摘要：采用典型样地调查法对百里杜鹃化育煤矿非塌陷区和塌陷区的典型植物群落进行了调查，从物种组成、区系成分、生活型、重要值及物种多样性等方面进行了对比分析。结果表明，矿区植物群落的科属组成较为简单;森林植被具有北温带性质;非塌陷区优势种是杜鹃和茅栗，在塌陷区内优势种只有杜鹃;非塌陷区相较于塌陷区更稳定;非塌陷区植物群落的物种丰富度、多样性指数、生态优势度普遍高于塌陷区植物群落。总体反映出采煤塌陷对植物群落的生长发育存在负面影响。
关键词：百里杜鹃;化育煤矿;采煤塌陷;植物群落
我国是全球头号煤炭生产大国，近年来由于大规模的煤炭开采，对土地资源和生态环境造成了极大破坏，特别是井工开采造成了矿区大面积地表沉陷…。目前我国土地破坏面积超过400万hm，每年以3.3万～4.7万hm的速度增加。适度、合理的经济开发可维持生态环境的相对稳定发展，而不合理的经济开发对生态环境的压力则可能接近甚至突破其生态承载力阈值，使环境对人类经济活动的反制约作用进一步加强。针对塌陷区的塌陷成因、塌陷预测、土地利用、土壤理化性质和生态治理复垦措施等方面已开展了大量研究，但有关采煤塌陷对植被群落特征影响的研究报告甚少，仅对湿地塌陷区生物多样性和半干旱风沙区塌陷区植被群落做了初步研究”-17]。本研究以贵州百里杜鹃化育煤矿为例，对典型矿区塌陷与非塌陷区植物群落进行对比研究，以探索采煤塌陷对植物群落的影响，为矿区后期土地复垦及植被恢复方案提供理论支撑，为百里杜鹃风景名胜区合理开发煤矿资源、促进采掘业与旅游业协调发展提供重要参考依据。
1研究地概括
贵州百里杜鹃保护区位于贵州省西北部的大方、黔西两县交界处(105。4520”一106。0407”E，27。1053”～27。2000”N)，是一片举世罕见的原始杜鹃林带，整个林带呈环状分布，海拔1300—1800In，长约50km，宽1—5km，总面积125.8km，是世界上杜鹃花种类分布最集中、面积最大的天然杜鹃花园。境内矿产资源丰富，主要矿产有无烟煤、黄铁矿、大理石、高岭土等。尤以无烟煤质优、储量多、分布广著称，是目前主要开采的矿产资源。目前辖区内有合法煤矿矿井37对，设计年产量达600万t左右。化育煤矿是其中之一，位于大方县百纳乡，即百里杜鹃风景名胜区辖区西北角，矿区面积约3km，年产量达30万t。从百里杜鹃景区的功能区划来看，化育煤矿大致位于缓冲区边缘地带，其地面范围杜鹃类植物分布极少，仅见杜鹃有少量分布。
2研究方法
2.1样地设置与调查
在百里杜鹃景区化育煤矿典型的塌陷区和非塌陷区地段植物群落内，各设置典型样地3个，面积为10m×20m。在样地内，将高于3m、胸径大于2.5cm的树种记为乔木层，胸径小于2.5cm且植株高于0.5m的树种记为灌木层，采用相邻格子样方法，为对样方内的乔木层和灌木层进行调查，实测样地内乔木层树种的树高(H)、胸径(D)、冠幅以及枝下高;灌木调查是在选取的5个样方内设置2m×2m的小样方，对小样方内的灌木种类进行调查，包括每种灌木的株数、最高株与最低株的高度以及平均高，最粗株与最细株的地径以及平均地径和盖度;在选取的5个样方内设置1m×1m的小样方进行草本层的调查，调查内容包括种类、每个物种的数量、平均高以及盖度。
2.2数据分析
2.2.1植物生活型谱的划分生活型谱的划分按照Raunki.er生活型系统分析，主要根据植物在不利于生活的时期对恶劣环境的适应方式划分为高位芽(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=相对密度+相对频度+相对优势度。相对密度=某一物种的株数/所有物种的株数之和×100%;相对频度=某一物种的频度/所有物种的总频度×100%;相对优势度=某个种的优势度/所有种的优势度之和×100%]。乔木个体的优势度为林木的胸高断面积;灌木和草本植物的优势度为覆盖度。
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3结果与分析
3.1种类组成
百里杜鹃化育煤矿矿区植物群落的科属组成较为简单。被子植物23种，其中乔木6种、灌木10种、草本植物7种，隶属于11个科14个属。其中：蔷薇科(Rosaceae)2属3种，菊科(Compositae)2属2种，莎草科(Cyperaceae)2属2种，蝶形花科(Papflionaceae)1属2种，杜鹃花科(Ericaceae)1属2种，桦木科(Betulaceae)1属2种，壳斗科(Fagaceae)1属2种，五加科(Araliaceae)1属2种，樟科(Lauraceae)1属2种，五加科(Araliaceae)1属1种，山茶科(Theaceae)1属1种。
3.2区系成分
参照吴征锵等关于中国科属地理区系成分的划分，化育煤矿矿区群落样地被子植物区系特征见表1。在矿区群落内，物种组成简单，样地内共出现被子植物23种，北温带分布的属和种占据优势，达到42.86%左右，其次，泛热带分布所占为41_29%。这反映了百里杜鹃森林植被所具有的北温带性质。
3.3生活型谱
群落的生活型谱反映了某一个地区或某一群落中植物与环境，尤其是与气候之间的相互关系。植物在适应环境的过程中，不仅形成了与环境条件相适应的生活史对策，而且也表现出特定的生活型外貌。化育煤矿塌陷区和非塌陷区群落组成的生活型统计分析结果见表2，塌陷区与非塌陷区高位芽植物(Ph)分别约占33%和24%，地上芽植物(Ch)分别约占30%和36%，地面芽植物(H)分别约占24%和27%，地下芽植物(G)分别占10%和9%，一年生植物(T)分别约占3%和4%。非塌陷区地上芽植物为主要，塌陷区则以高位芽植物为主。
3.4植物群落的重要值
2个植物群落的重要值对比发现(表3)，非塌陷区乔木层优势种为光皮桦，次优势种为茅栗;塌陷区中的优势种是茅栗，次优势种为木姜子。2个区域植物群落灌木层优势种都为杜鹃，非塌陷区次优势种为毛栗，塌陷区次优势种不明显。
3.5植物群落物种多样性特征
群落的层次结构是群落的重要形态特征，它是群落中植物间以及植物与环境问相互关系的一种体现，具有深刻的生态学意义。相对稳定的群落，各层次的物种多样性指数也表现出相对一致。物种多样性可以较好地反映群落的结构。本研究按群落的垂直结构分别计算了各层次的物种多样性指数，详见表4。
非塌陷区的均匀度指数的大小关系满足灌木层>草本层>乔木层，而物种多样性满足草本层<乔木层<灌木层，这是由于在非塌陷区植物群落中，乔木层郁闭度不大，光照充足，灌木层植物生长所需的光照条件较好，长势较好，导致灌木层植物具有较高的生态优势度。
塌陷区的均匀度指数满足乔木层>草本层>灌木层，物种多样性满足乔木层>灌木层>草本层。这是由于灌木层受到的塌陷影响强度大，林内的地形、土壤和水分发生改变，灌木得不到良好生长，草本植物不能很好地吸收养分和水分，导致草本层物种多样性最低。
非塌陷区群落的灌木层和草本层物种丰富度、多样性指数、生态优势度普遍优于塌陷区，是由于：非塌陷区群落没有受到塌陷的影响，群落结构更为复杂，物种组成更为丰富，而塌陷区群落受到塌陷干扰强度大，导致物种多样性较低。表明非塌陷区群落比塌陷区群落相对稳定。而塌陷区群落的各层次多样性指数较低，相差也较大，说明其群落处于一个不稳定的阶段。
4结论与讨论
对化育煤矿矿区群落的区系分析表明，矿区植物群落的科属组成较为简单，样地内共出现被子植物23种，物种的科、属组成较为集中，北温带分布的属和种占据优势，达到50%左右，说明了矿区森林植被具有北温带性质。
对化育煤矿矿区群落乔木层和灌木层数量特征的研究表明，非塌陷区与塌陷区的乔木层对比情况来看，非塌陷区优势种和次优势种的重要值之和占总重要值的84%，塌陷区的优势种和次优势种的重要值之和占总重要值的75%。化育煤矿矿区群落灌木层主要树种为杜鹃，从塌陷区和非塌陷区的灌木层对比情况来看，非塌陷区的物种更为丰富。而塌陷区灌木层的物种组成简单，除主要物种外的其他物种重要值很低，不如非塌陷区稳定。说明采煤塌陷对群落乔木层和灌木层数量特征有着明显影响，影响群落环境的稳定。
化育煤矿塌陷区各层次多样性指数普遍较小，其群落相对来说处于一个不稳定的阶段。而非塌陷区乔木层和草本层的物种多样性指数都在1.4左右，灌木层达到2.9，各层次多样性指数较高，表明化育煤矿非塌陷区植物群落是一个相对稳定的群落。造成两个区域在物种多样性上的差异主要原因是由于塌陷区地形、土壤和水分的变化，严重影响到物种的生长，野外调查发现一些植物明显干枯而死。总体上塌陷区群落的树种组成相对简单，且由于塌陷区的塌陷影响较为严重，这对塌陷区的物种多样性以及物种丰富度都产生了明显的影响。非塌陷区由于物种的多样性、丰富程度较高，故其群落结构比较稳定。
