半干旱矿区采动地裂缝发育对幼苗库及其建植因子影响

半干旱矿区煤炭井工开采引起的地表塌陷,造成水土流失强度增加以及植被生境损害等一系列生态干扰,其中采动地裂缝发育对坡面幼苗库特征及建植的影响仍有待深入研究.本文首先探明了榆神府矿区距采动地裂缝不同距离(0～1 m、1～2 m和 2～5 m)幼苗库密度、组成和多样性特征,再结合土壤因子、地上植被群落及枯落物特征揭示裂缝发育造成影响幼苗建植的环境因子在空间上的差异性,最后采用物种相似性模型探究了裂缝发育区幼苗库对地上植被自然更新的影响.结果表明:①在未有裂缝发育的对照区,幼苗库组成以多年生草本为主(占比57%),裂缝发育后距地裂缝0～1m和 1～2 m范围,多年生草本比例分别下降至 30%和 35%,但一年生草本占比较对照区分别增加了 28%和 25%;与对照区相比 0～1m和 1～2m幼苗密度分别显著增加了 92%和 68%,幼苗库Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数分别增加了 42%和 24%、62%和 40%、33%和 18%,但Pielou均匀度相较于对照区分别降低了 55%和 38%;而距裂缝 2～5m范围,幼苗库生活型组成、密度和多样性与对照区已无显著性差异,因此裂缝发育对幼苗库特征影响范围在 2m范围之内.②地表裂缝发育后,距地裂缝 0～1 m和 1～2 m范围影响裂缝幼苗建植的相同因子包括土壤含水量、土壤有机质含量和枯落物厚度,但 0～1 m范围除上述影响因子外还包括枯落物盖度、土壤结皮盖度与厚度、地上植被盖度与生物量等因子;随着距裂缝距离增加,距裂缝 2～5 m范围限制幼苗建植的关键因子减少且与对照区相似,主要包括土壤含水量、地上植被盖度和枯落物盖度.③距地裂缝 0～1 m和 1～2 m以一年生为主的幼苗库物种组成与以多年生为主的地上植被物种相似性较低仅为 0.42和 0.48,加之一年生植物对植物群落演替促进能力较弱,因此可以得出受裂缝干扰较大的 0～2 m范围幼苗库对植被群落恢复贡献有限,故该范围生态恢复中应在自然恢复的基础上,适当考虑人工植被建设以促进矿区塌陷地植被恢复进程,提高该区植被群落多样性和稳定性.随水平距离的增大,距裂缝2～5 m范围和对照区幼苗库与地上植被物种组成相似性接近,分别为 0.67和 0.68,表明裂缝发育后 2～5 m范围植物群落恢复潜力并未受到影响,通过自然更新即可保证该区植被恢复.