沈章軍 ，歐祖蘭，田勝尼，湯 偉

(1.合肥師范學(xué)院生命科學(xué)系，合肥 230061;2.安徽大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，合肥 230039;3.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，合肥 230036)

銅尾礦廢棄地是一種人為原生裸地，其自然生態(tài)恢復(fù)過(guò)程表現(xiàn)為典型的生態(tài)系統(tǒng)原生演替過(guò)程，其植被的自然恢復(fù)是十分緩慢的過(guò)程。棄置后的尾礦裸地表面首先形成以藻類、蘚類占優(yōu)勢(shì)的隱花植物結(jié)皮，而后草本維管植物定居并逐漸形成自然植物群落［1］。土壤種子庫(kù)指土壤及其表面凋落物中所有具生命活力種子的總和［2］。土壤種子庫(kù)是植物群落的重要組成部分，為植被的天然更新提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)［3］，其對(duì)于退化生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復(fù)與重建具有重要的理論和實(shí)踐意義［4-5］。土壤種子庫(kù)含有許多在植被演替中起重要作用的鄉(xiāng)土植物先鋒種類，它們對(duì)于惡劣環(huán)境具有特別的耐性和適應(yīng)力，而相鄰生境往往是種子庫(kù)中這些鄉(xiāng)土植物的種子來(lái)源。

目前土壤種子庫(kù)已成為國(guó)際恢復(fù)生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外在這一領(lǐng)域開(kāi)展了大量研究［5-6］。國(guó)內(nèi)學(xué)者相繼開(kāi)展了森林和典型草原的土壤種子庫(kù)研究［7-17］，以及荒漠區(qū)植被群落種子庫(kù)等的研究［18-19］。關(guān)于礦區(qū)土壤種子庫(kù)的研究國(guó)內(nèi)多集中在露天煤礦排土場(chǎng)土壤種子庫(kù)與不同植被恢復(fù)措施下土壤種子庫(kù)構(gòu)成特征的靜態(tài)監(jiān)測(cè)方面［20-21］以及重金屬礦區(qū)人為引入土壤種子庫(kù)的植被恢復(fù)實(shí)驗(yàn)研究［22-24］，對(duì)于銅尾礦此類礦業(yè)廢棄地自然植被恢復(fù)過(guò)程中土壤種子庫(kù)的研究報(bào)道甚少。

安徽銅陵是我國(guó)重要的產(chǎn)銅地區(qū)之一，冶銅歷史悠久，尤其是解放后大規(guī)模開(kāi)采過(guò)程中形成的大量尾礦占用了大面積土地，其中大型尾礦庫(kù)有五公里尾礦庫(kù)、黑沙河尾礦庫(kù)、銅官山尾礦庫(kù)、鳳凰山尾礦庫(kù)、楊山?jīng)_尾礦庫(kù)五處，其總面積約280萬(wàn)m2［25］。其中楊山?jīng)_尾礦庫(kù)自1991年停用廢棄以來(lái)一直處于植被自然恢復(fù)階段。

地表植被和土壤性狀是影響土壤種子庫(kù)特征的兩大控制因素［26］，然而諸如水分、溫度、氧氣、光照、土壤酸堿、土壤鹽分和埋深等生態(tài)條件卻影響了種子萌發(fā)和幼苗的正常生長(zhǎng)［27］，微生境間這些生態(tài)因子的差異往往是造成同區(qū)域土壤種子庫(kù)特征發(fā)生巨大變化的原因。本文試圖對(duì)銅尾礦廢棄地內(nèi)不同植被生境及其相鄰生境土壤種子庫(kù)的特征進(jìn)行研究，分析相鄰生境土壤種子庫(kù)間存在的相互關(guān)系，并以農(nóng)田土和尾礦為基質(zhì)進(jìn)行對(duì)照萌發(fā)實(shí)驗(yàn)，探討自然演替過(guò)程中影響尾礦種子庫(kù)變化的因素及尾礦對(duì)其種子萌發(fā)的影響，為提高土壤種子庫(kù)在礦業(yè)廢棄地修復(fù)中作用效率、加快植被恢復(fù)的進(jìn)程提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本實(shí)驗(yàn)取材于銅陵楊山?jīng)_銅尾礦場(chǎng)，位于安徽省南部，長(zhǎng)江中下游南岸，地處30°56'42″N，117°43'28″E，屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，季節(jié)特征分明，春季較短，氣候溫和、雨量充沛;夏季多雨炎熱，伏熱干旱，年均氣溫16.2℃，夏季平均氣溫27.4℃，年平均太陽(yáng)輻射總量114.8 kJ/cm2，無(wú)霜期平均為230 d，年均降水1390 mm，全年平均濕度在75%—80%之間;地面主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北(冬)、西南(夏)。楊山?jīng)_尾礦場(chǎng)海拔較高，三面環(huán)山，一面筑壩，由尾礦排放堆積而成(圖1)。該尾礦場(chǎng)壩高約100 m，面積達(dá)20 hm2，停止排放時(shí)間約為20 a，且該庫(kù)人為干涉較少，風(fēng)蝕、水蝕較嚴(yán)重。

圖1 楊山?jīng)_尾礦廢棄地人工恢復(fù)壩體坡面水平方位圖Fig.1 Level location maps of artificial restoration area in the copper tailings dam

1.2 地上植被調(diào)查

植被調(diào)查在2010年8月中旬進(jìn)行。楊山?jīng)_尾礦庫(kù)內(nèi)植被主要為草本，植物的調(diào)查采用不同植被類型(表1)按樣地隨機(jī)取樣點(diǎn)，每個(gè)群落樣地設(shè)置4個(gè)1 m×1 m的樣方，詳細(xì)記錄每個(gè)樣方內(nèi)的植被蓋度、種類組成及每種植物的個(gè)體數(shù)量(表示地上植被密度)。尾礦壩體和周圍山體分別設(shè)4個(gè)5 m×5 m樣方，進(jìn)行喬灌木調(diào)查，且每個(gè)灌木樣方中央設(shè)置2個(gè)1 m×1 m的草本樣方，調(diào)查地表現(xiàn)存植被種類和生長(zhǎng)情況。標(biāo)記所調(diào)查樣方。

表1 銅尾礦庫(kù)的植物群落類型及特征Table 1 The types and characters of plant community in the copper tailing

調(diào)查發(fā)現(xiàn)楊山?jīng)_尾礦庫(kù)內(nèi)自然定居植物共42種，隸屬于13科36屬，主要包括禾本科10種，豆科6種，菊科6種，十字花科5種。全部植物中，1—2年生草本植物21種，多年生草本植物20種，形成6種相對(duì)穩(wěn)定的演替群落和單種斑塊。其中白茅(Imperata cylindrica)、五節(jié)芒(Miscanthus floridulu)、狗牙根(Cynodon dactylon)、白車軸草(Trifolium repens)和蕨類植物節(jié)節(jié)草(Hippochaete ramosissimwn)已被證實(shí)在尾礦場(chǎng)成功定居。在該廢棄地的東北角2008年建人工植被恢復(fù)實(shí)驗(yàn)區(qū)，約有2000 m2，內(nèi)主要栽種有天南苜蓿(Medicago lupulina)、決明子(Catsia tora)、金雞菊(Coreopsis basalis)、苧麻(Boehmeria)、蘆葦(Phragmites australis)和香蒲(Typha angustifolia)等，自然生長(zhǎng)有一年蓬(Erigeron annuus)、白茅、節(jié)節(jié)草。實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)植被蓋度達(dá)85%—100%。

楊山?jīng)_尾礦廢棄地壩體人工恢復(fù)坡面主要包括9種優(yōu)勢(shì)植物種群，分別為:中華結(jié)縷草、白茅、五節(jié)芒、矛葉藎草(Arthraxon prionodes)、野菊花(Flos Chrysanthemi)、鹽膚木(Rhus chinensis)、紫穗槐(Amorpha fruticosa)、黃荊(Vitex negundo)和野花椒(Zanthoxylum simullans)?？偵w度達(dá)到98%—100%。

楊山?jīng)_尾礦庫(kù)3面山體主要為人工栽種馬尾松(Pinus massoniana)林，林邊伴生有毛竹(Phyllostachys heterocycla)、野菊花、紫穗槐、黃荊、野花椒和野薔薇(Rosa multiflora)。蓋度達(dá)到100%。

1.3 土壤種子庫(kù)取樣

為了研究尾礦基質(zhì)對(duì)土壤種子庫(kù)儲(chǔ)存的影響，于2011年3月，取經(jīng)冬沒(méi)萌發(fā)土壤種子庫(kù)。根據(jù)植被調(diào)查所標(biāo)記尾礦植物群落、壩體和周圍山體的樣方，在每個(gè)樣方的中央取20 cm×20 cm×10 cm土柱，分0—5 cm和5—10 cm兩層取樣，共取80份土樣。將土樣裝入塑料袋帶回。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

充分混合同一樣地同層重復(fù)土樣［28-29］，根據(jù)重量分成2份，分別以楊山?jīng)_尾礦庫(kù)內(nèi)的尾礦和農(nóng)田土壤為基質(zhì)，用幼苗萌發(fā)法進(jìn)行物種鑒定［12-13，28-31］。在萌發(fā)前對(duì)土樣進(jìn)行篩洗，除去其中的植物殘余器官及其它雜物，以縮短萌發(fā)周期。選50 cm×25 cm×25 cm塑料盤為萌發(fā)床，填充15 cm基質(zhì)，基質(zhì)中種子庫(kù)均通過(guò)高溫滅活(用烘箱經(jīng)過(guò)120℃高溫烘烤12 h)，將土樣分別平鋪于基質(zhì)表面，厚度約為1.5 cm，置于溫室內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。每天早晚各澆水1次，以保持土壤濕潤(rùn)，光照為12 h，溫室溫度范圍為20—27℃。每10 d記錄1次發(fā)芽數(shù)量，并定期記錄其生長(zhǎng)情況;當(dāng)萌發(fā)數(shù)量較少時(shí)翻動(dòng)土壤，保證其繼續(xù)萌發(fā)，直至連續(xù)2周無(wú)種子萌發(fā)為止。幼苗繼續(xù)生長(zhǎng)30 d，鑒別植物種類。

尾礦基質(zhì)pH值為6.85—8.43，總氮含量約為900 mg/kg，有效磷含量約為1.40 mg/kg，全鉀含量為220 mg/kg，重金屬主要表現(xiàn)為 Cu、Cd、Zn、Pb含量較高，其總量分別達(dá)到950、3.20、170和70 mg/kg。

1.5 數(shù)據(jù)處理和分析

采用Sorensen's coefficient指數(shù)［13，32］計(jì)算土壤種子庫(kù)與地上植被(或其它種子庫(kù))的相似性。

式中，CC是Sorensen指數(shù)的值;c是在地上植被與土壤種子庫(kù)中都出現(xiàn)的物種數(shù)目;s1和s2分別是地上植被和土壤種子庫(kù)中出現(xiàn)的物種數(shù)目。

根據(jù)各樣地種子庫(kù)中的種子數(shù)量及其種類，計(jì)算大多土壤種子庫(kù)研究［11，17，19］采用的Margalct豐富度指數(shù)(1)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(2)以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行Pielow均勻度指數(shù)(3):

式中，S為各樣地種子庫(kù)中物種總數(shù)，N為各樣地種子庫(kù)中所有種的種子總數(shù)，Pi為各樣地第i種植物的種子數(shù)占該樣地種子庫(kù)中總種子數(shù)比例。

采用Excel和SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，折算出每個(gè)樣地土壤種子庫(kù)萌發(fā)的種子數(shù)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤種子庫(kù)種子密度及主要物種科類

尾礦內(nèi)各樣地種子庫(kù)萌發(fā)結(jié)果(表2)表明，尾礦庫(kù)自然植被群落土壤種子庫(kù)80.9%—100%的萌發(fā)種子集中在0—5cm表層尾礦中，月見(jiàn)草群落、五節(jié)芒群落和節(jié)節(jié)草群落5—10cm尾礦層種子庫(kù)中未見(jiàn)有種子萌發(fā)。

尾礦庫(kù)中不同植物群落種子庫(kù)間種子密度差異較大，表現(xiàn)為白車軸草+野艾蒿+一年蓬群落(593粒/m2)＞節(jié)節(jié)草群落(537粒/m2)＞白茅+狗牙根群落(533粒/m2)＞中華結(jié)縷草+剪刀股群落(409粒/m2)＞月見(jiàn)草群落(78粒/m2)＞五節(jié)芒群落(57粒/m2)。尾礦壩體土壤庫(kù)種子密度達(dá)到999粒/m2，是尾礦內(nèi)種子庫(kù)平均密度(370粒/m2)的2倍多。尾礦三面山體土壤種子庫(kù)種子密度相對(duì)最低，約為尾礦內(nèi)種子庫(kù)平均密度的1/3。可見(jiàn)，人工覆土改變微生境有利于土壤種子庫(kù)密度的增加，演替成熟的山體喬灌木群落土壤種子庫(kù)密度相對(duì)較低。

表2 不同樣地土壤種子庫(kù)的種子密度及其與植被的相似性Table 2 Seed density and sorensen's coefficient in seed bank of different plots

銅尾礦種子庫(kù)在正常土壤中可萌發(fā)種子為16科44屬53種，其中禾本科、菊科和豆科占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)(表3)，這與尾礦地上優(yōu)勢(shì)植被類型相一致。但與地上植被物種比較發(fā)現(xiàn)，尾礦種子庫(kù)中出現(xiàn)的漆樹(shù)科、松科、薔薇科和蕓香科植物并沒(méi)有在尾礦中生長(zhǎng)，苦木科也僅在白茅+狗牙根群落中發(fā)現(xiàn)一棵臭椿?？梢?jiàn)，該尾礦演替現(xiàn)階段的基質(zhì)條件并未達(dá)到上述科類植物種子萌發(fā)和正常生長(zhǎng)的要求。

表3 不同樣地土壤種子庫(kù)的主要植物類群及其比例(%)Table 3 Species and percentage in seed bank of different plots

2.2 土壤種子庫(kù)與地上植被及各種子庫(kù)間的相似性

表2表明，尾礦內(nèi)各群落樣地土壤種子庫(kù)與地上植被的相似性為0.144—0.491?？傮w表現(xiàn)為，尾礦壩體土壤種子庫(kù)與地上植被的相似性最高，三面山體最低。

尾礦內(nèi)不同群落土壤種子庫(kù)間的相似性存在較大差異性(表4)，變化范圍為0.308—0.636，其中五節(jié)芒群落與月見(jiàn)草群落種子庫(kù)間相似性最高，中華結(jié)縷草+剪刀股群落與節(jié)節(jié)草群落種子庫(kù)間相似性最低，可見(jiàn)不同的地上植被類型及微地形環(huán)境可有效影響土壤種子庫(kù)的種子組成。尾礦壩體種子庫(kù)與尾礦內(nèi)種子庫(kù)間的相似性較三面山體種子庫(kù)與尾礦內(nèi)種子庫(kù)間相似性高，但月見(jiàn)草群落和節(jié)節(jié)草群落的土壤種子庫(kù)與壩體種子庫(kù)間相似性偏低(表4)。

表4 不同樣地土壤種子庫(kù)之間的相似度Table 4 Sorensen's coefficient among seed banks of different plots

2.3 各樣地土壤種子庫(kù)多樣性特征

從表5可以得出，尾礦內(nèi)土壤種子庫(kù)平均豐富度為2.74，低于壩體土壤種子庫(kù)的豐富度，但較山體土壤種子庫(kù)高。與豐富度的趨勢(shì)相同，尾礦內(nèi)土壤種子庫(kù)的多樣性指數(shù)平均值為2.424，均勻度指數(shù)的平均值為0.4359，同樣低于壩體土壤種子庫(kù)而較山體土壤種子庫(kù)高。可見(jiàn)，雖然尾礦與壩體植被的演替時(shí)間相同，但由于人工對(duì)基質(zhì)和植被類型的干擾，壩體植被的多樣性指數(shù)高，導(dǎo)致壩體土壤種子庫(kù)的物種多樣性高于尾礦。山體為人工栽種植被，物種單一，加上植被密閉度高，降低了土壤種子庫(kù)的物種多樣性。

表5 不同樣地土壤種子庫(kù)的物種多樣性Table 5 Species diversity of soil seed bank at different plots

2.4 銅尾礦對(duì)土壤種子庫(kù)萌發(fā)的影響

由圖2可以看出，各樣地土壤種子庫(kù)在尾礦基質(zhì)中萌發(fā)并成活的幼苗株數(shù)明顯少于在農(nóng)田土壤中萌發(fā)成活的幼苗個(gè)數(shù)。農(nóng)田土壤基質(zhì)中成活的幼苗數(shù)量隨著萌發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)有顯著增加的趨勢(shì)，但尾礦基質(zhì)中萌發(fā)成活的幼苗數(shù)在30 d之前表現(xiàn)為增加，30—50 d之間變化不大，壩體和山體土壤種子庫(kù)中成活的幼苗數(shù)甚至表現(xiàn)出減少的趨勢(shì)，觀察發(fā)現(xiàn)其幼苗出現(xiàn)枯黃死亡根部發(fā)霉?fàn)€死的現(xiàn)象。

尾礦基質(zhì)惡劣的理化性質(zhì)直接導(dǎo)致土壤種子庫(kù)部分植物種子不能萌發(fā)或幼苗死亡。尾礦種子庫(kù)能萌發(fā)生長(zhǎng)的植物為9科36屬45種，漆樹(shù)科、松科、薔薇科、蕓香科、苦木科、石竹科和傘形科植物在室內(nèi)尾礦基質(zhì)中沒(méi)能萌發(fā)正常生長(zhǎng)。

3 討論

A:白茅+狗牙根群落 Imperata cylindrica+Cynodon dactylon community，B:白車軸草+野艾蒿+一年蓬 Trifolium repens+Artemisia lavandulaefolia+Erigeron annuus community，C:月見(jiàn)草群落Oenothera erythrosepala community，D:中華結(jié)縷草+剪刀股群落Zoysia sinica+Lxeris debilis community，E:節(jié)節(jié)草群落Hippochaete ramosissimwn community，F(xiàn):五節(jié)芒群落 Miscanthus floridulu community，G:尾礦壩體 Tailings dam，H:尾礦三面山體Mountains around the tailings

銅陵楊山?jīng)_銅尾礦表層(0—5 cm層)種子庫(kù)的種類和種子密度均大于深層尾礦，達(dá)到總種子密度的80%以上，表明銅尾礦種子庫(kù)存在垂直分布差異規(guī)律，這與其它區(qū)域的研究結(jié)果相同［33-35］。該尾礦主要為35 μm的細(xì)粉砂粒組成，植被包括隱花植物結(jié)皮和草本維管植物群落，處在自然演替的初期，表面缺少腐殖質(zhì)層，暴雨季節(jié)，水蝕嚴(yán)重，地表容易形成板結(jié)，導(dǎo)致植物種子難以進(jìn)入尾礦深層，這可能是尾礦內(nèi)種子存在不同層次分布差異的主要原因。壩體和山體坡面深層土壤中的種子密度占22%以上，高于尾礦深層土壤的種子庫(kù)所占比例，是由于這兩處生境基質(zhì)被人工改良或是演替時(shí)間較長(zhǎng)，地表結(jié)構(gòu)疏松，通風(fēng)和透水性能較好，種子容易進(jìn)入深層作為種子庫(kù)保存。

對(duì)于尾礦內(nèi)6處不同植被自然演替群落，土壤種子庫(kù)的種子密度存在較大差異。其中月見(jiàn)草群落和五節(jié)芒群落土壤種子庫(kù)的種子密度最低，約為尾礦種子庫(kù)平均種子密度的1/6。這兩種植被下種子庫(kù)的種子密度較低，一方面受其所在位置、種子庫(kù)的來(lái)源等因素的影響，同時(shí)也受其基質(zhì)極度酸化的影響。這兩處樣地pH值為4.37—6.49，酸化較為嚴(yán)重。極性酸堿度都是使土壤種子庫(kù)種子失活的原因［27］。

地上植被是土壤種子庫(kù)中種子的主要來(lái)源，與種子庫(kù)中植物種類組成有著密切關(guān)系。土壤種子庫(kù)中的種子能夠直接參與地上植被的更新和演替，研究尾礦庫(kù)種子庫(kù)的種類和數(shù)量，對(duì)于尾礦廢棄地的植被恢復(fù)和群落的演替有著重要意義。在本研究中，銅尾礦種子庫(kù)與地上植被有著密切的關(guān)系，平均相似性系數(shù)值為0.355，大于周圍山體土壤種子庫(kù)與地上植被的相似度，說(shuō)明地上植被已經(jīng)成為尾礦種子庫(kù)種子雨的主要來(lái)源之一，在尾礦廢棄地的生態(tài)演替過(guò)程中為植被的恢復(fù)提供充足的恢復(fù)物質(zhì)源。Zhao等［14］在科爾沁沙質(zhì)草地放牧和圍封條件下的土壤種子庫(kù)研究中，認(rèn)為地上植被是影響土壤種子庫(kù)密度原因之一，這與本研究結(jié)論相同。但Li等［36］在對(duì)桂林巖溶石山陰香群落土壤種子庫(kù)研究中發(fā)現(xiàn)土壤種子庫(kù)與植被之間沒(méi)有必然聯(lián)系。Zhao等［11］對(duì)科爾沁沙地和Liu等［37］對(duì)湖南茶陵湖里沼澤的研究結(jié)果表明土壤種子庫(kù)和地上植被組成上的相似性程度較高，分別為0.630和0.596。而在本實(shí)驗(yàn)中，尾礦種子庫(kù)與地上植被間的相似性系數(shù)僅為0.144—0.491。尾礦種子庫(kù)與地上植被的不相似性可能是由于地上一些物種對(duì)土壤種子庫(kù)形成的貢獻(xiàn)較小及其物種特性造成的，如中華結(jié)縷草和節(jié)節(jié)草等通過(guò)營(yíng)養(yǎng)體繁殖，對(duì)土壤種子庫(kù)的組成不起到作用。另外，周圍生境中豐富種子源也降低了尾礦種子庫(kù)與地上植被的相似性。Bai等［38］在對(duì)黃土丘陵溝壑區(qū)退耕地的研究中發(fā)現(xiàn)土壤種子庫(kù)與地上植被間的不相似性也較高。這些研究結(jié)果之間的差異可能主要是由于所在生境和演替階段的不同造成的，本研究為尾礦廢棄地植被自然演替初期階段環(huán)境條件下的結(jié)果。

演替階段的差異也影響了土壤種子庫(kù)的種類和數(shù)量。在本研究，尾礦壩體群落演替時(shí)間雖然與尾礦相同，但由于人工的干擾作用，演替速度加快，進(jìn)入較高級(jí)的演替階段，群落多樣性較尾礦高，其土壤種子庫(kù)的種子密度及種類也高于尾礦。尾礦庫(kù)周圍山體為成熟的馬尾松群落，物種多樣性低，植被郁閉度高，土壤種子庫(kù)的種子密度相對(duì)最低。Dessaint等［39］對(duì)可耕地的研究發(fā)現(xiàn)，隨著演替的進(jìn)行，土壤種子庫(kù)的密度增加，但這種增加并不是無(wú)限的，頂極群落的土壤種子庫(kù)密度往往較小。一般情況下，不同植被或群落類型土壤種子庫(kù)的種子密度具有較大的差異，草地大于森林［40］。本研究結(jié)果與以上兩種結(jié)論基本相似。

相鄰生境由于有相同的氣候條件，加上相近的種子雨來(lái)源，土壤種子庫(kù)特征的差異性更多體現(xiàn)在基質(zhì)條件和微生境環(huán)境變化對(duì)種子庫(kù)組成的影響，微生境能影響土壤種子庫(kù)的水平分布［41］。本實(shí)驗(yàn)中，銅尾礦內(nèi)各群落下種子庫(kù)間的相似性差異較大(表4)，蓋度較高的白茅+狗牙根群落和白車軸草+野艾蒿+一年蓬群落下種子庫(kù)的物種豐富度明顯高于低蓋度的五節(jié)芒群落和月見(jiàn)草群落，但蓋度相對(duì)較高的中華結(jié)縷草+剪刀股群落和節(jié)節(jié)草群落種子庫(kù)的種子種類又低于相同蓋度的其它群落。研究發(fā)現(xiàn)，中華結(jié)縷草+剪刀股群落植被高度相對(duì)較低，裸露地多為地衣、藻類和苔蘚形成的結(jié)皮，種子不易附著沉庫(kù)。節(jié)節(jié)草群落位于山坳低洼處，雨季容易積水，造成部分植物種子失活，這或許是其種子庫(kù)種子類型較少的原因。可見(jiàn)，在尾礦中不同的群落植被類型和基質(zhì)理化性質(zhì)影響了尾礦種子庫(kù)的種子組成。

銅陵銅尾礦與相鄰兩處生境土壤種子庫(kù)間的物種多樣性指數(shù)、豐富度和均勻度具有相同的變化趨勢(shì)，均表現(xiàn)為壩體＞尾礦＞山體。Bao等［42］研究了不同放牧方式對(duì)草原種子庫(kù)的影響，認(rèn)為自然狀態(tài)下土壤種子庫(kù)物種多樣性越高物種豐富程度越大，物種對(duì)生境的分割程度越高，因而物種均勻度降低。但在本研究中，尾礦壩體為人工間距栽種低矮灌木和高草植物，周圍山體以用材為目的栽種單一的馬尾松，造成地上植被物種均勻度的變化，也影響了土壤種子庫(kù)物種的均勻度。

在本研究中，尾礦基質(zhì)對(duì)種子的萌發(fā)和幼苗的正常生長(zhǎng)造成了抑制作用。尾礦種子庫(kù)在農(nóng)田土壤基質(zhì)中萌發(fā)并正常生長(zhǎng)的幼苗為16科44屬53種，而在尾礦基質(zhì)中僅為9科36屬45種，其中禾本科、菊科和豆科植物萌發(fā)和生長(zhǎng)狀況較好，這3科構(gòu)成了尾礦內(nèi)地上植被的主要類型。研究還發(fā)現(xiàn)，尾礦壩體和周圍山體土壤種子庫(kù)在尾礦基質(zhì)中的萌發(fā)效率低于尾礦種子庫(kù)。以50 d成活幼苗數(shù)為例，尾礦種子庫(kù)在尾礦中的萌發(fā)成活率為62.2%—91.2%，而其它兩處樣地土壤種子庫(kù)在尾礦中的萌發(fā)成活率分別為47.8%和33.9%，約為尾礦種子庫(kù)成活率的一半。可見(jiàn)，組成尾礦種子庫(kù)的植物種類大部分已經(jīng)適應(yīng)了尾礦的極端惡劣環(huán)境或者其本身就是耐性極強(qiáng)的植物類型，尾礦種子庫(kù)中的這些植物種類對(duì)于尾礦的恢復(fù)和地上植被類型的更替具有非常重要的意義。

綜上所述，尾礦內(nèi)微生境的差異影響了種子庫(kù)的種子密度及種類，人為改變基質(zhì)因子或植被類型可明顯改變土壤種子庫(kù)的特征。在尾礦基質(zhì)中尾礦種子庫(kù)萌發(fā)成活率要明顯大于相鄰生境中的土壤種子庫(kù)，這為尾礦植被群落的演替提供物種基礎(chǔ)。

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