采煤塌陷对地表植物群落特征的影响.docx

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采煤塌陷对地表植物群落特征的影响

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摘要：随采煤塌陷后时间的延长，植物群落物种组成、群落优势种均发生显著改变，群落优势层呈现从乔木层向草本层，再向灌木层的变化趋势，塌陷区群落多样性指数和稳定性均低于未塌陷区，塌陷后期多样性指数有回升的趋势；植物群落之间的相似性系数先降后升，后期有与未塌陷的植物群落相似性系数增大的趋势，植物群落发生了明显的次生演替现象。

关键词：采煤塌陷；塌陷年限；植被组成；植被多样性

植物生长主要受到生物因素和非生物因素的影响，甚至在一些情况下，非生物因素会成为影响植物生长和分布的主导因素。在山地环境中，植物生长在很大程度上受地形地貌因素的影响，因为地形地貌的差异会导致光照、水分、土壤养分等微生物条件的显著差异，其中土壤养分的可利用性是决定植物群落物种组成和群落多样性的主要环境因子。相反，植物又通过养分循环的反馈对土壤养分的可利用性产生影响，即群落的空间、资源的生态位与群落多样性存在各种各样的相互作用。土壤性质和群落多样性的响应和反馈可以作为表征区域生态环境变化的重要指标，同时也是区域生态恢复重建的重要理论基础。水分是土壤的重要组成部分，直接参与土壤与植物内部的物质转化过程，影响植物群落的种类组成；沉陷后周边原有生态系统结构和功能遭到破坏，地质、土壤水分、养分、植被等因子相应发生变化，这些变化特征反映出采煤塌陷具有强大的生态系统干扰性，对周边群落物质循环和能量流动构成了巨大威胁，特别是在半干旱生态脆弱区，蒸发强烈，土壤贫瘠，生态系统稳定和恢复力较差，采煤塌陷一旦发生，对区内生态环境将造成重大影响。矿区沉陷带来的区域环境变化引起了不少学者的广泛关注，采煤塌陷造成矿区土壤含水量下降，养分流失，土壤酶活性降低，塌陷区植被多样性发生改变等。有关植被多样性变化与土壤理化性质和酶活性之间的关系以及对环境因素响应的定量化研究。

一、研究方法

1.研究区概况，例如某矿区（109°33E～110°10E、39°01N～39°30N）海拔1150～1524m，年均温度7.3℃，年均降水量368.2mm，年均蒸发量2297.4～2838.7mm，属本氏针茅草原，生态环境极其脆弱．研究区内植被稀少，以禾本科（Gramineae）为主，伴以零星灌木；植物群落主要以百里香（Thymusmongolicus）或糙隐子草（Cleistogenessquarrosa）为主．在沙地主要分布有以黑沙蒿（Artemisiaordosica）为先锋植物的沙地植物群落；在洼地、滩地和湖泊周围分布有湿地植物．该。区域干旱、少雨、多风，这种气候特点也是当地生态环境脆弱的总体表现

2.植被取样调查方法，根据某矿区采矿的年份记录，于2012年8月上旬矿采煤塌陷区选取塌陷年限分别为17、12、7、2a（分别对应于1995年、2000年、2005年、2010年）的样区设置样地，在塌陷区典型位置（坡顶、坡中、坡底）各设置一个10m×10m的样地进行调查，在每个样地内随机设置3个1m×1m的样方［30-31］，在相同地貌条件下选择1个未塌陷区（WT）作为对照，共计45个样方．按照方精云等，推荐的方法，即参照其草本层调查方法，设置样方并记录各样方内植物的种名、平均高度、盖度、多度等，最后收获样方内草本层地上生物量和地表枯落物并带回实验室烘干称量，同时记录样方所处的地理位置、环境条件以及人为干扰情况，并从根部割取样方内的所有植物带回实验室，于80℃通风干燥箱内烘至恒质量，并计算其含水率。

二、结果与分析

1.植被物种组成变化，

某矿采煤塌陷区植物群落物共发现14科39属46种植物，其中，塌陷2a样地有7科14属16种，优势物种为看麦娘（Alopecurusaequalis）、褐沙蒿（Artemisiahalodendron）、刺叶藜（Chenopodiumaristatum）等；塌陷7a样地有7科17属19种，优势物种为刺叶藜、褐沙蒿、狗尾草（Setairaviridis）等；塌陷12a样地有10科18属20种，优势物种为狗尾草、雾冰藜（Bassiadasyphylla）、看麦娘等；塌陷17a样地有6科15属17种，优势物种为雾冰藜、早熟禾（Poaannua）、狗尾草等；而对照区有11科27属29种，以豆科、禾本科、菊科、藜科植物为主，优势物种为假苇拂子茅（Calamagrostispseudophragmites）、碱蓬（Suaedaheteroptera）、紫翅猪毛菜（Salsolaaffinis）等．与对照区相比，塌陷区植物种类显著减少，降低了31.03%～44.83%与对照区相比，塌陷区植物群落物种组成变化较大，植物物种数显著减少．塌陷区有14种植物未出现，包括海乳草（Glauxmaritima）、灯芯草（Juncuseffusus）、米口袋