全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
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#
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$
#",(-"-
%
.
,/001,#"""+$"!&,!"#$,"%,"&(
收稿日期$
!"#%+#"+!!
&修改稿收到日期$
!"#$+"#+#$
基金项目$国家科技支撑计划项目"
!"#!234#"2"%+&
#&内蒙古科技计划项目"
!"##"&#$
!
"#""&"*
#
作者简介$王同智"
#*(-)
#!男!在读博士研究生!主要从事菌根及土地复垦研究
5+67/8
$
9:;#*(-
!
#-%,<=6
"
通信作者$包玉英!教授!博士生导师!主要从事菌根生态学研究
5+67/8
$
1>?
@@!
67/8,/6A,B>A,<1
不同复垦方式煤矿排土场植物
群落与土壤因子的关系
王同智#!!薛
!
焱%!包玉英#"!屈永安#!齐云龙#!王海娟#!董明月#
"
#
内蒙古大学 生命科学学院!呼和浩特
"#""!#
&
!
内蒙古煤炭建设生态环境研究院!呼和浩特
"#""!#
&
%
内蒙古科技大学 包头
医学院!内蒙古包头
"#$"-"
#
摘
!
要$选取
-
个样地!采用协同样方法采样!对内蒙古黑岱沟露天煤矿排土场与原始植被地的植物及土壤因子进
行对比研究结果表明$"
#
#通过
CDEFGH3F
划分法得到

个植物群落!经
I43
法分析核实!与
CDEFGH3F
划
分结果一致"
!
#油松
J
蒙古冰草复垦模式比新疆杨
J
紫花苜蓿复垦模式生态适应性差!紫花苜蓿丧失优势种的
地位而被拂子茅取代"
%
#剔除频度小于
&K
!获得
!!L($
的样方
+
物种原始数据矩阵!对
##
个环境因子测定!采
取(前向选择)和(
M=1:B47N8=
检验)确定了
(
个代理变量!形成
!!L(
的样方
+
环境因子数据矩阵!经
I443
分析
群落分布*格局及组成主要受土壤有机质"第
#
轴#*土壤密度"第
!
轴#两因子影响&第
#
轴特征值
",*&
!贡献率
&,(K
!沿着第
#
轴群落依次从类型
"
*
#
*
$
*
%
*
&
*

*
(
土壤有机质逐渐变大&第
!
轴特征值
",%&-
!贡献率
#(,$K
!沿着第
!
轴!群落
(
*

*
$
*
#
土壤密度依次变小"
$
#排土场群落物种组成较原始群落简单!现有群落既
未向复垦设计的方向发展!也未向原始植被方向演化
关键词$土地复垦&生态恢复&土壤因子
中图分类号$
O*$,#
文献标志码$
3
$%&(#")*+#
,
-%(.%%)/&)(0"112)#(
3
)!4"#&56("7*#)
4
,
"#&8)9":0"&;#)%2)!%7<#::%7%)($%6&1(#");"!%*
D3FPC=1
Q
;R/
#
!
!
ST5U71
%
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23VUA
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/1
Q
#
"
!
OTU=1
Q
71
#
!
OEUA18=1
Q
#
!
D3FPW7/
.
A71
#
!
IVFPM/1
Q@
AB
#
"
#4=8B
Q
B=XY/XBG!
E11BNM=1
Q
=8/7T1/ZBN0/:
@
!
W=RR=:"#""!#
!
4R/17
&
![B0B7NQ@
51Z/N=16B1:=XE1+
1BNM=1
Q
=8/74=78M/1B
!
W=RR=:"#""!#
!
4R/17
&
%27=:=AMB>/<784=8B
Q
B
!
E11BNM=1
Q
=8/7T1/ZBN0/:
@
=XGCBQ@
!
27=:=A
!
E11BNM=1
Q
=8/7"#$"-"
!
4R/17
#
=-*(76(
$
G/\076
]
8B0/:B09BNB0B8B<:B>,G76
]
8B09BNB:7^B1?
@_
A7>N7:B6B:R=>,CRBNB9BNB:RB<=6
]
7N7+
:/ZB0:A>
@
=X
]
871:<=66A1/:
@
71>0=/8X7<:=N0/1NB<8767:/=10
]
=/8?71^
!
1=NB<8767:/=10
]
=/8?71^ 71>:RB
=N/
Q
/178ZB
Q
B:7:/=1,3<<=N>/1
Q
:=:RBBXXB<:/ZB/6
]
=N:71:Z78AB
!
9B=?:7/1B>:RB=N/
Q
/178>7:767:N/\=X!!
L($076
]
8B+0
]
B!!L##076
]
8B+0
]
B"
#
#

]
871:<=66A1/:/B09BNB>/Z/>B>
?
@
CDEFGH3F6B:R=>,2
@
7178
@
0/071>ZBN/X/<7:/=1=XI43,CRB0BNB0A8:07NB<=10/0:B1:9/:R:R=0B=X
CDEFGH3F,
"
!
#
I4437178
@
0/00R=9B>:R7::9=X7<:=N0=X0=/8=N
Q
71/<67::BN71>0=/8>B10/:
@
7XXB<:B>:RB
]
871:<=66A1/:
@
>/0:N/?A:/=1
!
0:NA<:ANB71><=6
]
=0/:/=1,
"
%
#
E1:RB
]
N=@
0A<!
!"
#
$
%&%(&)(Z7N,
#*
+(,-.(&-2A1
Q
B
!
/0.-1(
2
"(3-4(Y,0B8B<:B>X=NNB<8767:/=1R7>1=:?BB1<=6
]
8B:B8
@
NB+
:7/1B>,5(&(,(
2
+"3-0
#
-
2
0-"
"
Y,
#
[=:R?B<76B:RB>=6/171:0
]
B"
$
#
4=6
]
7NB>9/:R:RB=N/
Q
/178
<=66A1/:
@
!
:RB<=66A1/:
@
0
]
B]
=0/:/=1=X0
]
=/8?71^ 9700/6
]
8B,CRBB\/0:/1
Q
<=66A1/:/B07NB1B/+
:RBN:RB>B0/
Q
1B>
]
7::BN101=N:RB=N/
Q
/1780:NA<:ANB=X<=66A1/:/B0,
>%
3
."7!*
$
871>NB<8767:/=1
&
B<=8=
Q
/<78NB0:=N7:/=1
&
0=/8X7<:=N0
!!
内蒙古黑岱沟矿山为年产原煤
!&""
万吨的大
型露天煤矿!每年产生大面积无植被排土场!成为该
地区较大裸地!生态功能丧失!矿区生态恢复迫在眉
睫+#,矿区复垦采取乔木
J
灌草组合+!,!经过近十
几年人工复垦!现排土场植被有一定恢复!但对其植
物群落恢复的物种组成*空间格局和分布无清晰认
识!本实验选择排土场为研究对象!以原始植被地
"
SG
#*未复垦排土场"
GH2
#为双重对照样地!对现
有植物群落进行了研究!为后续提高生态恢复质量
提供参考数据及技术支撑
#
!
材料和方法
?,?
!
研究区概况
黑岱沟露天矿位于内蒙古准格尔旗黑岱沟与龙
王沟之间!矿区面积
&& 6^
!
!地理坐标为东经
###`
#"a
)
###`!&a
!北纬
%*`!&a
)
%*`&*a
黄土丘陵梁峁
状地貌!随梁峁起伏呈千沟万壑气候属典型的半
干旱温带大陆性气候!年平均气温
-,!b
)
(,!b
!
年均降水量
%(*
)
$!"66
之间!蒸发量
#*$%,-
66
!年平均风速
!,!6
%
0
地带性土壤为以砒砂岩
为母岩的栗褐土!非地带性土壤为黄绵土!分布广!
土质疏松!抗蚀冲性差!有机质含量少自然植被主
要以本氏针茅"
63-
#
()%7
2
0(7(CN/1
#*百里香"
89
*
$
,%,"7
2
"&-1%[=11,
#*锦鸡儿"
5(+(
2
(7(.(4(:(,$
1- G71<;,
#等!偶有乔木残留
?,@
!
研究方法
?,@,?
!
样地选择
!
排土场台阶高差
#"6
!台阶宽
度
&"6
!顶部平台面积
",-- 6^
!
!初期仅人工植被
复垦!
%
年管护后无管理措施选取
#**(
年复垦的
北排土场样地
!
个代号分别为
#$G2#
*
#$G2!
!
""%
年复垦的东排土场样地
!
个代号分别为
(G2#
*
(G2!
!未复垦的南排土场样地
#
个!代号为
GH2
!选
择原始植被地
#
个!代号为
SG
!所有样地均为位于
排土场顶部平台!无阴阳坡的差别!原始植被地位于
相当海拔的阳坡地带!详见表
#

?,@,@
!
植物群落调查与划分方法
!
参考方精云的
植物群落清查法+%,于
!"#"
年每个样地随机选择
#""6L#""6
小区!对样地内的植物群落进行调
查!主要测度指标$记录植物名称*数量*盖度*密度*
多度*胸径*高度等群落调查的样方设置$"
#
#灌草
样方!采用
#&6L#&6
的网格法!样点间隔
#&6
!
取样点共计
%-
个!每样点草本样方面积
#6L#6
!
共
%-L-c!#-
个样方"
!
#乔木层样方!每样地随
机选
#&6L#&6
样方
!
个!共
#!
个乔木样方样
方总数
!!
个!样方编号按先灌草!后乔木顺序编
号!以此类推
表
?
!
样地概况
C7?8B#
!
270/]
8/1
Q
0/:B0
样地编号
G/:B
1A6?BN
复垦方式
[B<8767:/=16=>B8
复垦年限
[B<8767:/=1
@
B7N
中心位置
!!!
Y=<7:/=1
!!!
海拔
38:/:A>B
%
6
#$G2#
新疆杨
J
紫花苜蓿
!"
#
%&%(&)(Z7N,
#*
+(,-.(&-2A1
Q
BJ/0.-1(
2
"(3-4(Y,
#$
%*`$(a&*,"&dF
!
###`#-a%,$d5
#!&"
#$G2!
油松
J
蒙古冰草
!-7%3()%&(0
;
"+,-47NN,J<
2
+"
#*
+"7,"7
2
"&-1%, eB1
Q
#$
%*`$(a!$,#&dF
!
###`#-a&",%d5
#!($
(G2#
新疆杨
J
紫花苜蓿
!"
#
%&%(&)(Z7N,
#*
+(,-.(&-2A1
Q
BJ/0.-1(
2
"(3-4(Y,
(
%*`$(a!,*-dF
!
###`#(a$%,""d5
#!%
(G2!
油松
J
蒙古冰草
!-7%3()%&(0
;
"+,-47NN,J<
2
+"
#*
+"7,"7
2
"&-1%, eB1
Q
(
%*`$-a##,%#dF
!
###`#-a!&,&!d5
##*!
GH2
位于南排土场上!未复垦!
""*
年排弃岩土!仅少量先锋植物
Y=<7:B>/10=A:R0
]
=/8?71^
!
1=NB<8767:/=1
!
>A6
]
B>N=<^ 71>0=/8/1!""*
!
=1+
8
@]
/=1BBN
]
871:
"
%*`$(a",**dF
!
###`#-a#!,#!d5
##!
SG
西梁村!原始植被为本氏针茅
J
锦鸡儿
J
百里香!偶见油松单树
Y=<7:B>/1S/8/71
Q
f/87
Q
B
&
CRB=N/
Q
/178ZB
Q
B:7:/=1=X63-
#
()%7
2
0(7(CN/1J
5(+(
2
(7(.(4(:(,1-- G71<;,J89
*
,%,"7
2
"&-1% [=11,
!
=<<70/=178
@
X=A1>70/1
Q
8B!-7%3()%&(0
;
"+,-47NN,
第四系沙壤土覆盖 %*`$&a&#,-dF!
###`a$-,#!d5
#!"#
!!
注$
#$G2#
*
#$G2!,
北排土场上的
!
个样地&
(G2#
*
(G2!,
东排土场上的
!
个样地&
GH2,
南排土场样地&
SG,
原始植被样地
F=:B
$
#$G2#71>#$G2!,G:71>X=N:RB<=>B=XF=N:R0
]
=/8?71^
&
(G2#71>(G2!,G:71>X=N:RB<=>B=X570:0
]
=/8?71^
&
GH2,G:71>X=N:RB<=>B=XG=A:R0
]
=/8
?71^
&
SG,G:71>X=N:RB<=>B=X=N/
Q
/178ZB
Q
B:7:/=1,
&
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
!!
用双向指示种分析方法"
CDEFGH3F
#对划分
植物群落+$+&,采用重要值"
/6
]
=N:71!
Ef
#
作为植物在群落中的优势度指标!表示不同植物在
群落中的功能地位!反映其在群落中的分布格局状
况!计算公式$
!
灌木和草本重要值
c
"相对频度
J
相对盖度#%
!""
!
乔木重要值
c
"相对密度
J
相对优势度
J
相对高
度#%
%""
?,@,A
!
土样采集与土壤理化性质测定
!
植物群落
调查的同时采用样方对角线混合法采集
"
)
!"<6
土壤样品土壤质地测定采用激光粒度分析仪
"
M70:BN0/;BN!"""
!
M78ZBN1E10:NA6B1:04=,
!
Te
#
测定&土壤密度采用比重瓶法&土壤水分采用称重蒸
干法&土壤全氮采用半微量凯氏定氮法&土壤速效氮
采用
F7VW+
扩散法&土壤全磷含量采用
W48V
$
+
W
!
GV
$
微波消解法
+
钼锑抗比色法&土壤速效磷含
量采用
F7W4V
%
+
钼锑抗比色法&土壤全钾采用
F7VW
熔融
+
火焰光度法&土壤速效钾采用醋酸铵
+
火焰光度法&土壤有机质采用重铬酸钾
+
稀释热法&
土壤碳酸钙采用中和滴定法+-,
?,@,B
!
群落分布与环境因子关系的研究方法
!
采
用无偏对应分析"
I43
#得到各排土场主要植物群
落类型!与
CDEFGH3F
结果相互验证!如一致!利
用前向选择结合
M=1:B47N8=
检验消除环境冗余变
量影响!确定土壤环境因子的代理变量+(+,!无偏典
范对应分析"
I443
#方法可消除(弓形效应)!能结
合植被数据和环境的限定性排序方法!其排序轴的
生态学意义易被解释!是植物群落分布*格局及组成
与环境解释的趋势性方法+*+#",!其方法的数学原理
见文献+##,
?,@,C
!
数据处理
!
!!
个样方共鉴定到
"
个物
种!根据重要值!剔除频度小于
&K
!获得
!!L($
的样方
+
物种原始数据矩阵对
##
个土壤环境因子
测定!采取(前向选择)和(
M=1:B47N8=
检验)确定
了
(
个代理变量!得到
!!L(
的样方
+
环境因子原
始数据矩阵
!
个矩阵数据通过
43FV4V$,&
软
件进行
I43
*
I443
排序!得出植物群落与环境因
子的关系图复垦方式和复垦时间是
!
个定性变量
因子"
#
#复垦方式$新疆杨
J
紫花苜蓿复垦方式记
作
#
!油松
J
蒙古冰草复垦方式记作
!
!原始植被地
记作
%
!未复垦样地记作
$
&"
!
#复垦时间$复垦
#$
年
记作
#
!复垦
(
年记作
!
!其他记作
"

样地间单因素数据差异采用
GHGG
软件
3FV+
f3
过程进行分析!
YGI
比较"
!
#
","&
#所有数
据分析前进行正态分布和方差齐性检验!若不符合!
土壤理化参数*植物群落参数进行反对数转换
CDEFGH3F
使用
D/1C9/10%,!
软件包实现
!
!
结果与分析
@,?
!
植物群落类型划分
依据中国植被的分类原则和系统+#!,!对
!!
个
样方植物组成进行
CDEFGH3F
等级分类!将
CDEFGH3F
分类结果与实际的生态意义相结合!
最终划分为

个主要植物群落类型"图
#
#
(
为猪毛菜"
6(&"&(1"&&-7(
#
J
沙米"
<
2
+-"$
#
9
*
&&%,
=
%(++"%,
#
J
赖草"
>0
*
,%01(&-7%
#
群落!包含样方
#*#
)
!!
!主要出现在未复垦排土
场!自然恢复
#
年!盖度小于
#"K
!地表裸地多!伴
生植物有油蒿*狗尾草"
603(+-(4-+-.-
#

为拂子茅"
5(&(,(
2
+"3-0
#
-
2
0-"
#
J
新疆
杨
J
油蒿群落!包含样方
#
)
#-
*
#
)
!(
*
!*
*
%#
*
%$
*
%-
*
%
*
$"
*
$#
*
&-
*
&
主要出现在复垦排土场
(G2#
大部分"
#
)
#-
*
#
)
!(
*
!*
*
%#
*
%$
*
%-
*
%
#和
#$G2#
局部"
$"
*
$#
*
&-
*
&
#!原复垦方式是新疆杨株行距
$
L$J
紫花苜蓿种子撒播!新疆杨不连续分布于拂子
茅群落中!枯木倒地或为防火被管理人员清除排土
场!常见伴生植物有驼绒藜"
50+(3"-.0(+)"+0107
Y=0/10^ ,
#*艾蒿"
<+30,--(
2
-+(&.--H76
]
,
#!植被
盖度
$"K
)
$&K

%
为拂子茅
J
新疆杨
J
锦鸡儿群落!包含样方
#(
*
!
*
%"
*
((
)
#"$
出现在复垦排土场
(G2#
"
#(
*
!
*
%"
#和
#$G2#
"
((
)
#"$
#!原复垦方式及先乔木分
布同群落

!覆土厚度
&"<6
!土壤剖面常见有砾石
及第三系红色粘土!常见伴生植物硬质早熟禾"
!"(

#
9"7.
*
&".0CN/1,B\2A1
Q
B
#*短花针茅"
63-
#
(
)04-
;
&"+(PN/0B?,
#!植被盖度
$%K
)
$-K

&
为油松
J
蒙古冰草
J
锦鸡儿群落!包含样方
为
%!
*
%%
*
%&
*
%(
*
%*
*
$!
)
&&
*
&(
*
&*
)
(-
!出现在复
垦排土场
(G2!
!复垦方式是油松株行距
$6L$6
J
蒙古冰草种子撒播!常见伴生植物有铁杆蒿"
<+$
30,--((1+(+%, YB>B?,
#*达乌里胡枝子"
>0
#
0$
.0:(.(4%+-1(Y7\6,
#!植被盖度
%&K
)
$"K

$
为油松
J
硬质早熟禾
J
糙隐子草+
5&0-3"$
2
070
=
%(++"(
"
CN/1,
#
eB1
Q
,群落!包含样方为
#"-
*
#"
)
###
*
##%
)
#%
出现在复垦排土场
#$G2!
!复垦方式同群落
&
!常见伴生植物有米蒿
"
<+30,--(.(&(-&(,(0eN70#*轮叶委陵菜"
!"$
3073-&&(40+3-1-&&(+-G:B
]
RB\ D/8>,
#!植被盖度
*&
%
期
!!!!!!!!!!!
王同智!等$不同复垦方式煤矿排土场植物群落与土壤因子的关系
低!平均
!&K

*
为油松
J
锦鸡儿
J
蒙古冰草群落!包含样方
#"&
*
#"(
*
##!
*
#%*
)
#$!
出现在复垦排土场
#$G2!
局部!复垦方式同群落
&
!常见伴生植物有米蒿*鸦
葱"
61"+:"70+((%3+-(1( D/8>
#!植被盖度
%&K

#
为锦鸡儿
J
百里香
J
达乌里胡枝子群落!包
含样方
#$%
*
#$$
*
#$-
*
#$
)
#&%
*
#-%
)
#("
*
#(!
)
#((
*
#(*
)
#*"
!出现在样地
SG
!土壤有机含量较高!
土壤剖面呈现明显的
3
*
2
*
4
层!腐殖质厚度
!
)
%
<6
!地表黄绵土覆盖!常见伴生植物有本氏针茅*短
花针茅!植被盖度
&&K
)
-"K

"
为锦鸡儿
J
短花针茅
J
无芒隐子草"
5&0-3"$
2
070"7
2
"+-1([=0RBZ,
#群落!包含样方
#$&
*
#$(
*
#&$
)
#-!
*
#(#
*
#(
!出现在
SG
局部!土壤性质同群
落
#
类似!常见伴生植物有轮叶委陵菜*耧斗叶绣线
"
6
#
-+(0((
=
%-&0
2;
"&-(H78
#!植被盖度
&&K
)
-"K

划分结果表明样地
(G2#
*
#$G2#
由原来的(新
疆杨
J
紫花苜蓿)复垦方式演化为群落

"拂子茅
J
新疆杨
J
油蒿#和群落
%
"拂子茅
J
新疆杨
J
锦鸡
儿#!(紫花苜蓿)丧失了复垦初期优势种地位!逐步
由拂子茅代替而样地
(G2!
*
#$G2!
由原来(油松
J
蒙古冰草)复垦方式演化为
%
个植物群落!即群落
&
"油松
J
蒙古冰草
J
锦鸡儿#*群落
$
"油松
J
硬质
早熟禾
J
糙隐子草#*群落
*
"油松
J
锦鸡儿
J
蒙古
冰草#!蒙古冰草未完全丧失优势种地位!随着灌草
植物的恢复!蒙古冰草的地位有所下降
@,@
!
群落分布与环境因子的关系
剔除频度小于
&K
的植物种!先用
!!L($
的
样地
+
种类原始矩阵资料进行
I43
排序
I43
分
析结果中梯度长度的第
#
轴值大于
$,"
!选择单峰
模型"
I43
*
I443
#!如果在
%,"
)
$,"
之间!那么选
单峰和线性模型均可!如果小于
%,"
!那么线性模型
"
[I3
*
H43
#的结果要好于单峰模型
I43
分析
结果中梯度长度的第
#
轴值为
(,#
!大于
$,"
!故
选择单峰模型"
I43
*
I443
#
采用
I43
对
!!
个样方进行分析!
$
个排序轴
的特征值分别为
",*#!
*
",$!#
*
","($
*
","$&
!前
!
个
排序轴的累积贡献率为
($,!K
!大于
("K
以上!可
以反映事物的基本信息!
I43
排序结果与
CDEFG+
H3F
分类所得各群落类型基本吻合!根据前
!
个轴
作二维排序"图
!
#!

个群落的分类结果客观地反映
了复垦排土场及对照的植物群落从排序轴看!群
图
#
!
!!
个样方
CDEFGH3F
分类树状图
I,
分组代号&
F,
样方个数&方框内数字表示样方编号&
(
,
猪毛菜
J
沙米
J
赖草群落&

,
拂子茅
J
新疆杨
J
油蒿群落&
%
,
拂子茅
J
新疆杨
J
锦鸡儿群落&
&
,
油松
J
蒙古冰草
J
锦鸡儿群落&
$
,
油松
J
硬质早熟禾
J
糙隐子草群落&
*
,
油松
J
锦鸡儿
J
蒙古冰草群落&
#
,
锦鸡儿
J
百里香
J
达乌里胡枝子群落&
"
,
锦鸡儿
J
短花针茅
J
无芒隐子草群落
g/
Q
,#
!
CRBCDEFGH3F<8700/X/<7:/=1>B1>N=
Q
N76=X!!
]
8=:0
I,PN=A
]
<=>B
&
F,OA7>N7:1A6?BN
&
E,6(&"&(1"&&-7(H78,J<
2
+-"
#
9
*
&&%,
=
%(++"%,
"
Y,
#
M=
_
,J
>0
*
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"
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Q
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#
C;ZB8
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2
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#
-
2
0-"
"
Y,
#
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#
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#*
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Q
BJ
!-7%3()%&(0
;
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&
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-
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"
Y,
#
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#
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#*
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Q
BJ
5(+(
2
(7(.(4(:(,1--G71<;,
&
&
,!-7%3()%&(0
;
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2
+"
#*
+"7,"7
2
"&-1%, eB1
Q
J5(+(
2
(7(.(4(:(,1--G71<;,
&
$
,!-7%3()%&(0
;
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#
9"7.
*
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Q
BJ5&0-3"
2
070
=
%(++"(
"
CN/1,
#
eB1
Q
&
*
,!-7%3()%&(0
;
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J5(+(
2
(7(.(4(:(,1--G71<;J<
2
+"
#*
+"7,"7
2
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Q
&
#
,5(+(
2
(7(.(4(:(,1--G71<;J89
*
,%,"7
2
"&-1%[=11J
>0
#
0.0:(.(4%+-1(Y7\6,
&
"
,5(+(
2
(7(.(4(:(,1--G71<;J63-
#
()04-
;
&"+(PN/0B?,J5&0-3"
2
070"7
2
"+-1([=0RBZ,
"*&
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
落主要沿着第
#
轴有明显的梯度变化!分别对应未
复垦排土场稀疏先锋植物群落*复垦排土场新疆杨
灌草群落!油松灌草群落和原始植被地灌草等植被类
型!结合土壤环境因子数据!第
#
轴代表着不同的土
壤有机质!第
!
轴主要反映土壤密度的变化"表
!
#
##
个环境因子变量采取(前向选择)和(
M=1:B
47N8=
检验)确定了
(
个代理变量$土壤密度*土壤有
机质*土壤肥力*土壤含水量*复垦方式*复垦时间
用
I443
排序绘制植物群落与环境关系图
I443
排序结果"图
%
#显示!第
#
轴特征值
",*&
!贡献率
&,(K
!第
!
轴特征值
",%&-
!贡献率
#(,$K
!累计
贡献率
(-,#K
!大于
("K
!说明该排序结果能够包
含基本信息
植物群落与环境关系图
%
!环境因子用箭头表
示!箭头所处的象限表示环境因子与排序轴间的正
负相关性!箭头连线的长度代表着某个环境因子与
群落分布或种类分布的相关程度的大小!连线越长!
相关性越大!反之越小箭头连线和排序轴的夹角
代表着某个环境因子与排序轴相关性的大小!夹角
越小!相关性越高!反之相关性越低
图
!
!
无偏对应分析二维排序图
(
,
猪毛菜
J
沙米
J
赖草&

,
拂子茅
J
新疆杨
J
油蒿&
%
,
拂子茅
J
新疆杨
J
锦鸡儿&
&
,
油松
J
蒙古冰草
J
锦鸡儿&
$
,
油松
J
硬质早熟禾
J
糙隐子草&
*
,
油松
J
锦鸡儿
J
蒙古冰草&
#
,
锦鸡儿
J
百里香
J
达乌里胡枝子&
"
,
锦鸡儿
J
短花针茅
J
无芒隐子草
g/
Q
,!
!
C9=+>/6B10/=178I43=N>/17:/=1>/7
Q
N76
(
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2
+-"
#
9
*
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%(++"%,
"
Y,
#
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*
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"
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Q
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2
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Y,
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#
-
2
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"
Y,
#
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#
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2
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2
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2
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#
9"7.
*
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Q
BJ5&0-3"
2
070
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"
CN/1,
#
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Q
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*
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2
(7(
.(4(:(,1--G71<;J<
2
+"
#*
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2
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Q
&
#
,5(+(
2
(7(.(4(:(,1--G71<;J89
*
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2
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>0
#
0.0:(.(4%+-1(Y7\6,
&
"
,5(+(
2
(7(.(4(:(,1--G71<;J63-
#
()04-
;
&"+(PN/0B?,J5&0-3"
2
070"7
2
"+-1([=0RBZ,
表
@
!
各群落土壤环境代理变量的变化特征
C7?8B!
!
f7N/7:/=1]
N=@
Z7N/7?8B0=XB7群落
4=66A1/:
@
土壤颗粒
487
@
%
K
土壤密度
G=/8>B10/:
@
%"
Q
%
<6
%
#
土壤有机质
VM
%"
Q
%
^
Q
#
土壤肥力系数
H
土壤水分
G=/86=/0:ANB
%
K
复垦方式
[B<8767:/=1
6=>B8
复垦时间
[B<8767:/=1
@
B7N
(
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%
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#
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"
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#*&
%
期
!!!!!!!!!!!
王同智!等$不同复垦方式煤矿排土场植物群落与土壤因子的关系
图
%
!
无偏典范对应分析二维排序图
VM,
土壤有机质&
H,
土壤肥力系数&
GM,
土壤含水量&
GI,
土壤密度&
4Y,
土壤黏土含量&
[M,
复垦方式&
[U,
复垦时间&
(
,
猪毛菜
J
沙米
J
赖草&

,
拂子茅
J
新疆杨
J
油蒿&
%
,
拂子茅
J
新疆杨
J
锦鸡儿&
&
,
油松
J
蒙古冰草
J
锦鸡儿&
$
,
油松
J
硬质早熟禾
J
糙隐子草&
*
,
油松
J
锦鸡儿
J
蒙古冰草&
#
,
锦鸡儿
J
百里香
J
达乌里胡枝子&
"
,
锦鸡儿
J
短花针茅
J
无芒隐子草
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Q
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!
C9=+>/6B10/=178I443=N>/17:/=1>/7
Q
N76
VM,G=/8=N
Q
71/<67::BN
&
H,G=/8XBN:/8/:
@
X7<:=N
&
GM,G=/86=/0:ANB
&
GI,G=/8>B10/:
@
&
4Y,G=/8<87
@
&
[M,[B<8767:/=16=>B8
&
[U,[B<8767:/=1
@
B7N
&
(
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2
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#
9
*
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"
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"
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#
-
2
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"
Y,
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BJ!-7%3()%&(0
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#
-
2
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"
Y,
#
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#
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#*
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2
(7(.(4(:(,1--G71<;,
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#*
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2
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#
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*
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"
CN/1,
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Q
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*
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2
+"
#*
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#
()04-
;
&"+(PN/0B?,J5&0-3"
2
070"7
2
"+-1([=0RBZ,
!!
I443
排序图第
#
轴!反映了植物群落所在环
境土有机质"
VM
#!第
!
轴与土壤密度"
GI
#有关
不难看出!土壤有机质是所有因子中对植物群落分
布起决定性作用的因子随着有机质的增大!群落
分布格局也主要沿着第
#
轴从右到左!群落依次从
类型
"
*
#
*
$
*
%
*
&
*

*
(
逐渐演变
沿着第
!
轴!群落
(
*

*
$
*
#
土壤密度依次变
小!结合实际可以解释为从群落
(
*

*
$
*
#
的土壤
受到的人为干扰程度不一样所致群落
E
位于未复
垦排土场"
GH2
#!由于排弃工艺造成的土壤碾压导
致群落
E
土壤密度最大!植物非常稀少!裸地大量出
现&群落

位于
(G2#
样地!植被有所恢复!土壤压
实作用经过植物根系作用有所改善!土壤密度相对
群落
E
*
$
有所减小!但土壤密度仍处于高位!影响
植物群落发展&群落
#
位于原始植被地人为干扰较
少!土壤疏松!植被盖度度高
I443
和
I43
排序图总体上具有明显的相似
性!但
I443
排序图群落的分布格局更加紧凑!而
I43
排序图

个群落分布相对集中且界线明显
表
!
为各群落环境代理变量的变化状况
土壤水分*土壤肥力*土壤有机质*复垦方式*复
垦年限!它们之间夹角小于
*"
度!呈正相关系!相互
影响!共同影响群落物种分布状况复垦年限对土
壤有机质的影响大于复垦方式对有机质的影响土
壤密度*黏土含量与土壤肥力*有机质*水分*复垦方
式*复垦时间箭头方向相反!表明它们呈负相关关
系!土壤密度越大土壤水分越小!
F
*
H
*
e
等土壤营
养成分循环越慢!土壤肥力越低!符合土壤因子相互
作用机制
@,A
!
群落空间格局和相似性
通过排序图
%
可知!群落
E
和群落
#
*
"
位于分
布图的两端!且距离中心区域较远!说明群落
E
*群
落
#
*
"
与群落
EEE
*
EE
*
&
*
$
*
*
的群落物种组成*空
间位置差异较大!这符合群落位置与样方地理位置
的实际群落
E
为未复垦排土场群落物种与其他样
地差异较大!群落
#
*
"
为原始植被样地群落所处地
理位置*物种组成与其他群落差异较大!也符合群落
调查的实际情况而群落

*
%
*
&
*
$
*
*
集中于分
!*&
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
布图中间区域!相互距离较近!说明其物种组成*受
到的环境因子影响都非常相似!符合人工复垦对其
影响的实际
%
!
讨
!
论
A,?
!
物种适宜性与植物群落演替
(新疆杨
J
紫花苜蓿)人工群落并未按照矿山企
业所设计期望的方向存在!而是随着时间的推移逐
步被(拂子茅
J
新疆杨
J
油蒿)和(拂子茅
J
新疆杨
J
锦鸡儿)群落所取代分析其原因!杨建伟等研究
杨树叶片蒸腾强度+#%,远大于奚如春文章记载的油
松叶片蒸腾强度+#$,!而排土场水分缺乏!导致新疆
杨对环境适应能力差!存活的新疆杨胸径小于
#"
<6
!成为(老小树)按照哈斯巴根等对内蒙古外来
植物种的研究!紫花苜蓿原产伊朗!属于有用外来入
侵种+#&,紫花苜蓿为深根+#-+#(,*高耗水植物+#,!适
宜条件下生长
#
年根长
#
)
!6
!土壤密度是影响紫
花苜蓿根系入土深度第一限制性因素!而排土场土
壤密度高达
#,*#
Q
%
<6
%
!排土场植物恢复*发育*生
长的限制因子!这导致紫花苜蓿根系很难下扎加
之排土场表层一般覆土厚度
&"<6
!其下为排弃的
基岩!能够下扎的少量植株触及基岩层后也会因水
分缺乏而枯亡紫花苜蓿在群落演替中被拂子茅取
代是受到排土场土壤密度限制所致导致土壤密度
增大的原因是排土场排弃工艺!为扩大库容!每排弃
一层岩土碾压一次
A,@
!
植物群落相似性
I443
排序结果显示!群落
E
*
#
*
"
与群落

*
%
*
&
*
$
相似性很差!在
#$
年内!人工群落既没有
按照复垦方向发展!也没有向着原始植被群落演替
发展有研究显示!人工群落经过长时间演替最初
人工物种逐步消失或减少徐彩琳等对干旱荒漠区
包兰铁路人工植被防护林体系研究表明!
$"
余年后
(锦鸡儿
J
花棒"
?0.
*
(+%,1"
#
(+-%, g/0#)的
人工群落灌木演替为以一年生草本植物为优势种的
(油蒿
J
画眉草"
@+(
2
+"3-
#
-&"(
#
J
雾冰藜"
A($
-(.(
*#
9
*
&&( V,eA1:;B
#
J
刺蓬"
5+"B7"
;
9"+7
0%
#
9"+-(0WBN?
#)群落+#*,苏永中等对科尔沁沙
地不同年代小叶锦鸡儿"
5(+(
2
(7(,-1+"
#
9
*
&-(
Y76,
#人工林植物研究也显示!最初简单的人工植
被向复杂的灌草群落演变+!",张建彪对矸石山植
被自然恢复研究显示!人工植被在群落演替中逐渐
丧失优势种地位+!#,郭志彬在黄土高原植被恢复
中引入适宜当地的乡土种类草木樨有效提高了土壤
营养含量*地表植被覆盖度和加速植物群落演替进
程+!!,排土场复垦应该按照当地实际选择乡土物
种!并采取人为措施!促进群落进展演替!这是值得
矿山企业复垦实践中注意的问题
参考文献!
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封面植物介绍"""裸茎碎米荠
裸茎碎米荠"
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!花葶状!全株无毛根状茎纤细!匍匐生长茎单一直立!无叶基生叶单一&叶柄长
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&叶
近于圆形或肾状圆形!长
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!,"<6
!宽
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!基部心形!边缘波状或全缘无茎生叶总状花序
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)
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朵花果期花梗直立或上升!长
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!基部的最长萼片卵圆形或椭圆形!长
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宽
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!边缘膜质!白色透明花瓣白色!倒卵形!长

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!宽
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!顶端圆或微凹!基部
渐狭呈短爪中间一对花丝长
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!基部略扩大&外侧一对花丝长
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&花药狭长卵形!
长
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&花柱长
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每室具胚珠

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个长角果长
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#,(66
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光滑无毛种子淡褐色!长圆形!长
!
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!宽
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#,&66
!无翅花期
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月!果期
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(
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裸茎碎米荠是中国特有一种药用植物!生长在海拔
#$""
)
!*""6
的灌木丛和潮湿地带分布于河
北*内蒙古*陕西*山西和四川
!图文由西北农林科技大学资环学院朱仁斌提供"
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北
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