大型露天矿排土场不同恢复模式植物群落时空演变特征

　　 摘要:

露天矿排土场生态环境脆弱、水土流失严重，导致植被自然恢复缓慢、群落结构简单且生态系统功能低下，严重制约着当地生态环境治理和煤矿可持续发展。采用“空间代时间”的生态学研究方法，对黑岱沟和哈尔乌素排土场5种不同恢复模式（自然恢复（NR）、人工草地恢复（GR）、人工灌木林恢复（SR）、人工乔木纯林恢复（PF）和人工针阔混交林恢复（MF））下5个不同恢复年限(< 5a (Y1)，5～10a (Y2)，10～15a (Y3)，15～20a (Y4)，> 20a (Y5))的植被群落特征进行系统调查，以探究不同恢复模式随恢复年限增加植物群落的演变规律。结果表明：1）黑岱沟和哈尔乌素排土场植物群落组成为25科62属89种，其中菊科在物种丰富度上占据优势，禾本科则在个体数量上占主导地位；2）各恢复模式随恢复年限增加，植物群落多样性指数（Margalef丰富度指数、Shannon-Weiner多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数）均呈现"下降-上升-趋于稳定"的非线性变化趋势，反映出群落重建过程中存在明显的生态阈值效应；3）基于Jaccard相似性指数分析表明，不同恢复模式下各恢复年限之间的相似性均为极不相似，但相似性值逐渐增加，演替方向趋于向相似演替；4）通过稳定性指数分析发现，排土场不同恢复模式的群落稳定性在Y3阶段后整体向更稳定的方向发展，除NR模式在整个恢复阶段稳定性没有明显变化、稳定性相对较差和SR模式在Y3阶段时达到相对稳定随后又趋向于不稳定外，其他模式到Y5阶段时基本接近相对稳定的状态。该研究通过多模式、多时序的对比分析，系统揭示了黑岱沟和哈尔乌素排土场不同恢复模式下近30年植被的时空演变特征，为后续加强排土场人工恢复的实施提供了数据支撑和理论依据。