速效 K: 采用1mol 醋酸銨提取、火焰光度計測定; CO2 －3、HCO－3: 用雙指示劑中和法; CL－: AgNO3滴定法; SO42 －、Ca2 +、Mg2 +: EDTA 容量法; K+、Na+: 用水提取液分析火焰光度計法; 全鹽含量: 用陰、陽離子百分數的總和求得。
3、 結果與分析
3． 1 土壤鹽分狀況分析
從表 1 和表 2 看，平均含鹽量已經達到中度鹽漬化程度，接近大多數植物的耐鹽上限，這是需要引起注意的一個特點，說明了神東礦區鹽分是限制植物生長的一個重要指標。
從表 1 單個樣品看，40 個土壤樣品中，含鹽量在 0． 1% 以下的非鹽化土只有 6 個，分別是活雞圖北坡樟子松林 80cm 土壤，大柳塔西山南區表層土，大柳塔東山南區表層土，大柳塔東山北區表層土，總醫院門前草坪土\\(兩層\\) 。除活雞圖樣品為 80cm 深度土樣以外，其余均為表層土。表土的含鹽量低可能與取樣季節有關。取樣季節為 10 月，所有表層土都經過了一個雨季的淋洗以及灌溉，這是造成表層土含鹽量低的主要原因?；铍u圖樣品深度雖然大一些，但全剖面 3 個土樣的含鹽量都相差不大，這可能與成土母質的類型有關。其余 34 個樣品的含鹽量都大于 0． 1%，已經屬于鹽化土類型。其中，含鹽量最高的土樣是瓷窯灣 400cm 土樣，含鹽量達到了 0． 67%，已經不是鹽化土壤而是鹽土了\\(表 3 評價標準\\) 。王家梁\\(換土\\)第三層土樣也是這種情況，屬于鹽土。
從表 1 和表 2 全剖面看，一個剖面上多個樣品含鹽量平均值在 0． 5% 以上的有兩個剖面，分別是瓷窯灣\\(換土\\) 剖面和上灣井口北側草坪土，前者 4 個樣品含鹽量平均值為 0． 54%，后者為 0． 57%，是 14 個剖面中含鹽量最高的兩個剖面。平均含鹽量在 0． 3%以上的還有大柳塔立交橋西側草坪剖面，含鹽量為 0．38% ，王家梁剖面，含鹽量為 0． 399% ; 含鹽量在 0． 2% 以上的剖面有 5 個，分別是哈拉溝煤礦剖面\\(0．26% \\) ，大柳塔東山南區\\(0． 24% \\) 、北區 11 號樓前草坪\\(0． 24% \\) 、大柳塔西山南區\\(0． 23% \\) 和大柳塔東山北區剖面\\(0． 21%\\) ; 其余剖面的含鹽量均在 0． 2% －0． 1% 之間，只有總醫院門前草坪剖面含鹽量不足 0．1% ?？傮w來看，神東礦區土壤含鹽量高是普遍現象，尤其是兩個換土剖面含鹽量均很高，以后不可再用。
從離子類型與鹽份類型可以看出，只有 4 個樣品檢出了 CO2 －3，而且都是草坪土，說明 CO2 －3在陰離子中所占比例不大，而且不是土壤中原生的離子類型，由于兩個換土剖面也沒有檢出 CO2 －3，所以不應該是換土帶來的，應該是和灌溉有關。HCO－3、CL－、SO2 －4離子在其它樣品中均有檢出，所以，神東礦區土壤中的陰離子主要是 HCO－3、CL－和 SO2 －4離子。
表 1 中還可以看出，含量最高的是 SO2 －4離子，其中 40 個樣品的平均值為 3． 07cmol/kg，分別是 HCO－3\\(平均 0． 34cmol/kg\\) 和 CL－離子含量\\(0． 47cmol/kg\\) 的 9 倍和 6． 5 倍。變化最大的也是 SO2 －4離子。
HCO－3離子含量最高的是上灣井口北側草坪土，最小的是王家梁換土剖面和瓷窯灣換土剖面; CL－離子含量最高的樣品是大柳塔礦立交橋西側表層草坪土，位居其次的是上灣井口北側草坪土，為 0． 657cmol/kg，其余樣品均在平均值上下浮動，變化不大。從表 2 中還可以看出，含量最高的是 SO2 －4離子，20 個樣品的平均值為 2． 55cmol/kg，分別是 HCO－3\\(平均 1． 34cmol/kg\\) 和 CL－離子含量\\(0． 55cmol/kg\\) 的 1． 9 倍和4． 6 倍。變化最大的也是 SO2 －4離子。HCO－3離子含量最高的是石圪臺瓷窯灣下層土，含量高達 1．742cmol / kg，最小的是李家塔表層土，為 0． 929cmol / kg。不過，HCO－3離子的總體差異不大，20 個土樣的平均含量為 1． 34cmol/kg，含量最高的樣品，高出平均值不到 31%，最低的低于平均值也不到 50%，說明重碳酸鹽的含量在各類土體中都比較均勻; 20 個樣品 CL－離子的平均含量為 0． 55cmol/kg，都接近于平均值，變化不大。
四種陽離子中，含量最高的是 K++ Na+離子，在表 1 中 40 個樣品的平均值是 3． 44cmol/kg，Ca2 +和Mg2 +的含量分別為0． 37 和0． 18cmol/kg，對土壤性質和土壤類型劃分影響不大。在表2 中20 個樣品的平均值是 3． 73cmol/kg，Ca2 +和 Mg2 +的含量分別為 0． 56 和 0． 15cmol/kg，對土壤性質和土壤類型劃分影響同樣不大。
根據離子類型，確定神東礦區主要土壤類型為 SO2 －4+ CL－+ HCO－3－ Na+型鹽化土。在表 1 只有上灣井口北側草坪土屬于 SO2 －4+ CO2 －3+HCO－3－ Na+型鹽化土; 在表 2 中孫定霍洛表層土、郭家圪臺表層土和下層土的性質屬于 HCO－3+ SO2 －4+ Cl－－ Na+型鹽化堿土，其余土壤類型為 SO2 －4+ HCO－3+ CL－－ Na+型鹽化堿土。鹽化土的特點是堿性不強，pH 值不是太高，對植物的危害小于氯化物鹽土，對土壤結構的破壞程度小于重碳酸鹽，改造的難度小于堿土\\(重碳酸鹽土\\) ，大于氯化物鹽土。
鹽化堿土的特點是堿性較強，pH 值偏高，對植物的危害較大，特別是孫定霍洛，郭家圪臺的 3 個 HCO－3+ SO2 －4+ Cl－－ Na+型鹽化堿土，對土壤結構和理化性質的破壞程度較大，改造的難度也較大，這是后續的土壤改良中需要認真對待的問題。
鹽化土主要改造方法有: 施用有機肥，淡水灌溉并注意排水。另外，在有條件的地塊也可以種植毛苕子等綠肥作物改造。堿土，堿化鹽土的改造都比較困難，目前可以使用并有一定效果的方法有: 施用酸性有機肥\\(如馬糞\\) ，使用磷石膏，淡水灌溉并注意排水，選用耐堿的植物種如沙棗、檉柳等。神東礦區屬于水土流失區，在自然條件下鹽堿都處于淋溶狀態，造林時注意整地，樹坑適當加大也就可以了，但是，切記不可 將 這 些 地 方 的 堿 土 作 為 客 土 土 源 使用。
3． 2 土壤肥力狀況分析
在表 4 中分析項目包括 pH 值，有機質含量等。從 pH 值看，19 個樣品中只有瓷窯灣第二層土的 pH 值小于 7． 5，其余 18 個樣品的 pH值均大于 7． 5，即所有樣品的共同特征是偏堿性。表 5 中 20 個樣品的平均值為 8． 68，明顯偏堿性，即使 pH 最小的郭家圪臺表土，也達到了 8． 38，接近平均值。從整個剖面上看，pH 值最高的是哈拉溝剖面，3 個樣品的平均值是 8．97，接近于強堿性土，造林和改造的難度都比較大。其余 16 個樣品的 pH 值均大于 8． 5，即所有樣品的共同特征是偏堿性。
從有機質含量看，所有樣品的有機質含量均小于 10g/kg，屬于土壤肥力狀況的評價標準中"缺" 的類型，其中有 28 個樣品的有機質含量更是低到了 6g/kg 以下\\(最低值 1． 97g/kg\\) ，屬于"極缺"類型，急需補充。
再以表 6 的標準分析速效氮、磷、鉀的豐缺度，其中，表 5 樣品速效氮含量比較均勻，差異不大，均處于 4 級水平，即"稍缺"，虧缺不算特別嚴重，可以維持植物一般生長需要，但難以滿足旺盛生長需要。礦區一些大樹葉片不夠鮮綠不夠肥厚，甚至容易發黃，缺水缺氮可能是主要原因; 而表 5 的幾個土壤 N 屬于" 極缺" 類型，急需補充。從速效磷含量看，表 4 中，總醫院門前草坪表層 5cm 土壤速效磷含量達到 1 級水平，即"豐"，下層土樣、分公司院內松樹表層土速效磷含量達到" 稍豐" 水平，比較理想，其余16 個樣品的速效磷含量均為 4 － 5 級水平，即"稍缺"或"缺"，應該補施磷肥; 表 5 中，有 15 個樣品的速效磷含量均為 4 －5 級水平，即"稍缺"或"缺"，5 個樣品的速效磷含量小于 3，為 6 級水平，應該補施磷肥。從速效鉀含量看，表 4 中含鉀量最高的是王家梁\\(換土\\) 400cm 深度土樣，速效鉀含量為 98μg·g－ 1，最低的是活雞圖、大柳塔西山南區和瓷窯灣\\(換土\\) 400cm 深度土樣，只有 20μg·g－ 1。按照表 6 的標準，沒有 1 個樣品達到 3 級\\(中等\\) 以上水平，其中，有12 個樣品的含鉀量在50μg·g－ 1以下，屬于"缺"或"極缺"類型，應該補鉀; 但是，在表4 中速效鉀平均含量為 37． 32mg/kg 土，也屬于"缺"的水平，這個含量是不能滿足植物生長需要的，因此，人工造林時應該考慮補鉀。
4、 討論
關于土壤肥力狀況的評價，不同的國家，不同的地區都有不同的標準，即使是以植物培育為目標的土壤，也會因為植物種類的不同而有不同的標準。神東礦區雖然煤炭資源非常豐富，但自然環境尤其是作為農業發展的自然環境非常惡劣，即使是經過復墾的土壤，恢復到農田土壤的水平也需要較長的時間。
因此，發展生態林或者生態經濟林應該是土地利用的主要方向，土壤肥力狀況的評價也應該為這個目標服務。根據以上數據，對土壤養分的總體評價是: 神東礦區土壤樣品有機質、氮磷鉀含量均沒有達到植物正常生長需要的水平，應該補施肥料，結合排鹽壓堿需要，建議施用有機肥。
5、 結論
\\(1\\) 神東礦區土壤肥力狀況不良，幾乎所有測點的肥力條件都不能滿足植物生長的正常需要。影響樹木生長的肥力因子中主要缺乏的是有機質和氮肥，其次是磷。
\\(2\\) 神東礦區所有土壤含鹽量均超過 0． 1%，土壤類型為 SO2 －4+ CL－+ HCO－3－ Na+型堿化鹽化土。這種土壤對植物尤其是草坪的生長非常不利，建議增施有機肥，加快土壤改良速度。
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