论文部分内容阅读
北京市房山区废弃煤矿分布广泛,立地条件多样,认识矿区植被恢复特征及其与环境因素间的作用关系对矿区土地复垦与生态恢复至关重要。本文选取了房山区18个在2015~2017年3年内进行生态修复治理的煤矿治理区,通过对矿区弃渣边坡的自然恢复植被及地形、地貌、土壤等多项指标进行调查和分析,较为系统的研究了边坡自然植物群落的初期演替特征,包括群落组成特征、分布特征及多样性特征,揭示了立地因子与群落多样性间的相关关系。主要研究结果如下:(1)研究区调查共计出现73种植物种,分属于23科60属,草本植物是矿山生态恢复初期阶段的主要物种,其中菊科14属26种,禾本科12属12种,豆科6属6种,三大科共计32属44种,占全部种数的60%,表明三大科植物在煤矿弃渣边坡自然植被初期演替过程中占有重要地位。应用TWINSPAN双向指示种分析法对28个调查样地进行了划分,共划分为了四组植物群落,群落Ⅰ:黄花蒿-猪毛蒿群落(Artemisia annua-Artemisa scoparia);群落Ⅱ:大籽嵩-狗尾草群落(Artemisia sieversiana-Setaria viridis);群落Ⅲ:猪毛菜-狗尾草群落(Salsola collina-Setaria viridis);群落IV:风毛菊-沙蒿群落(Saussurea japonica-Artemisia desertorum)。(2)应用CCA典范对应分析方法探究了煤矿弃渣边坡自然植物群落的分布特征。群落Ⅰ(黄花蒿-猪毛蒿群落)分布于海拔较高(910~1149m,均值1017m)且土壤全氮(0.95~2.59mg/kg,均值1.73mg/kg)含量较高的生境条件下;群落Ⅱ(大籽蒿-狗尾草群落)分布于向阳边坡,土壤有机质(2~42.58‰,均值24.49‰)含量高的生境条件下;群落Ⅲ(猪毛菜-狗尾草群落)分布于海拔较低(253~976m,均值394m),土壤容重(1.32~1.72g/cm3,均值1.51g/cm3)高的生境条件下;群落Ⅳ(风毛菊-沙嵩群落)分布于向阴边坡,土壤容重(1.11~1.32g/cm3,均值1.23g/cm3)较低的生境条件下。(3)通过α和β多样性指数对煤矿弃渣边坡植物群落的物种多样性特征进行了探究。结果表明在植被演替的初期阶段,群落Ⅰ(黄花蒿-猪毛蒿群落)多样性指数最高,恢复效果最好,而群落Ⅲ(猪毛菜-狗尾草群落)恢复效果相对较差。群落Ⅰ代表了边坡自然恢复植被群落中最为普遍的群落演替方向。而群落Ⅲ和群落Ⅳ拥有不同的植被演替方向,在多项立地因子中海拔与土壤容重起到了重要的影响作用。(4)应用多元回归和灰色关联分析方法探究了群落物种多样性与立地因子间的相关关系。结果均表明与物种多样性最具关联性的地形因子为海拔,土壤因子为全氮、有机质和土壤容重,研究区土壤容重偏高对植被恢复起限制性作用。