原始研究的文章

前面。水,2023年1月19日
秒。环境水质
卷4 - 2022 | https://doi.org/10.3389/frwa.2022.988061

山巅移除煤矿对结构和功能指标的影响在阿巴拉契亚中部流

罗杰·a·伯克 ¹ ^*

肯·m·弗里茨 ²

布伦特·r·约翰逊²

瑞秋的价格 ² ^__

¹美国环境保护署(构成)、环境测量和建模中心(CEMM),雅典,乔治亚州,美国
²美国环境保护署(构成)、环境测量和建模中心(CEMM),美国辛辛那提,哦,

山巅移除煤矿(地铁)景观变化的主要来源在阿帕拉契山脉中部的美国(美国)。流水文的变化,渠道地貌学和地铁煤炭开采造成的水质可以导致严重损伤流生态完整性。清洁水法案(公告的目的是恢复和维护国家海域的生态完整性。敏感、容易测量指标的生态系统结构和功能的评估需要流生态完整性。大多数的CWA评估依赖结构指标;包含功能指标可以让这些评估更全面和有效的。本研究的目标是:(1)测试的有效性选择碳(C)和氮(N)骑自行车和微生物结构和功能指标评估地铁煤矿对河流的影响;(2)以一种可预见的方式确定指标响应的影响;和(3)确定功能指标不太可能改变比结构指标以应对压力与地铁相关煤矿。结构指标水质和沉积物有机质浓度,和功能指标与微生物活动和生物膜的生产。 Seasonal measurements were conducted over the course of a year in streams draining small MTR-impacted and forested watersheds in the Twentymile Creek watershed of West Virginia (WV). Five of the eight structural parameters measured had significant responses, with all means greater in the MTR-impacted streams than in the forested streams. These responses resulted from changes in source or augmentation of the original source of the C and N structural parameters because of MTR coal mining. Nitrate concentration and the stable carbon isotopic ratio of dissolved inorganic carbon were the most effective indicators evaluated in this study. Only three of the fourteen functional indicators measured had significant responses to MTR coal mining, with all means greater in the forested streams than in the MTR-impacted streams. These results suggest that stressors associated with MTR coal mining caused reduction in some aspects of microbial cycling, but resource subsidies may have counterbalanced some of the inhibition leading to no observable change in most of the functional indicators. The detritus base, which is thought to confer functional stability, was likely sustained in the MTR-impacted streams by channel storage and/or leaf litter inputs from their largely intact riparian zones. Overall, our results largely support the hypothesis that certain functional processes are more resistant to stress induced change than structural properties but also suggest the difficulty of identifying suitable functional indicators for ecological integrity assessment.

介绍

的一个主要目标1990年修正案美国(美国)清洁空气法案是减少酸性降水。作为回应,煤炭生产在西弗吉尼亚州从北方的高硫煤转向低硫的煤在南方的陡峭的山地(彭,2000)。山巅移除煤矿(地铁)是一个具有成本效益的技术,使煤层的盈利复苏山山脊在21世纪早期(彭,2000)。在这项研究中,地铁的过程包括:(1)清除森林覆盖和土壤;(2)爆破和删除层上覆沉积岩(表土或破坏);(3)开采煤炭;(4)返回的表土山脊;(5)倾销过剩表土在邻近的山谷,创建填塞山谷和埋葬流渠道;(6)回收站点(格里菲斯et al ., 2012)。地铁过程公开包含减少硫和未风化的碳酸盐矿物在空气中,导致形成的硫酸溶解碳酸盐,释放大量的溶解无机碳(DIC)、钙、镁、硫酸盐离子接收流导致电导率升高(罗斯et al ., 2018)。复垦需要网站稳定压实和梯田土壤重构列,构建引水渠道支持水文稳定,植被恢复和重建景观(冯et al ., 2019)。主要是因为地铁技术开放这样的大面积有利可图的煤炭生产,表面煤矿成为土地利用变化的最大驱动力森林茂密的阿巴拉契亚中部地区的美国近几十年(德拉蒙德,Loveland 2010)。累计面积影响表面煤矿在1976年和2015年估计为5900公里²,大约7.1%的阿巴拉契亚中部(Pericak et al ., 2018)。使用的数据。能源信息管理局(美国能源信息管理局,2015年,2019年)我们计算出地铁技术占总数的41%表面煤炭生产从2008年到2014年在西维吉尼亚州和肯塔基州,主导地铁在阿巴拉契亚中部煤矿(补充表1)。

美国清洁水法案的目的(公告)是恢复和维护美国海域的生态完整性。流域土地利用的人类修改常常压力流生态系统和减少他们的生态完整性(艾伦,2004)。适当种类、结构和功能在多个层次水平所需的生态完整性(戴尔和Beyeler, 2001年)。包括生物群落的组成结构,非生物材料,如营养物质和其他化学成分,和其他特性,比如栖息地结构、温度、流速及流水量,光,功能包括生物能量和养分循环流动•奥德姆,1962)。沉积物微生物群落中扮演着重要角色在一些河流生态系统功能包括有机质的分解和养分转换(2010年芬德雷)。这些函数是由几个因素包括有机物的生物降解能力进行分解,温度,可用电子受体,一个合适的微生物群落(琼斯,1985)。能源产量的各种氧化还原(氧化还原反应)与有机物质分解脱氮发生时支持使用电子受体按照以下顺序:氧气、硝酸盐、锰(Mn IV)、铁(Fe III),硫酸和重碳酸盐(Bethke et al ., 2011)。评估的影响地铁煤矿生态完整性的阿巴拉契亚中部流应该考虑有机质和养分循环的结构和功能特征。

工具来评估生态完整性分为两类,那些测量结构完整性和功能完整性(国家研究委员会,1996年)。大多数指标和方法通过监测机构评估生态条件传统上仅仅依赖结构等指标的测量生物群落组成和栖息地结构(戴维斯和杰克逊,2006年;Truchy et al ., 2022)。功能指标纳入条件评估应该使清晰的通信状态和恢复水生生态系统的潜力(戴维斯和杰克逊,2006年),或许更好地应对公告的目标。在某些情况下,功能性指标显示更强的应对压力比结构指标和能检测更小的扰动,从而更加敏感指标的生态完整性(古丽et al ., 2006)。一个主要的挑战是确定和选择有用的指标,因为他们应该容易测量,是敏感的压力放在系统的研究中,以一种可预见的方式应对压力,有一个已知的反应自然和人为的障碍,和低变异性响应(戴尔和Beyeler, 2001年)。理想情况下,指标和压力之间的关系应该是线性的,以便生态完整性只是测量指示值成正比,虽然这是经常不是这样的(年轻和科利尔,2009年)。例如,昆虫总产量没有回应以可预测的方式沿着一条5.5公里的河流连续体电导率;虽然昆虫总产量与中间站点电导率低3.5倍(359μS /厘米)而unmin流(111μS /厘米),昆虫总产量高电导率网站(915μS /厘米)没有不同的unmin流(沃斯和伯恩哈特,2017)。此外,范德Vorste et al。(2019)观察到落叶分解率不降低沿梯度的矿业和电导率影响流从25到1383μS /厘米而落叶分解率降低MTR-impacted流意味着导率从1279年到3000年μS /厘米(麦克斯韦尔,2009;弗里茨et al ., 2010)。

•奥德姆(1985)假设某些功能性质更耐应力诱导改变比其他物种组成和结构属性。这个更大的抗压力,生态系统功能是由于备用容量和/或生态系统的能力来执行这些功能由多个通路(鲍曼,1985)。这功能冗余是基于基因型的变化,人口和物种中发现许多原状或温和的生态系统(鲍曼,1985)。小流排水森林流域主要detritus-based系统直接从相邻植被提供litterfall ~ 40%的能量输入(费舍尔和比喻,1973年)。碎石基地的特点是相对成熟的生态系统和被认为赋予这些系统功能稳定(•奥德姆,1969)。因为清楚现有的森林是地铁的过程的一部分,原系统可以减少碎石基地在某种程度上甚至暂时失去了。地球成因学的有机物质(傻子),由煤碎片和干酪根和转移到土壤表面,因为地铁采矿,可能是一个大的额外的有机质来源MTR-impacted流(狐狸,2009)。

地铁发生的煤矿在阿巴拉契亚中部流域导致流水文变化,地貌学(Jaeger 2015)和物理化学水质(格里菲斯et al ., 2012等),导致结构性能的变化改变生物膜细菌社区(棺材et al ., 2015),减少大型无脊椎动物(池塘et al ., 2008),和鱼(希特和钱伯斯,2014)多样性。大多数流评估地铁的影响迄今煤矿采用结构性指标(例如,哈特曼et al ., 2005;林德伯格et al ., 2011;罗斯et al ., 2018)和相对较少的研究包括功能措施(例如,弗里茨et al ., 2010;Johnson et al ., 2013;伯克et al ., 2014;沃斯和伯恩哈特,2017;克兰兹et al ., 2018;棺材et al ., 2020)。

在这项研究中,我们评估土地利用的影响(森林或地铁煤矿)结构和功能参数在西弗吉尼亚州煤矿地区常年溪流在秋天,冬天,春天,夏天抽样活动。地铁煤矿的结构参数评价指标包括C和氮(N)参数水和沉积物中有机质含量。DIC和硝酸浓度升高通常观察到MTR-impacted流,分别从溶解碳酸盐沉积岩的层(Vengosh et al ., 2013从炸药)和(布鲁克斯et al ., 2019)与地铁相关的过程。无灰干质量(AFDM)和溶解有机碳(DOC)参数反映流域C来源可能升高沉积岩层的C输入扰动在地铁矿业(阿克顿et al ., 2011)。沉积物微生物过程的功能参数考虑措施率和生物膜的生产力。荧光素二醋酸盐活动(FDA),脱氢酶活性(DHA),反硝化酶活性(DEA)和沉积物需氧量(SOD)都是沉积物微生物活动的广泛的测量指标,它没有被广泛评价流影响地铁矿业(但看到伯克et al ., 2014)。DHA在美国东部河流沉积物与碱度具有负相关性,电导率、pH值、硫酸(希尔et al ., 2002),经常与地铁高架矿业(林德伯格et al ., 2011;格里菲斯et al ., 2012;罗斯et al ., 2018)。FDA与淡水大型植物腐烂被显示抑制通过增加电导率水平(Roache et al ., 2006)。高硝酸盐浓度通常导致更高的脱氮活性氧化还原条件是否合适,如果适当的不稳定的碳是可用的(Ambus 1993;加强学习et al ., 2006),建议地铁矿业的DEA作为一个潜在的指标的影响。生物膜在人工基质生产已被广泛用于评估流水质(家伙et al ., 2006;Tien et al ., 2009)。这样做的主要目的是:(1)确定哪些结构和功能指标流对地铁煤矿相对于森林控制;(2)确定响应指标地铁煤矿以一种可预见的方式回应;(3)评估功能指标是否不太可能改变对压力的反应比结构指标。

方法

研究区和抽样方法

十多年生Twentymile内流溪流域位于西弗吉尼亚州南部,美国选择了研究(图1)。研究区由陡峭的山脊和狭窄的峡谷底部,砂岩的中产阶级和lower-Pennsylvanian循环序列,页岩、粘土、煤、石灰石(西维吉尼亚州的地质图;https://www.wvgs.wvnet.edu/www/maps/Geologic_Map_of_West_Virginia-Map25A.pdf)。尽管碳酸盐更深的地下,发现土壤调查发现土壤pH值一般没有< 6和碳酸盐的证据上2米的森林土壤(https://www.nrcs.usda.gov/resources/data-and-reports/web-soil-survey)。更多细节的地质、地理、历史研究区域的土地利用,介绍了采样站点的位置和同伴在同一地点和时间研究目前的研究(麦克斯韦尔,2009;Johnson et al ., 2013),在一项研究(威利et al ., 2001)。五流的排水流域(0.57 - -5.27公里²)受地铁影响采矿和五个排水领域(0.91 - -3.99公里²与混合硬木森林覆盖(100%至95)补充表2)。比较2001年全国土地覆盖数据库(NLCD;https://www.usgs.gov/centers/eros/science/national-land-cover-database)与2007年航拍照片显示,大多数矿业包括山谷创建和初始回收发生在2001年和2007年之间(补充表3和谷歌地球图片补充材料)。MTR-impacted流域8 - 62%森林土地覆盖和贫瘠的土地覆盖38 - 92%,可能主要是由于地铁煤矿(补充表2)。所有的森林流域都清晰的在1900年代早期,天然气产量的影响,所以并不是原始的控制,但代表至少干扰条件的区域(Johnson et al ., 2013)。流进行评估(Johnson et al ., 2013)河岸、通道和环境(远端控制设备)清单(彼得森,1992)。远端控制设备的三个指标,描述了河岸带表明,除了一个mining-impacted流(丢失),所有的研究流有相当完整的河岸植被和林冠覆盖> 80% (补充表2)。所有的森林溪流在“优秀”成绩总远端控制设备类,四个MTR-impacted流进的“很好”,一个MTR-impacted流(失去)得分为“好”(Johnson et al ., 2013)。一个同伴在这些网站进行的研究的同时,本研究发现大量泥沙堆积在litterbags MTR-impacted流显示相当大的动员部署的沉积物的地铁采矿过程(麦克斯韦尔,2009)。沉积物与远端控制设备库存和相关指标的快速Bioassessment协议(RBP;巴伯et al ., 1999)进行的评估Johnson et al。(2013)和报道补充表2还建议在MTR-impacted流沉积的影响。

图1

图1。研究网站的地图位置、沉积物池塘、和相关的山谷Twentymile溪流域,西弗吉尼亚州,美国(从:Johnson et al ., 2013;www.schweizerbart.de 雷竞技电竞体育竞猜平台/杂志/歧视)。

这里描述的参数收集从3 - 7次,在2007年10月和2008年7月之间。水样收集从主在中深流路径。电导率、温度、pH值和同伴流测量水的研究(Johnson et al ., 2013)和一个便携式多功能探针(宇宙量子;宇宙公司,奥斯汀,得克萨斯州)和报告补充表4。沉积物样品采集上2厘米的约5沉积区域内的湿区域通道沿着100米到达和合成在每个研究流。沉积物通过收集2毫米筛和进一步处理。生物膜的生产研究,两个煤渣块(20.3×40.6×4.2厘米),每25熔融石英多孔磁盘(5.31厘米²Leco公司# 528 - 042)所附部署在河床与季节性抽样旅行和允许殖民9-36天。

构造措施

所有水样DOC和DIC分析过滤与GF / F注射器过滤器(0.7μM孔隙大小)和收集40毫升瓶琥珀挥发性有机分析。样品瓶与聚四氟乙烯隔膜DOC受限,和那些DIC仔细填满溢的排除空气,与丁基橡胶隔膜封顶。水样品送到实验室在冰和冷藏,直到分析。浓度和稳定碳同位素组成(δ¹³C)医生和DIC的测定(如前所述)(伯克et al ., 2014)。短暂,OI分析1030 W无机carbon-total总有机碳分析仪(OI分析,大学城,TX)界面上的一个热δV +同位素比率质谱计(热费希尔科学、沃尔瑟姆,MA)是用于医生和DIC分析。医生分析了参数后酸化和过硫酸盐消化和DIC参数进行分析后酸化。稳定碳同位素比值表示为每毫升(‰)三角洲符号与维也纳Peedee箭石(VPDB):

\begin{array}{l} δ^{13} C = (((^{13} C /^{12} C) 年代 一个 米 p l e / (^{13} C /^{12} C) 年代 t 一个 n d 一个 r d] - 1] x 1000年 \end{array}

所有报告DIC和DOC浓度和δ¹³C值是基于至少两个测量。解散公司₂的浓度,表示为有限公司₂分压(pCO₂在μatm),计算使用有限公司₂Calc包(罗宾斯et al ., 2010)从DIC相应浓度和pH值和温度测量领域。硝酸浓度field-filtered (GF / F)水样测定二阶导数紫外光谱法(美国东岸的et al ., 1992)。AFDM两个沉积物体积分数与不同的功能相关措施是由燃烧在500°C 5 h。沉积物的AFDM通过了一项将称为AFDM2 2毫米筛。swirl-decantation技术(帕默,1990)是用于现场获得的细颗粒泥沙分数2 mm-sieved沉积物。短暂,2 mm-sieved沉积物被安置在一桶溪水和混合物是围绕暂停细和/或密度较低分数,当时倒进杯子里。这个悬浮沉积物分数将把这里称为“细颗粒泥沙”和AFDM细颗粒泥沙的分数将会称为AFDMf。AFDM决心在所有沉积物样品分析复制功能指标除了DHA。DHA, AFDMf是基于分析单个10 g复合沉积物样本收集从每个流在每个日期如上所述。尽管AFDM2和AFDMf都分析了两组独立的样本,他们被认为是两个指标,而不是四个。AFDM分析样品都放在冰,冻尽快运到实验室。

功能的措施

沉积物

硝酸脱氮微生物呼吸的氮气(N₂)或一氧化二氮(N₂O),使用硝酸盐作为电子受体(佩恩,1973)。沉积物DEA在实验室中测量了孵化~ 25克2 mm-sieved沉积物,25毫升的解决方案包含100毫克N / L的硝酸盐、40 mg / L的葡萄糖,和10 mg / L(氯霉素溶解在高纯度水的氛围中90% ~ 10%乙炔/氮,与气体样品~ 1.5 h,一般在30分钟和1.5 h (Groffman et al ., 1999)。DEA分析提供了参考的条件下脱氮(厌氧,丰富的硝酸和不稳定的碳),但抑制微生物生长(氯霉素)。DEA因此估计的最大潜在的反硝化脱氮速率的社区出现在采样的时候。

沉积物反硝化率(穴)测量与DEA但使用网站水10 mg / L的氯霉素和没有添加硝酸盐或不稳定的碳和h ~ 2培养时间,和天然气样品一般在30分钟和2小时(Loken et al ., 2016)。DEA和窝估计通过测量生产N₂啊,这是最终产品的脱氮乙炔补充道,在孵化。乙炔抑制硝化作用,所以耦合硝化/反硝化,N为脱氮的主要来源,当上覆水硝酸浓度< 140μg N / L (Seitzinger et al ., 2006)也抑制。因此,窝很可能低于实际的原位脱氮率当流硝酸盐含量较低。在上覆水硝酸浓度超过840μg N / L,硝酸盐在上覆水约占80%的N用于脱氮(Seitzinger et al ., 2006)和窝可以近似实际原位脱氮率。所有报告DEA和窝值是基于测量至少两个独立的次级样本。

沉积物需氧量(SOD)包括有氧呼吸的生物生活在沉积物和化学氧化等减少物种的铁(II)、硫化锰(II), (1980年鲍曼和参与)。SOD估计在这个领域随着氧浓度的变化,衡量YSI模型58米和5905型搅拌溶解氧(做)探针(YSI Inc .,黄色的弹簧,哦)在50毫升离心管后孵化。离心管完全装满2 ~ 5克mm-sieved沉积物和溪水,在黑暗中孵化~ 2 h在环境流温度(希尔et al ., 2002)。SOD数据计算基于五个复制和两个流的测量水的空白。

荧光素二醋酸盐荧光素的水解是一个广泛的细胞内和细胞外酶参与有机质分解,包括酯酶、蛋白酶、脂酶,一般认为FDA分析提供了一个天气预测的微生物分解器活动(亚当和邓肯,2001)。沉积物FDA测量(绿色et al ., 2006)通过混合~ 0.5 g的细颗粒泥沙5毫升的磷酸盐缓冲剂(pH值7.6)和0.5毫升的荧光素二醋酸盐溶液(8.4毫米)在50毫升离心管,孵化为30分钟在黑暗中在环境温度、流和终止与丙酮的水解反应。反应样品被放在冰,冻尽快运到实验室。解冻和离心后,荧光素的浓度在490 nm分光光度法测定上清液。沉积物FDA的数据计算基于一式三份测量用一个试剂控制。

脱氢酶活性(DHA),通常被称为电子传递系统(ETS)活动在文献中(例如,特雷弗,1984;Blenkinsopp和锁,1990),估计细胞内氢化酶的活性,促进有机物分解和所需的氧化还原反应与微生物活动(加西亚et al ., 1994)。沉积物DHA测量在实验室中通过添加~ 0.5 g的细颗粒泥沙,4毫升的去离子水,1毫升0.14%氯化iodonitrotetrazolium (INT)解决50毫升离心管和涡流30年代。样本培养36°C 6 h,离心5分钟在3000 rpm,上层的移除,8毫升甲醇补充道。样本再次涡30年代,上层的移除,INT-formazan (INTF)产生被分光光度法量化在440海里。沉积物DHA是一式三份数据重复的控制,包括沉积物和高纯度水没有任何INT。这里给出的数据可以被认为是一个估计的原位DHA因为ETS刺激器(NADH、NADPH和琥珀酸)没有添加这混乱沉积物生物膜可以避免(Blenkinsopp和锁,1990)。这里给出的DHA值也低于潜在DHA的许多测量文献,确定使用方法(例如,Broberg 1985),加入ETS刺激器。沉积物功能测量表达g /干燥质量(DM)或g AFDM基础(AFDM2或AFDMf)。

生物膜的殖民

一个或两个磁盘,从流每一次访问,收集的孵化在50毫升离心管测量生物膜生产的氧气需求,FDA, DHA,叶绿素一个。生物膜需氧量测量用于草皮的相同的技术。生物膜FDA和DHA分析使用相同的试剂添加、反应时间和温度、沉积物和分光光度测定法的技术被用于分析。叶绿素一个分析了(Lorenzen 1967;Sartory 10, 1984)通过添加10毫升的90%乙醇对每个管并确保磁盘完全被淹没,颤抖,酝酿了5分钟在78°C,并允许管站在黑暗中在室温下24 - 72 h。提取被涌入其他管、离心20分钟在2000 rpm,上层的删除和测量在750,664,647,630 nm不酸,然后在750年和665年后纳米添加0.155毫升盐酸0.2 N, 90年代时期的反应。叶绿素一个如前所述计算量(Lorenzen 1967)与修改。生产的生物膜需氧量(BfOD), FDA (BfFDA)生物膜,生物膜的DHA (BfDHA)计算孵化率除以磁盘区域和殖民时期的长度(天)。生物膜叶绿素一个产量(BfChla)计算除以叶绿素一个质量通过磁盘区域和殖民时期的长度。BfOD、BfFDA BfDHA数据是基于相同数量的复制和空白为对应的沉积物参数。BfChla数据测量是基于一式三份空白分散在每个样本集。

数据分析

统计人员统计软件(摘要)NCSS2019包(摘要、Kaysville UT)是用于统计分析。NCSS2019混合模型程序被用于重复措施比较每个结构和功能参数的测量来确定这些参数对地铁相对于森林控制煤炭开采。取样日期时间变量和Kenward-Roger调整自由度是适用于所有分析。与一系列误差协方差结构模型(R矩阵)不同的复杂性和模型运行Akaike信息标准(AIC)值最低的接受(安德森et al ., 2000)。因为观察的数量不超过的数量模型参数至少40倍,小的尺寸修改标准修正AICc用于模型选择(安德森et al ., 2000)。是否响应指标地铁煤矿以一种可预见的方式回应多个对比测试(最小二乘方法(LS) Bonferroni调整)运行时识别特定的差异之间的显著差异处理。意味着因变量的值复制收集对面达到在特定抽样旅行被当作比较的统计单位。意味着报道文本、表和NCSS2019 LS方法计算的数据的软件。AICc最低的混合模型的结果为每个参数报告中给出表1,2,补充表5。摘要线性回归和相关例程被用来测试功能指标和温度之间的线性关系,电导率、pH值,当数据从所有日期和采样站点的总和。

表1

表1。结构指标的意思(浓度)、范围和p值与最低AICc模型。

表2

表2。功能指标p从模型AICc最低的值。

我们使用Miller-Tans块DIC浓度和稳定碳同位素组成(δ¹³C-DIC)数据来估计源δ¹³C-DIC森林和mining-impacted流(米勒和黝黑色,2003年)。Miller-Tans情节(δ¹³C-DIC^*DIC浓度比DIC浓度)一个方程推导的结果,(1)边坡提供了一个估计的δ¹³C的来源(例如,有限公司₂从土壤呼吸或从碳酸盐溶解DIC)与背景混合组件(例如,大气CO₂);(2)浓度和δ¹³C的背景组件不需要已知和可变量(米勒和黝黑色,2003年)。的斜坡Miller-Tans情节与线性回归过程测定NCSS2019软件。

我们评估了可能的影响有限₂在DIC浓度和δ脱气¹³C-DIC进行脱气模拟(Venkiteswaran et al ., 2014)。脱气相对更重要的是在低生产率排水silicate-dominated分水岭温和的pH值较低(< 7)和高有限公司₂的浓度,如这里的森林溪流研究(Johnson et al ., 2013;Venkiteswaran et al ., 2014)。脱气模拟我们假定土壤有限公司₂20000μatm和δ源的浓度¹³C-DIC−22.3‰(价值计算Miller-Tans块下面的森林溪流data-see)土壤呼吸的来源。我们模拟的脱气通过移除部分有限公司₂,最初在1000年增量μatmμatm 10000,然后500年增量μatm下来2500μatm,最后在100年增加300μatmμatm下来。的有限公司₂Calc包是用来计算碳酸盐物种的再分配和pH值变化与脱气常数碳酸盐碱度(罗宾斯et al ., 2010)。我们脱气的碳酸盐物种变化信息导入到Excel电子表格,用来执行所有进一步的计算。我们应用的碳同位素分馏2和3.5‰(Wanninkhof 1985;Zhang et al ., 1995),分别增加脱气有限公司₂和描述的方法使用Campeau et al。(2017)计算和数据从CO2calcδ¹³C-DIC变化产生的脱气。

结果

构造措施

数据从所有抽样日期相结合时,意味着DIC的浓度更大比森林MTR-impacted流流(表1,图2一个)。时间和土地使用^*时间的交互显示图2一个而在补充表5。DIC浓度变化少很多比MTR-impacted森林溪流流(图2一个,补充表6)。

图2

图2。(一)DIC浓度(毫克/升)和日期。(B)δ¹³C-DIC(‰)和日期。所有日期和网站统计差异表明M >或F > M和p价值。不同大写字母表示在所有网站上大量的时间效应,不同小写字母表示在给定土地利用大量的时间影响,土地利用和希腊字母表示显著影响在给定的时间。没有显示字母时,没有观察到显著差异。森林流域,地铁水域,。

数据从所有抽样日期相结合时,意味着DIC稳定碳同位素组成(δ¹³C-DIC)是更大的比森林MTR-impacted流流(表1,图2 b)。并给出了Miller-Tans情节图3一,B并建议watershed-source无机碳δ¹³C值22.3−−2.6‰,分别为森林和MTR-impacted流。

图3

图3。(一)森林流域Miller-Tans情节。(B)为挖掘水域Miller-Tans情节。森林流域,地铁水域,。

数据从所有抽样日期相结合时,意味着医生稳定碳同位素组成(δ¹³C-DOC) MTR-impacted流大于森林溪流的意思(表1,图4 b,补充表6)。

图4

图4。(一)医生(毫克/升)和日期。(B):δ¹³C-DOC(%)和日期。表示在统计差异图2。森林流域,地铁水域,。

硝酸浓度均值MTR-impacted流几乎10倍高于森林流(表1,图5一个,补充表7)。MTR-impacted流的意思是硝酸盐浓度高于森林溪流中每一个日期和没有明显季节性变化(表1,图5一个)。硝酸浓度在森林较少变量流比MTR-impacted流(图5一个)。

图5

图5。(一)硝酸浓度和日期。(B)窝/ gDM与日期。(C)窝/ gAFDM与日期。表示在统计差异图2。森林流域,地铁水域,。

AFDMf值大大高于AFDM2值表明swirl-decantation技术(FDA和DHA)优先删除一个富含有机物从2 mm-sieved泥沙沉积物分数(表1,补充表8)。意味着AFDM2-DEA非常类似于森林和意味着AFDM2-SOD MTR-impacted流(表1)。AFDM2-DEA和AFDM2-SOD意味着更大的比森林MTR-impacted流流数据从所有抽样日期后(表1)。

数据从所有抽样日期相结合时,意味着DOC浓度(图4一),意味着pCO₂(补充表7),意味着AFDMf (补充表8)没有不同MTR-impacted和森林之间流(表1)。pCO₂除了我们的两个样品(补充表7大气pCO)超过平均2008₂385μatm (局域网et al ., 2022)表明这些溪流一般将德有限公司₂到大气中。的pH值两个样品从Sugarcamp sub-atmospheric水平的有限公司₂足够高(8.8和8.9;补充表4)将碳酸盐平衡远离有限公司₂向 ${HCO}_{3}^{- - - - - -}$ 和 ${有限公司}_{3}^{=}$ (齐伯et al ., 1999)。脱气模拟给出的结果数字6,B。

图6

图6。(一)脱气模拟森林流域。(B)脱气模拟开采分水岭。实线是3.5%的同位素分馏和同位素分馏虚线是2%。森林流域,地铁水域,。

五的八个结构参数测量MTR-impacted和森林流之间明显不同。意味着这五个结构参数在MTR-impacted流比在森林溪流在所有采样日期。这种差异(地铁>森林)更持续观察个体采样日期为δ¹³C-DIC日期(5)和硝酸比δ(5日期)¹³C-DOC(2日期),DIC浓度(1日),或AFDM2(没有日期;补充表5)。

功能的措施

数据从所有抽样日期相结合时,意味着SOD / gAFDM2 (图7 b,补充表9),意味着FDA / gDM (图8,补充表10),意味着FDA / gAFDMf (图8 b,补充表10)是更大的森林溪流MTR-impacted流(表2)。

图7

图7。(一)SOD / gDM /人力资源和日期。(B)SOD / gAFDM2 /人力资源和日期。表示在统计差异图2。森林流域,地铁水域,。

图8

图8。(一)FDA / gDM / d和日期。(B)FDA / gAFDMf / d和日期。表示在统计差异图2。森林流域,地铁水域,。

没有其他的功能指标之间的不同森林和MTR-impacted流在所有采样日期,尽管有大量的时间差异和BfFDA表现出一个重要的土地利用^*时间交互(补充表5)。所有采样站点数据结合时,夏秋季(6月、7月、10月)SOD / gDM的平均值(图7),FDA / gDM (图8),FDA / gAFDM (图8 b),DHA / gDM (图9),DHA / gAFDM (图9 b),BfOD (图10)BfFDA (图10 b)和BfDHA (图11在冬天春天)高于值(December-April;补充表5)表明这些生物过程受到高温刺激。重要的温度之间的线性相关性和许多这些功能参数(补充表15)进一步表明,温度是一个重要的控制这些参数。SOD / gAFDM2是唯一功能变量表现出显著的负线性相关与电导率Ln-transformation后的变量(补充表15)。BfChla (图11 b,补充表14),另一方面是在春天高于夏秋季,显然反映了更高的光刺激的水平。相比之下,没有脱氮参数,窝/ gDM (图5 b),窝/ gAFDM2 (图5 c),DEA / gDM (图12),和DEA / gAFDM (图12 b)表现出任何时间或土地使用^*时间的交互。许多沉积物功能性指标价值观特别是沮丧失去了样本中可能部分反映了很高比例的贫瘠的土地利用和低远端控制设备失去了分水岭分数(补充表2)。

图9

图9。(一)DHA / gDM / d和日期。(B)DHA / gAFDMf / d和日期。表示在字母表示统计差异图2。森林流域,地铁水域,。

图10

图10。(一)BfOD与日期。(B)BfFDA与日期。表示在统计差异图2。森林流域,地铁水域,。

图11

图11。(一)BfDHA与日期。(B)BfChla与日期。表示在统计差异图2。森林流域,地铁水域,。

图12

图12。(一)DEA / gDM / d和日期。(B)DEA / gAFDM2 / d和日期。统计差异一样图2。森林流域,地铁水域,。

只有SOD / gAFDM2, FDA / gDM, FDA / gAFDMf十四功能参数测量的地铁煤炭开采的重要反应。意味着所有抽样日期比MTR-impacted更大的森林溪流流这三个功能参数。没有明显反应地铁煤矿观察这三个功能参数对任何个人的抽样日期(图7 b,8,B)。所有结果摘要报告补充材料。

讨论

支持•奥德姆的假设功能性质比结构更耐应力诱导改变属性(•奥德姆,1985),我们发现了一个更高比例的结构比功能指标之间不同MTR-impacted和森林流。结构指标在MTR-impacted流值高于森林溪流,在每种情况下可能反映源采矿引起的更改或增加。进一步,有许多个体采样日期的地铁值高于森林价值更高的结构性指标在所有样本日期的总和。相比之下,没有日期的森林价值高于地铁值功能指标显示重要的土地利用响应所有日期后。这表明重大结构性指标对土地使用更可预测的方式比重大的功能参数。

高风化率造成地铁采矿导致氧化减少硫(如黄铁矿)硫酸然后反应¹³c的碳酸盐(δ¹³C ~ 0±3‰)产生大量的¹³c的DIC主导DIC MTR-impacted输入流(Sharma et al ., 2013;Vengosh et al ., 2013)。的δ¹³C-DIC值在MTR-impacted流报道大多属于先前测量的范围(−7‰)在排水MTR-impacted分水岭(Vengosh et al ., 2013;伯克et al ., 2014)。

另一方面,土壤呼吸的主要来源可能是流DIC在这些森林流域(Campeau et al ., 2017)。土壤有限公司₂水平森林阿巴拉契亚山脉土壤被发现具有季节性变化,与附近的大气水平在冬季和10000 - 27000年μatm(25 - 70倍大气水平)在夏季(Rightmire 1978;Castelle盖洛韦,1990年;琼斯和穆赫兰,1998年)。的δ¹³C的迪拜国际资本进入森林流主要是由δ控制¹³C流域植物材料(30到−−27‰;加藤和泰勒,1992年),分离由于有机物分解(~ 1.5‰;阿克顿et al ., 2011有限公司)和扩散₂从土壤中(~ 4‰;方面et al ., 1991)。这些分离后,δ¹³C-CO₂约26和−−21.5‰之间的值(平均−23.8‰)从根呼吸和有机物分解预计在森林土壤。的δ¹³C公司的₂在弗吉尼亚州的森林土壤还发现不同季节,从−9.6‰冬天夏天−21.5‰(Rightmire 1978)。Miller-Tans块我们的数据表明,平均δ¹³C DIC导致这些森林溪流−22.3±1‰(图3一),δ¹³C DIC MTR-impacted的输入流是−2.6±0.8‰(图3 b)。这些值在范围之内的所有值的预测之上使用信息从文学和加强地铁煤炭开采造成的解释根本改变流DIC源从森林流域的土壤呼吸的碳酸盐溶解开采分水岭。伴随这源变化是一个重大改变DIC浓度和δ¹³C-DIC使这些有效的地铁煤矿在这些指标和其他MTR-impacted上游源头流。

有限公司等几个过程₂队列排气到大气中,光合作用和生产、生物和光化学,都可以影响流DIC浓度和δ¹³C-DIC预测和解释差异源值和观察到的流(Campeau et al ., 2017)。通常高pCO₂值(补充表7DIC浓度和δ)和逆关系¹³C-DIC森林我们观察到的流(图3一)符合δ的脱气作为一种重要的控制器¹³C-DIC (医生et al ., 2008)。我们进行脱气模拟来评估可能影响DIC的脱气浓度和δ¹³c .森林流域的字段数据很大程度上适合两个仿真曲线(图6),这表明DIC浓度和稳定碳同位素组成的变化在这些水域主要是由逃避控制有限公司₂从流到气氛(Venkiteswaran et al ., 2014;Campeau et al ., 2017),相关的碳同位素分馏是在2 - 3.5‰范围内。相比之下,DIC的情节和δ的形状¹³C-DIC MTR-impacted流的相似性没有脱气模拟曲线(图6 b),这表明脱气不是DIC浓度和δ的重要控制¹³C-DIC流。pCO的升高₂MTR-impacted流值我们观察表明,大量的有限公司₂逃税现象发生在这些流;然而,暴露的酸溶解碳酸盐似乎是更重要的DIC浓度和δ的控制¹³比脱气C-DIC MTR-impacted流。变更的δ¹³C-DIC通过脱气可以最终导致森林溪流DICδ¹³C值的范围内观察到的MTR-impacted流,从而呈现δ¹³C-DIC矿业的一个无效的指标影响在脱气的高级阶段。森林流样品处于高级阶段的脱气DIC浓度远低于MTR-impacted中的任何观察到的流,然而,DIC开采影响的浓度仍然是一个有效的指标(数字6,B)。

地下水和土壤水已被证明每年约占60%的医生在几个阿巴拉契亚山脉南部森林流域(输入流迈耶和泰特,1983年;Qualls et al ., 2002)。生态基DOC生产从有机物储存在河道占大约30%的年度医生输入(迈耶et al ., 1998)。流DOC浓度在本研究观察到非常类似于那些报道阿巴拉契亚山脉南部混合硬木森林流域与类似的土壤和植被(迈耶和泰特,1983年;Qualls et al ., 2002),建议医生控制流的相似性。的δ¹³C土壤水分的医生通常在±2‰的δ¹³相关的土壤有机质C (Amiotte-suchet et al ., 2007)。假设δ¹³C在这些森林流域土壤有机质的土壤范围从−−25.5‰(27日阿克顿et al ., 2011),我们将期待土壤水分δ¹³C-DOC从29−−23.5‰。这个很容易包括森林流δ的范围¹³我们观察到C-DOC值(图4 b,补充表6),进一步表明土壤水分的重要性的医生对这些流。森林溪流δ¹³C-DOC值在本研究也符合出版生态基值和净降水量来源,C的范围内下降₃植被δ¹³C, 30到−−27‰(加藤和泰勒,1992年;加藤et al ., 2000)。

两条线的证据表明,傻子可能造成明显的DOC MTR-impacted流。阿克顿et al。(2011)报告的意思是δ¹³C−24.7‰的傻子阿巴拉契亚中部的表面土壤的输入(肯塔基州)水域受地铁影响采矿。这个δ¹³C附近的肯塔基州傻子是δ的中间¹³C范围的煤(27−−22‰;Whiticar 1996),几乎相同的平均值(−24.8‰)和密西西比州的宾夕法尼亚的III型干酪根报道Kotarba et al。(2014)。假设δ¹³C-GOM−24.7‰和那个小碳同位素分馏与傻子的增溶医生,流δ越高¹³C-DOC值观察MTR-impacted流(表1)显示地球成因学的有机碳的输入(作为)流DOC池。使用一个δ¹³C-GOC−24.7‰的价值,认为δ¹³C-DOC来自当前森林流数据,我们计算一个简单的同位素质量平衡模型,作为必须包含从15 - 32%的碳输入MTR-impacted流占它们更高的δ¹³C-DOC值(补充表16)。

迈耶和泰特(1983)报道,医生出口一个分水岭,明确2年前只有70%的医生从一个不受干扰的阿巴拉契亚山脉南部森林流域出口,可能由于减少了垃圾输入明确的流域土壤。因为地铁矿业包括砍伐、低流DOC浓度可能会由于输入从流域陆地植被减少。使用我们的放电和DOC浓度测量,计算,平均2.7 ~ 3.2公斤/公顷的医生被送到森林和MTR-impacted流域,分别在220天的期限,这些测量结果是可用的(补充表17)。假设减少70%的医生从流域由于明确的出口,我们需要计算一些其他来源提供41%的医生(1.3公斤/公顷)出口MTR-impacted流(补充表17)。在14年开垦chronosequence阿巴拉契亚山脉南部MTR-impacted土壤,土壤有机碳池作为主导上50厘米,占总碳(45 - 99%的阿克顿et al ., 2011),我们计算作为75 - 281毫克/公顷。实验室用水提取从< 1天到一个星期发现约0.003 - -1%的碳可以从煤中过滤出来的解决方案(挡et al ., 1989;奥瑞姆et al ., 1999)。上面的浸出和碳池估计表明,C约2 - 2810公斤/公顷作为浸出的可能可以从上层50厘米的土壤可能弥补假定植被碳缺口MTR-impacted流域1 - 1400年了。傻子更深的浸出,通常范围从10 > 100米深度(罗斯et al ., 2016),可能会提供额外的文档输入MTR-impacted流。这两种方法、同位素质量平衡和DOC传输计算,表明作为可以贡献30 - 40%的医生在MTR-impacted流。支持我们的论点,傻子在流C周期中起着重要的作用,狐狸(2009)估计,傻子~占40%沉积物有机质负载由肯塔基州运输流影响地铁挖掘。此外,运输傻子粒子MTR-impacted水域可能导致更大的AFDM2 MTR-impacted流相比,森林中观察到的流(表1)。慢的落叶分解MTR-impacted流相比,森林流(麦克斯韦尔,2009;弗里茨et al ., 2010)也支持更高AFDM2水平mining-impacted流。

大气沉积是占主导地位的,通常是唯一的,无功源N东北部偏远的森林,这通常会导致相对较低的流硝酸盐浓度(德里斯科尔et al ., 2003)。N的来源,可能有助于大大提高硝酸盐含量MTR-impacted流包括N-rich炸药爆破期间使用阶段,肥料使用回收期间,大气沉积与减少植物吸收由于地铁的森林去除阶段,并释放增强N的岩石风化与地铁相关煤矿(布鲁克斯et al ., 2019)。虽然硝酸盐浓度往往是高度升高MTR-impacted流相比,森林溪流,他们倾向于与采矿以来下降值接近的森林溪流(布鲁克斯et al ., 2019),从而减少硝酸盐浓度的有效性作为地铁矿业指标。稳定的微生物和有机物池N同位素比值也建议的变更N源或处理由于地铁矿业(丹尼尔et al ., 2015)。

缺乏应对地铁煤矿的大部分功能指标测量这里很大程度上可能是由于完整的河岸区域和通道存储(Wondzell和沃德,2022年),可能造成足够的落叶保持显著的碎石基地流,从而增强功能稳定性(•奥德姆,1969)。最近报道说,与一个完整的沿岸流区,结构和功能指标影响小森林干扰其他流域(Truchy et al ., 2022)。我们的观察符合一项研究与微生物代谢相关功能基因的碳,氮、硫和硒被用来评价MTR-mining于附近的西维吉尼亚州的影响流域(棺材et al ., 2020)。不到10%的功能基因影响,一些积极由于资源补贴与MTR-mining(如硝酸盐和硫酸盐)和一些负面由于碳限制和提高电导率和金属(棺材et al ., 2020)。

的平衡与压力与地铁相关煤矿资源补贴(棺材et al ., 2020)也可能导致反应迟钝的功能性指标来衡量。一方面,硫酸(池塘et al ., 2008;弗里茨et al ., 2010;罗斯et al ., 2018)和硝酸(表1,图5一个,布鲁克斯et al ., 2019)浓度往往高得多(7 - 140倍硫酸和硝酸的十倍)MTR-impacted流比森林溪流和可能刺激某些微生物的过程。例如,DHA是显示与硫酸添加电子受体增加河口沉积物(何鸿燊和刘,2010年)和脱氮率是正相关的硝酸浓度足够的碳源时可用(Seitzinger et al ., 2006)。

另一方面,电导率升高,这就是通常观察到MTR-impacted流(林德伯格et al ., 2011;格里菲斯et al ., 2012),可以抑制生态系统功能。在目前的研究中,电导率范围从49 - 2513μS /厘米(补充表4)和MTR-impacted流的均值(1630μS /厘米)超过30倍的森林溪流的意思是52μS /厘米(Johnson et al ., 2013)。土壤盐碱湿地脱氮率负相关,电导率(负指数函数)在导电率梯度2000 - 13000μS /厘米(Yu et al ., 2012)。硝酸还原酶、脱氮过程中的一种关键酶,与导电率负相关的梯度流和457 - 1313μS /厘米河流沉积物影响污水处理厂废水(Unda-Calvo et al ., 2019)。一些微生物活动的指标,包括FDA和细胞外酶的活动β-glucosidase,碱性磷酸酶和arylsulfatase负相关(负指数函数)在一系列的导电性甘蔗土壤(450 - 24000μS /厘米Rietz和海恩斯,2003年)。DHA,土壤呼吸,和一些水解酶的活动负相关电导率的范围140 - 2860μS /厘米地中海干旱土壤(加西亚et al ., 1994)。Microorganism-mediated落叶分解既dryland-induced盐度呈负相关(50 - 11000μS /厘米)和煤炭开采诱发盐度(100 - 2400年μS /厘米)流沉积物(萨奥尔et al ., 2016)。金属,也经常与电导率升高MTR-impacted流(弗里茨et al ., 2010;棺材et al ., 2020),还可以抑制微生物活动衡量指标(希尔et al ., 1997;Baeseman et al ., 2006;贾斯瓦尔Pandey, 2018)。

整个复杂和异构的化学成分和物理难接近的煤炭呈现很难降解虽然有许多的报道有限的生物降解性。煤炭生物降解由细菌或真菌包括溶解、解聚作用,作为衬底,甲烷生产(萨哈和Sarkar, 2019)。重量只有1 - 10%的煤是使用各种微生物降解在实验室孵化项目组织和持久的从14到60天(Laborda et al ., 1997;Machnikowska et al ., 2002;Fallgren et al ., 2013)。这些结果表明,地球成因学的有机物质是顽固的,高电导率和金属,也可以平衡资源补贴和/或抑制或限制微生物过程利率如果大大有助于沉积物有机质或DOC池,我们的测量和计算。

十四的功能性指标衡量,只有three-FDA / gDM, FDA / gAFDMf和SOD / gAFDM2-were明显不同森林和MTR-impacted流。森林流值更高的在所有三个案例。FDA总微生物水解酶活性的测定提供了一种估计由细菌和真菌(亚当和邓肯,2001)和水解酶是主要的重要性在落叶降解(克里希纳和莫汉,2017年)。叶分解更快速的西维吉尼亚州的(麦克斯韦尔,2009)和肯塔基州(弗里茨et al ., 2010)比相应的森林溪流MTR-impacted流。落叶分解在流主要是由腐食者,真菌和细菌(标志着2019)。叶包碎纸机在这些森林流密度和多样性高于在相应MTR-impacted流,但碎纸机密度与叶分解率(麦克斯韦尔,2009)。此外,真菌生物量积累在叶包这些森林和MTR-impacted流(没有差异麦克斯韦尔,2009)。看来碎纸机密度和真菌生物量差异没有观察到的差异的主要驱动因素落叶分解和FDA在这森林和MTR-impacted流。相反,似乎不同的细菌活动,并可能碎纸机多样性更负责观察落叶分解和FDA的差异。SOD / gAFDM2观察到的差异可能是由于更高的地球成因学的有机物质在MTR-impacted流沉积物(即。,由大量的SOD)相比,森林溪流。表示在g DM的基础上,草皮森林和MTR-impacted流(没有差异表2,图7)。地铁与森林FDA和SOD参数的差异可能反映出(1)森林溪流中的沉积物有机质生物可用比在MTR-impacted流和/或(2)压力与地铁相关煤矿抑制率超过资源补贴增加微生物的过程。

沉积物微生物过程速度指标通常表现出显著的时间效应值较高的高温(补充表4,5)观察在下降(16.4 - -22.4°C)和夏季(13.9 - -25.4°C)和冬季(3.7 - -8.5°C)和弹簧(8.5 - -12.7°C)值符合已知的温度对微生物的影响过程。局部温度控制这些参数进一步证明了观察到显著的线性相关性几个这些参数随温度(补充表15)。希尔et al . (2000)还观察到一个明显的线性相关性SOD / gAFDM第一至三阶流和温度采样在春夏装在中央阿帕拉契山脉。生物膜的生产参数不一致与温度和可能对流体动力学等其他因素,碳和养分有效性,光(Battin et al ., 2016)。有大量的土地利用变化(森林或贫瘠的)和河岸带状况(远端控制设备分数)MTR-impacted流(补充表2),这可能部分占了相对较高的变异性在DIC和硝酸浓度观察MTR-impacted流相比,森林溪流。贫瘠的土地使用特别高,远端控制设备失去了分水岭分数非常低,这可能有助于解释低得多功能性指标的值观察损失相比其他MTR-impacted流。

尽管大量的分水岭扰动和物理化学水质的变化,并可能减少有机物生物利用度由于地球成因学的碳输入与地铁相关煤矿,我们没有观察到显著的影响大多数微生物过程的评价指标来衡量。这些功能指标的低调反应的原因可能包括:(1)持续detritus-base MTR-impacted流由于很大程度上完整的河岸区域和/或通道存储;(2)微生物群落的多样性包含耐压力的成员能够执行功能而暴露于地铁煤矿高电导率和金属等压力;和(3)负面影响抵消了从地铁煤矿相关资源补贴高硝酸盐和硫酸盐等。短的采样周期和小样本大小的这项研究中,以及我们的许多功能参数的高可变性和我们的森林站点也一直受到干扰(Feio et al ., 2010),也可能限制我们的能力应对地铁矿业探测功能指标。地铁矿业和结构指标之间的联系似乎简单,改变或增加的源(s) C, N,有机物指标。这些结果基本上支持•奥德姆的假设:(1)一个成熟的碎石基地授予功能稳定系统;和(2)功能性质更耐应力诱导改变比结构属性。理想的指示器将显示治疗所有抽样日期差异;根据这一标准δ¹³C-DIC和硝酸浓度在本研究最有效的指标。其他结构指标和功能性指标表现出更少的或没有治疗差异个体采样日期。这些低效率的指标可能需要多次采样检测治疗的差异。我们的结果说明识别有效的功能性指标的难度评估强调溪流生态系统的生态完整性。

数据可用性声明

在这项研究中提出的数据集可以在找到补充材料而在https://doi.org/10.23719/1528387。

作者的贡献

RB是主要负责数据分析和手稿准备在KF的援助下,BJ, RP。RP, KF, BJ主要负责现场和实验室测量与RB的帮助。所有作者批准提交的版本。

确认

我们感谢玛吉Passmore,格雷格池塘,弗兰克•Borsuk和丹尼尔Tilman字段支持,艾伦D中保GIS支持和梅西和Fola / lamv煤炭研究网站的访问。

的利益冲突

所有作者都受雇于构成和CEMM时间进行了研究。RP目前受雇于联邦能源监管委员会。提到的贸易名称或商业产品不构成支持或建议供美国环境保护部使用。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

作者免责声明

在这篇文章中表达的观点是作者的,不一定代表的观点或政策。环境保护署。

补充材料

本文的补充材料在网上可以找到:https://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/frwa.2022.988061/full补充材料

引用

阿克顿,p . M。福克斯,j·F。,C一个米pbell, J. E., Jones, A. L., Rowe, H., Martin, D., et al. (2011). Role of soil health in maintaining environmental sustainability of surface coal mining.环绕。科学。抛光工艺。45岁,10265 - 10272。doi: 10.1021 / es202764q

《公共医学图书馆摘要》|CrossRef全文|谷歌学术搜索

亚当,G。,Duncan, H. (2001). Development of a sensitive and rapid method for the measurement of total microbial activity using fluorescein diacetate (FDA) in a range of soils.土壤生物。物化学。33岁,943 - 951。doi: 10.1016 / s0038 - 0717 (00) 00244 - 3

原始研究的文章

山巅移除煤矿对结构和功能指标的影响在阿巴拉契亚中部流

介绍

方法

研究区和抽样方法

构造措施

功能的措施

沉积物

生物膜的殖民

数据分析

结果

构造措施

功能的措施

讨论

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确认

的利益冲突

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