陽泉礦區(qū)煤矸石山人工植物群落生態(tài)效應(yīng)研究.pdf

1、本研究在對山西陽泉礦區(qū)兩座不同復(fù)墾時(shí)間(2003a和2013a)的煤矸石山人工植被進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，采用數(shù)量生態(tài)和土壤生化分析方法，對其人工植物群落類型、種間關(guān)系、土壤理化性質(zhì)和酶活性進(jìn)行了研究，采用隸屬函數(shù)法，對不同人工植物群落的生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行了評價(jià)，揭示了矸石山人工植被恢復(fù)與土壤環(huán)境的關(guān)系，篩選了適合煤矸石山生態(tài)恢復(fù)的優(yōu)勢植物群落，為快速建立自我維持的煤矸石山人工植被-土壤生態(tài)系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。主要研究結(jié)論為：
　　(

2、i) TWINSPAN將陽泉礦區(qū)煤矸石山人工植物群落劃分為9個(gè)群叢，分別處于生態(tài)恢復(fù)的初、中期階段
　　采用雙向指示種分析法(TWINSPAN)和除趨勢對應(yīng)分析(DCA)方法，對山西陽泉礦區(qū)煤矸石山人工植物群落生態(tài)關(guān)系進(jìn)行了研究，將該人工植被63個(gè)樣方劃分為9個(gè)群叢，群叢I-IV的恢復(fù)時(shí)間較短(3a)，處于群落演替的初期階段；群叢V-IX的恢復(fù)時(shí)間較長(13a)，處于群落演替的中期階段。分類結(jié)果很好地反映了人工植物群落類型及優(yōu)勢種

3、的分布與環(huán)境因子的關(guān)系，并在DCA二維排序圖上得到了較好的驗(yàn)證；DCA排序軸反映了人工植被恢復(fù)時(shí)間、土壤有機(jī)質(zhì)、坡向的梯度變化，表明矸石山復(fù)墾時(shí)間、土壤有機(jī)質(zhì)、坡向是影響人工植物群落分布和變化的主要環(huán)境因子。
　　(ii)陽泉礦區(qū)煤矸石山人工植物群落優(yōu)勢種種間關(guān)聯(lián)程度較低
　　采用χ2檢驗(yàn)、Pearson相關(guān)系數(shù)和 Spearman秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)方法，對陽泉礦區(qū)煤矸石山人工植物群落17個(gè)優(yōu)勢種種間關(guān)系的研究表明，136個(gè)種對

4、中，負(fù)相關(guān)的種對數(shù)多于正相關(guān)的種對數(shù)，極顯著與顯著相關(guān)的種對數(shù)較少，說明該人工植物群落17個(gè)優(yōu)勢種具有不同的生態(tài)適應(yīng)性；與Pearson相關(guān)檢驗(yàn)相比，Spearman秩相關(guān)檢驗(yàn)的靈敏度更高，反映種間關(guān)系更準(zhǔn)確；根據(jù) Spearman秩相關(guān)系數(shù)，將17個(gè)優(yōu)勢種劃分為2大生態(tài)種組。同一種組內(nèi)的植物種，具有較大的關(guān)聯(lián)性和相關(guān)性，而組間則表現(xiàn)出明顯的差異性。
　　(iii)陽泉礦區(qū)煤矸石山不同人工植物群落的土壤理化性質(zhì)隨著復(fù)墾年限的增長逐

5、漸改善
　　采用土壤生化分析法，對陽泉礦區(qū)煤矸石山人工植物群落土壤理化性質(zhì)的研究表明，土壤容重、pH、有效磷含量的變化均隨著植被恢復(fù)年限的延長而降低，其他土壤理化性質(zhì)如土壤田間持水量、含水量、有機(jī)質(zhì)、速效鉀含量等的變化均隨著植被恢復(fù)年限的增長而增加。
　　(iv)陽泉礦區(qū)煤矸石山人工植物群落土壤酶活性隨著復(fù)墾年限的增長提高
　　采用土壤生化分析法，對陽泉礦區(qū)煤矸石山人工植物群落土壤酶(堿性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶)活性的研

6、究表明，隨著植被恢復(fù)年限的增加，植物群落土壤酶活性總體上呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。
　　(v)陽泉礦區(qū)煤矸石山不同人工植物群落生態(tài)效應(yīng)差異明顯，豆科植物在矸石山植被恢復(fù)中的作用明顯
　　采用隸屬函數(shù)法，對山西陽泉礦區(qū)煤矸石山人工植物群落的生態(tài)效應(yīng)評價(jià)表明，不同物種配置模式的人工植物群落生態(tài)效應(yīng)差異明顯，豆科植物(刺槐、紫穗槐)在矸石山植被恢復(fù)中的作用明顯。在復(fù)墾時(shí)間13a的矸石山中，刺槐-興安胡枝子-茵陳蒿群落生態(tài)效應(yīng)最好，其次是