發布時間：2020-04-03所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：采用典型樣地調查法對百里杜鵑化育煤礦非塌陷區和塌陷區的典型植物群落進行了調查，從物種組成、區系成分、生活型、重要值及物種多樣性等方面進行了對比分析。結果表明，礦區植物群落的科屬組成較為簡單;森林植被具有北溫帶性質;非塌陷區優勢種是杜鵑
摘要：采用典型樣地調查法對百里杜鵑化育煤礦非塌陷區和塌陷區的典型植物群落進行了調查，從物種組成、區系成分、生活型、重要值及物種多樣性等方面進行了對比分析。結果表明，礦區植物群落的科屬組成較為簡單;森林植被具有北溫帶性質;非塌陷區優勢種是杜鵑和茅栗，在塌陷區內優勢種只有杜鵑;非塌陷區相較于塌陷區更穩定;非塌陷區植物群落的物種豐富度、多樣性指數、生態優勢度普遍高于塌陷區植物群落。總體反映出采煤塌陷對植物群落的生長發育存在負面影響。
關鍵詞：百里杜鵑;化育煤礦;采煤塌陷;植物群落
我國是全球頭號煤炭生產大國，近年來由于大規模的煤炭開采，對土地資源和生態環境造成了極大破壞，特別是井工開采造成了礦區大面積地表沉陷…。目前我國土地破壞面積超過400萬hm，每年以3.3萬～4.7萬hm的速度增加。適度、合理的經濟開發可維持生態環境的相對穩定發展，而不合理的經濟開發對生態環境的壓力則可能接近甚至突破其生態承載力閾值，使環境對人類經濟活動的反制約作用進一步加強。針對塌陷區的塌陷成因、塌陷預測、土地利用、土壤理化性質和生態治理復墾措施等方面已開展了大量研究，但有關采煤塌陷對植被群落特征影響的研究報告甚少，僅對濕地塌陷區生物多樣性和半干旱風沙區塌陷區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，對典型礦區塌陷與非塌陷區植物群落進行對比研究，以探索采煤塌陷對植物群落的影響，為礦區后期土地復墾及植被恢復方案提供理論支撐，為百里杜鵑風景名勝區合理開發煤礦資源、促進采掘業與旅游業協調發展提供重要參考依據。
1研究地概括
貴州百里杜鵑保護區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)，是一片舉世罕見的原始杜鵑林帶，整個林帶呈環狀分布，海拔1300—1800In，長約50km，寬1—5km，總面積125.8km，是世界上杜鵑花種類分布最集中、面積最大的天然杜鵑花園。境內礦產資源豐富，主要礦產有無煙煤、黃鐵礦、大理石、高嶺土等。尤以無煙煤質優、儲量多、分布廣著稱，是目前主要開采的礦產資源。目前轄區內有合法煤礦礦井37對，設計年產量達600萬t左右。化育煤礦是其中之一，位于大方縣百納鄉，即百里杜鵑風景名勝區轄區西北角，礦區面積約3km，年產量達30萬t。從百里杜鵑景區的功能區劃來看，化育煤礦大致位于緩沖區邊緣地帶，其地面范圍杜鵑類植物分布極少，僅見杜鵑有少量分布。
2研究方法
2.1樣地設置與調查
在百里杜鵑景區化育煤礦典型的塌陷區和非塌陷區地段植物群落內，各設置典型樣地3個，面積為10m×20m。在樣地內，將高于3m、胸徑大于2.5cm的樹種記為喬木層，胸徑小于2.5cm且植株高于0.5m的樹種記為灌木層，采用相鄰格子樣方法，為對樣方內的喬木層和灌木層進行調查，實測樣地內喬木層樹種的樹高(H)、胸徑(D)、冠幅以及枝下高;灌木調查是在選取的5個樣方內設置2m×2m的小樣方，對小樣方內的灌木種類進行調查，包括每種灌木的株數、最高株與最低株的高度以及平均高，最粗株與最細株的地徑以及平均地徑和蓋度;在選取的5個樣方內設置1m×1m的小樣方進行草本層的調查，調查內容包括種類、每個物種的數量、平均高以及蓋度。
2.2數據分析
2.2.1植物生活型譜的劃分生活型譜的劃分按照Raunki.er生活型系統分析，主要根據植物在不利于生活的時期對惡劣環境的適應方式劃分為高位芽(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=相對密度+相對頻度+相對優勢度。相對密度=某一物種的株數/所有物種的株數之和×100%;相對頻度=某一物種的頻度/所有物種的總頻度×100%;相對優勢度=某個種的優勢度/所有種的優勢度之和×100%]。喬木個體的優勢度為林木的胸高斷面積;灌木和草本植物的優勢度為覆蓋度。
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3結果與分析
3.1種類組成
百里杜鵑化育煤礦礦區植物群落的科屬組成較為簡單。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個科14個屬。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區系成分
參照吳征鏘等關于中國科屬地理區系成分的劃分，化育煤礦礦區群落樣地被子植物區系特征見表1。在礦區群落內，物種組成簡單，樣地內共出現被子植物23種，北溫帶分布的屬和種占據優勢，達到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。
3.3生活型譜
群落的生活型譜反映了某一個地區或某一群落中植物與環境，尤其是與氣候之間的相互關系。植物在適應環境的過程中，不僅形成了與環境條件相適應的生活史對策，而且也表現出特定的生活型外貌。化育煤礦塌陷區和非塌陷區群落組成的生活型統計分析結果見表2，塌陷區與非塌陷區高位芽植物(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%。非塌陷區地上芽植物為主要，塌陷區則以高位芽植物為主。
3.4植物群落的重要值
2個植物群落的重要值對比發現(表3)，非塌陷區喬木層優勢種為光皮樺，次優勢種為茅栗;塌陷區中的優勢種是茅栗，次優勢種為木姜子。2個區域植物群落灌木層優勢種都為杜鵑，非塌陷區次優勢種為毛栗，塌陷區次優勢種不明顯。
3.5植物群落物種多樣性特征
群落的層次結構是群落的重要形態特征，它是群落中植物間以及植物與環境問相互關系的一種體現，具有深刻的生態學意義。相對穩定的群落，各層次的物種多樣性指數也表現出相對一致。物種多樣性可以較好地反映群落的結構。本研究按群落的垂直結構分別計算了各層次的物種多樣性指數，詳見表4。
非塌陷區的均勻度指數的大小關系滿足灌木層>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植物群落中，喬木層郁閉度不大，光照充足，灌木層植物生長所需的光照條件較好，長勢較好，導致灌木層植物具有較高的生態優勢度。
塌陷區的均勻度指數滿足喬木層>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度大，林內的地形、土壤和水分發生改變，灌木得不到良好生長，草本植物不能很好地吸收養分和水分，導致草本層物種多樣性最低。
非塌陷區群落的灌木層和草本層物種豐富度、多樣性指數、生態優勢度普遍優于塌陷區，是由于：非塌陷區群落沒有受到塌陷的影響，群落結構更為復雜，物種組成更為豐富，而塌陷區群落受到塌陷干擾強度大，導致物種多樣性較低。表明非塌陷區群落比塌陷區群落相對穩定。而塌陷區群落的各層次多樣性指數較低，相差也較大，說明其群落處于一個不穩定的階段。
4結論與討論
對化育煤礦礦區群落的區系分析表明，礦區植物群落的科屬組成較為簡單，樣地內共出現被子植物23種，物種的科、屬組成較為集中，北溫帶分布的屬和種占據優勢，達到50%左右，說明了礦區森林植被具有北溫帶性質。
對化育煤礦礦區群落喬木層和灌木層數量特征的研究表明，非塌陷區與塌陷區的喬木層對比情況來看，非塌陷區優勢種和次優勢種的重要值之和占總重要值的84%，塌陷區的優勢種和次優勢種的重要值之和占總重要值的75%。化育煤礦礦區群落灌木層主要樹種為杜鵑，從塌陷區和非塌陷區的灌木層對比情況來看，非塌陷區的物種更為豐富。而塌陷區灌木層的物種組成簡單，除主要物種外的其他物種重要值很低，不如非塌陷區穩定。說明采煤塌陷對群落喬木層和灌木層數量特征有著明顯影響，影響群落環境的穩定。
化育煤礦塌陷區各層次多樣性指數普遍較小，其群落相對來說處于一個不穩定的階段。而非塌陷區喬木層和草本層的物種多樣性指數都在1.4左右，灌木層達到2.9，各層次多樣性指數較高，表明化育煤礦非塌陷區植物群落是一個相對穩定的群落。造成兩個區域在物種多樣性上的差異主要原因是由于塌陷區地形、土壤和水分的變化，嚴重影響到物種的生長，野外調查發現一些植物明顯干枯而死。總體上塌陷區群落的樹種組成相對簡單，且由于塌陷區的塌陷影響較為嚴重，這對塌陷區的物種多樣性以及物種豐富度都產生了明顯的影響。非塌陷區由于物種的多樣性、豐富程度較高，故其群落結構比較穩定。
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