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煤矿采空区是煤矿井工开采的必然产物,加强这方面的深入研究与探讨,是煤炭开发建设中面临的重大研究课题之一。山西省长治市沁源县沁新集团沁新煤矿开采历史悠久,采空区形成的时间序列完整,因而本文采用空间代替时间的方法,以沁新煤矿为研究区,运用植被生态学对不同年限的采空区的地表植被进行调查,研究采空区与非采空区及不同年限采空区地表植被的植物群落的生长变化规律及植被群落的演替特征,初步探讨了采煤对地表植被的影响,这对煤矿可持续开发利用与生态环境的重建与恢复,具有一定的借鉴意义。研究结果如下: 1.本次野外调查共记录种子植物108种,隶属于36科82属。非采空区地表植被的乔木树种有油松、辽东栎和槲栎3种;采空区的乔木种类较多,不仅包括油松和辽东栎,还有鹅耳枥、白蜡、黄栌、栓皮栎等;对于非采空区的灌木层而言,种子植物科属种数相对都较少。分析这可能是因为煤炭开采造成适度干扰使得采空区乔木灌木种类相对趋于丰富。草本层科属种数多的样地为样地16(非采空区),为15科24属25种。分析原因可能是由于非采空区乔木较少,郁闭度相对较小,导致乔木层对光热降水等竞争较少,而林下的草本层吸收的光热降水等相对充裕造成的。 2.根据调查结果发现,采空年限越久,其地表植被恢复不一定越好。从理论上来看,通过时间的推移,土壤表层有机质的含量和土壤各层的养分含量会逐渐增加,植被恢复逐渐变好。分析原因可能是由于选择样地的地表植被不仅有煤炭开采的影响还有采深、海拔、坡向、坡位及其他人为干扰等因素的影响。 3.地表植被灌木层以蔷薇科物种数目最多,为典型的优势科。样地7、16、4、14地表灌木层植物中蔷薇科包含的种分别占出现物种的77.8%、57.1%、50%、50%。其中在本区分布较多的属为蔷薇属、栒子属、绣线菊属、樱属。在采空区上方出现的蔷薇科大多是耐旱植物,可能是由于采矿活动影响了该地区的浅层水,造成浅层水水位下降,导致非耐旱植物生存条件恶化。 4.非采空区的地表植被地上芽或地面芽交替占优势,而采空区地表植被中,地面芽植物明显占优势,占45.85%,表现出温带植物生活型谱的特征,说明该地区气候干旱寒冷;其次为高位芽占21.04%,再次为地上芽18.93%。同非采空区相同,采空区地表上空一年生植物和地下芽植物数量较少。可以看出煤炭开采对地表植被生活型没有明显影响。 5.经调查,沁新煤矿区域内树林为天然次生林,乔木层物种多样性较差,问询后得知这是人为砍伐后自然生长的树林,与煤矿开采关系不大。 采空区灌木层R值高于未开采区。其原因可能是煤炭开采的扰动导致地表植被受到中度干扰影响,使得R值增加。但是并不能排除长此以往,由于浅水层的疏干或顶板冒落后,导致地表植被破坏,使得生物多样性下降。草本层与灌木层的H指数最大的几个样地基本一致,但却与乔木层的H指数正好相反,这是由于乔木层物种多样性与郁闭度对其灌木层和草本层产生影响,物种多样性越少,郁闭度越低,灌木层和草本层植物的H指数就愈高,反之亦然。 本文在生态调查的基础上,结合恢复生态学理论,对沁新煤矿的生态环境问题及已做的生态恢复工程作出分析并提出合理的建议,对于类似煤矿的生态恢复问题具有一定的参考价值。