發(fā)布時(shí)間：2020-04-03所屬分類(lèi)：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：采用典型樣地調(diào)查法對(duì)百里杜鵑化育煤礦非塌陷區(qū)和塌陷區(qū)的典型植物群落進(jìn)行了調(diào)查，從物種組成、區(qū)系成分、生活型、重要值及物種多樣性等方面進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，礦區(qū)植物群落的科屬組成較為簡(jiǎn)單;森林植被具有北溫帶性質(zhì);非塌陷區(qū)優(yōu)勢(shì)種是杜鵑
摘要：采用典型樣地調(diào)查法對(duì)百里杜鵑化育煤礦非塌陷區(qū)和塌陷區(qū)的典型植物群落進(jìn)行了調(diào)查，從物種組成、區(qū)系成分、生活型、重要值及物種多樣性等方面進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，礦區(qū)植物群落的科屬組成較為簡(jiǎn)單;森林植被具有北溫帶性質(zhì);非塌陷區(qū)優(yōu)勢(shì)種是杜鵑和茅栗，在塌陷區(qū)內(nèi)優(yōu)勢(shì)種只有杜鵑;非塌陷區(qū)相較于塌陷區(qū)更穩(wěn)定;非塌陷區(qū)植物群落的物種豐富度、多樣性指數(shù)、生態(tài)優(yōu)勢(shì)度普遍高于塌陷區(qū)植物群落。總體反映出采煤塌陷對(duì)植物群落的生長(zhǎng)發(fā)育存在負(fù)面影響。
關(guān)鍵詞：百里杜鵑;化育煤礦;采煤塌陷;植物群落
我國(guó)是全球頭號(hào)煤炭生產(chǎn)大國(guó)，近年來(lái)由于大規(guī)模的煤炭開(kāi)采，對(duì)土地資源和生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞，特別是井工開(kāi)采造成了礦區(qū)大面積地表沉陷…。目前我國(guó)土地破壞面積超過(guò)400萬(wàn)hm，每年以3.3萬(wàn)～4.7萬(wàn)hm的速度增加。適度、合理的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)可維持生態(tài)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定發(fā)展，而不合理的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力則可能接近甚至突破其生態(tài)承載力閾值，使環(huán)境對(duì)人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的反制約作用進(jìn)一步加強(qiáng)。針對(duì)塌陷區(qū)的塌陷成因、塌陷預(yù)測(cè)、土地利用、土壤理化性質(zhì)和生態(tài)治理復(fù)墾措施等方面已開(kāi)展了大量研究，但有關(guān)采煤塌陷對(duì)植被群落特征影響的研究報(bào)告甚少，僅對(duì)濕地塌陷區(qū)生物多樣性和半干旱風(fēng)沙區(qū)塌陷區(qū)植被群落做了初步研究”-17]。本研究以貴州百里杜鵑化育煤礦為例，對(duì)典型礦區(qū)塌陷與非塌陷區(qū)植物群落進(jìn)行對(duì)比研究，以探索采煤塌陷對(duì)植物群落的影響，為礦區(qū)后期土地復(fù)墾及植被恢復(fù)方案提供理論支撐，為百里杜鵑風(fēng)景名勝區(qū)合理開(kāi)發(fā)煤礦資源、促進(jìn)采掘業(yè)與旅游業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展提供重要參考依據(jù)。
1研究地概括
貴州百里杜鵑保護(hù)區(qū)位于貴州省西北部的大方、黔西兩縣交界處(105。4520”一106。0407”E，27。1053”～27。2000”N)，是一片舉世罕見(jiàn)的原始杜鵑林帶，整個(gè)林帶呈環(huán)狀分布，海拔1300—1800In，長(zhǎng)約50km，寬1—5km，總面積125.8km，是世界上杜鵑花種類(lèi)分布最集中、面積最大的天然杜鵑花園。境內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，主要礦產(chǎn)有無(wú)煙煤、黃鐵礦、大理石、高嶺土等。尤以無(wú)煙煤質(zhì)優(yōu)、儲(chǔ)量多、分布廣著稱(chēng)，是目前主要開(kāi)采的礦產(chǎn)資源。目前轄區(qū)內(nèi)有合法煤礦礦井37對(duì)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量達(dá)600萬(wàn)t左右。化育煤礦是其中之一，位于大方縣百納鄉(xiāng)，即百里杜鵑風(fēng)景名勝區(qū)轄區(qū)西北角，礦區(qū)面積約3km，年產(chǎn)量達(dá)30萬(wàn)t。從百里杜鵑景區(qū)的功能區(qū)劃來(lái)看，化育煤礦大致位于緩沖區(qū)邊緣地帶，其地面范圍杜鵑類(lèi)植物分布極少，僅見(jiàn)杜鵑有少量分布。
2研究方法
2.1樣地設(shè)置與調(diào)查
在百里杜鵑景區(qū)化育煤礦典型的塌陷區(qū)和非塌陷區(qū)地段植物群落內(nèi)，各設(shè)置典型樣地3個(gè)，面積為10m×20m。在樣地內(nèi)，將高于3m、胸徑大于2.5cm的樹(shù)種記為喬木層，胸徑小于2.5cm且植株高于0.5m的樹(shù)種記為灌木層，采用相鄰格子樣方法，為對(duì)樣方內(nèi)的喬木層和灌木層進(jìn)行調(diào)查，實(shí)測(cè)樣地內(nèi)喬木層樹(shù)種的樹(shù)高(H)、胸徑(D)、冠幅以及枝下高;灌木調(diào)查是在選取的5個(gè)樣方內(nèi)設(shè)置2m×2m的小樣方，對(duì)小樣方內(nèi)的灌木種類(lèi)進(jìn)行調(diào)查，包括每種灌木的株數(shù)、最高株與最低株的高度以及平均高，最粗株與最細(xì)株的地徑以及平均地徑和蓋度;在選取的5個(gè)樣方內(nèi)設(shè)置1m×1m的小樣方進(jìn)行草本層的調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括種類(lèi)、每個(gè)物種的數(shù)量、平均高以及蓋度。
2.2數(shù)據(jù)分析
2.2.1植物生活型譜的劃分生活型譜的劃分按照Raunki.er生活型系統(tǒng)分析，主要根據(jù)植物在不利于生活的時(shí)期對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)方式劃分為高位芽(Ph)、地上芽(ch)、地面芽(H)、地下芽(G)和1年生(T)植物。
2.2.2重要值重要值=相對(duì)密度+相對(duì)頻度+相對(duì)優(yōu)勢(shì)度。相對(duì)密度=某一物種的株數(shù)/所有物種的株數(shù)之和×100%;相對(duì)頻度=某一物種的頻度/所有物種的總頻度×100%;相對(duì)優(yōu)勢(shì)度=某個(gè)種的優(yōu)勢(shì)度/所有種的優(yōu)勢(shì)度之和×100%]。喬木個(gè)體的優(yōu)勢(shì)度為林木的胸高斷面積;灌木和草本植物的優(yōu)勢(shì)度為覆蓋度。
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3結(jié)果與分析
3.1種類(lèi)組成
百里杜鵑化育煤礦礦區(qū)植物群落的科屬組成較為簡(jiǎn)單。被子植物23種，其中喬木6種、灌木10種、草本植物7種，隸屬于11個(gè)科14個(gè)屬。其中：薔薇科(Rosaceae)2屬3種，菊科(Compositae)2屬2種，莎草科(Cyperaceae)2屬2種，蝶形花科(Papflionaceae)1屬2種，杜鵑花科(Ericaceae)1屬2種，樺木科(Betulaceae)1屬2種，殼斗科(Fagaceae)1屬2種，五加科(Araliaceae)1屬2種，樟科(Lauraceae)1屬2種，五加科(Araliaceae)1屬1種，山茶科(Theaceae)1屬1種。
3.2區(qū)系成分
參照吳征鏘等關(guān)于中國(guó)科屬地理區(qū)系成分的劃分，化育煤礦礦區(qū)群落樣地被子植物區(qū)系特征見(jiàn)表1。在礦區(qū)群落內(nèi)，物種組成簡(jiǎn)單，樣地內(nèi)共出現(xiàn)被子植物23種，北溫帶分布的屬和種占據(jù)優(yōu)勢(shì)，達(dá)到42.86%左右，其次，泛熱帶分布所占為41_29%。這反映了百里杜鵑森林植被所具有的北溫帶性質(zhì)。
3.3生活型譜
群落的生活型譜反映了某一個(gè)地區(qū)或某一群落中植物與環(huán)境，尤其是與氣候之間的相互關(guān)系。植物在適應(yīng)環(huán)境的過(guò)程中，不僅形成了與環(huán)境條件相適應(yīng)的生活史對(duì)策，而且也表現(xiàn)出特定的生活型外貌。化育煤礦塌陷區(qū)和非塌陷區(qū)群落組成的生活型統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表2，塌陷區(qū)與非塌陷區(qū)高位芽植物(Ph)分別約占33%和24%，地上芽植物(Ch)分別約占30%和36%，地面芽植物(H)分別約占24%和27%，地下芽植物(G)分別占10%和9%，一年生植物(T)分別約占3%和4%。非塌陷區(qū)地上芽植物為主要，塌陷區(qū)則以高位芽植物為主。
3.4植物群落的重要值
2個(gè)植物群落的重要值對(duì)比發(fā)現(xiàn)(表3)，非塌陷區(qū)喬木層優(yōu)勢(shì)種為光皮樺，次優(yōu)勢(shì)種為茅栗;塌陷區(qū)中的優(yōu)勢(shì)種是茅栗，次優(yōu)勢(shì)種為木姜子。2個(gè)區(qū)域植物群落灌木層優(yōu)勢(shì)種都為杜鵑，非塌陷區(qū)次優(yōu)勢(shì)種為毛栗，塌陷區(qū)次優(yōu)勢(shì)種不明顯。
3.5植物群落物種多樣性特征
群落的層次結(jié)構(gòu)是群落的重要形態(tài)特征，它是群落中植物間以及植物與環(huán)境問(wèn)相互關(guān)系的一種體現(xiàn)，具有深刻的生態(tài)學(xué)意義。相對(duì)穩(wěn)定的群落，各層次的物種多樣性指數(shù)也表現(xiàn)出相對(duì)一致。物種多樣性可以較好地反映群落的結(jié)構(gòu)。本研究按群落的垂直結(jié)構(gòu)分別計(jì)算了各層次的物種多樣性指數(shù)，詳見(jiàn)表4。
非塌陷區(qū)的均勻度指數(shù)的大小關(guān)系滿足灌木層>草本層>喬木層，而物種多樣性滿足草本層<喬木層<灌木層，這是由于在非塌陷區(qū)植物群落中，喬木層郁閉度不大，光照充足，灌木層植物生長(zhǎng)所需的光照條件較好，長(zhǎng)勢(shì)較好，導(dǎo)致灌木層植物具有較高的生態(tài)優(yōu)勢(shì)度。
塌陷區(qū)的均勻度指數(shù)滿足喬木層>草本層>灌木層，物種多樣性滿足喬木層>灌木層>草本層。這是由于灌木層受到的塌陷影響強(qiáng)度大，林內(nèi)的地形、土壤和水分發(fā)生改變，灌木得不到良好生長(zhǎng)，草本植物不能很好地吸收養(yǎng)分和水分，導(dǎo)致草本層物種多樣性最低。
非塌陷區(qū)群落的灌木層和草本層物種豐富度、多樣性指數(shù)、生態(tài)優(yōu)勢(shì)度普遍優(yōu)于塌陷區(qū)，是由于：非塌陷區(qū)群落沒(méi)有受到塌陷的影響，群落結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，物種組成更為豐富，而塌陷區(qū)群落受到塌陷干擾強(qiáng)度大，導(dǎo)致物種多樣性較低。表明非塌陷區(qū)群落比塌陷區(qū)群落相對(duì)穩(wěn)定。而塌陷區(qū)群落的各層次多樣性指數(shù)較低，相差也較大，說(shuō)明其群落處于一個(gè)不穩(wěn)定的階段。
4結(jié)論與討論
對(duì)化育煤礦礦區(qū)群落的區(qū)系分析表明，礦區(qū)植物群落的科屬組成較為簡(jiǎn)單，樣地內(nèi)共出現(xiàn)被子植物23種，物種的科、屬組成較為集中，北溫帶分布的屬和種占據(jù)優(yōu)勢(shì)，達(dá)到50%左右，說(shuō)明了礦區(qū)森林植被具有北溫帶性質(zhì)。
對(duì)化育煤礦礦區(qū)群落喬木層和灌木層數(shù)量特征的研究表明，非塌陷區(qū)與塌陷區(qū)的喬木層對(duì)比情況來(lái)看，非塌陷區(qū)優(yōu)勢(shì)種和次優(yōu)勢(shì)種的重要值之和占總重要值的84%，塌陷區(qū)的優(yōu)勢(shì)種和次優(yōu)勢(shì)種的重要值之和占總重要值的75%。化育煤礦礦區(qū)群落灌木層主要樹(shù)種為杜鵑，從塌陷區(qū)和非塌陷區(qū)的灌木層對(duì)比情況來(lái)看，非塌陷區(qū)的物種更為豐富。而塌陷區(qū)灌木層的物種組成簡(jiǎn)單，除主要物種外的其他物種重要值很低，不如非塌陷區(qū)穩(wěn)定。說(shuō)明采煤塌陷對(duì)群落喬木層和灌木層數(shù)量特征有著明顯影響，影響群落環(huán)境的穩(wěn)定。
化育煤礦塌陷區(qū)各層次多樣性指數(shù)普遍較小，其群落相對(duì)來(lái)說(shuō)處于一個(gè)不穩(wěn)定的階段。而非塌陷區(qū)喬木層和草本層的物種多樣性指數(shù)都在1.4左右，灌木層達(dá)到2.9，各層次多樣性指數(shù)較高，表明化育煤礦非塌陷區(qū)植物群落是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的群落。造成兩個(gè)區(qū)域在物種多樣性上的差異主要原因是由于塌陷區(qū)地形、土壤和水分的變化，嚴(yán)重影響到物種的生長(zhǎng)，野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)一些植物明顯干枯而死。總體上塌陷區(qū)群落的樹(shù)種組成相對(duì)簡(jiǎn)單，且由于塌陷區(qū)的塌陷影響較為嚴(yán)重，這對(duì)塌陷區(qū)的物種多樣性以及物種豐富度都產(chǎn)生了明顯的影響。非塌陷區(qū)由于物種的多樣性、豐富程度較高，故其群落結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。
