王洪丹，王金滿,2,*，曹銀貴，盧元清，秦　倩，王　宇

1 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京　100083 2 國土資源部土地整治重點實驗室，北京　100035

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黃土區(qū)露天煤礦排土場土壤與地形因子對植被恢復(fù)的影響

王洪丹1，王金滿1,2,*，曹銀貴1，盧元清1，秦倩1，王宇1

1 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京100083 2 國土資源部土地整治重點實驗室，北京100035

在脆弱的生態(tài)環(huán)境改善和恢復(fù)過程中，植被恢復(fù)與重建扮演著重要的角色。黃土露天煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境極其脆弱，認識礦區(qū)損毀土地植被恢復(fù)與地形、土壤因子之間的作用規(guī)律對礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)恢復(fù)改善至關(guān)重要。為此，選擇山西平朔安太堡露天煤礦南排土場對2條樣帶27個復(fù)墾樣地的土壤、地形、植被參數(shù)進行了采集與測定，并應(yīng)用單因素方差分析與CANOCO 4.5軟件的降趨勢對應(yīng)分析和冗余分析研究了地形與土壤因子對植被恢復(fù)的影響。結(jié)果表明:植被與土壤變量之間呈顯著相關(guān)，與地形變量之間相關(guān)性不明顯；坡度主要影響草本覆蓋度，坡向與有機質(zhì)和速效磷之間具有線性相關(guān)性；速效鉀對植被的變化起著重要的作用；土壤容重與礫石含量對土壤養(yǎng)分含量具有明顯的指示作用；有機質(zhì)與全氮呈顯著正相關(guān)，各土壤養(yǎng)分指標之間存在明顯的相關(guān)關(guān)系。為了改善和恢復(fù)黃土區(qū)露天煤礦排土場脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)該考慮植被和土壤的聯(lián)合演替。在當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境狀況下土地復(fù)墾與生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵是改善土壤狀況和增加人工植被，同時加強對排土場人工和自然植被的保護。

土地復(fù)墾；植被恢復(fù)；降趨勢對應(yīng)分析；冗余分析；黃土區(qū)

The ANOVA and pairwise tests indicated that environmental factors significantly effected changes in vegetation. Available K (AK) had the most significant impact on vegetation restoration (P< 0.01), followed by total N (TN) and bulk density (BD) (P<0.05). However, topography variables did not significantly effect changes in vegetation (P>0.05). Soil nutrients were the main factors affecting the distribution and growth of vegetation during the process of restoration in this opencast coal mine dump in a loess area.

The RDA results indicated that vegetation and soil variables were significantly correlated, whereas the correlation between vegetation and topography variables was not significant. There was a strong correlation between vegetation and environmental factors with species-environment correlations of 0.811 on the first axis and 0.702 on the second axis. The cumulative percentage of variance in the species occurrence data on the first four axes of the RDA was 59.9%. The cumulative percentage of variance for the species-environment relationship on the first axis was 75.3% and on the second axis was 20.1%. Thus, the first axis and second axis explained 95.4% of the variation in the relationship between species and the environment. This indicated that the species and the environment axes were highly correlated with the set of variables. The Monte Carlo permutation test indicated that vegetation restoration was not associated with all the environmental factors (P>0.05). AK played an important role in vegetation change. The soil nutrient content correlated with soil bulk density and rock content. Soil organic matter and total nitrogen showed significantly positive correlation. The slope determined the herbage coverage. There was also a linear relationship between slope direction and soil organic matter; a similar relationship was noted between slope direction and rapidly available phosphorus.

In order to improve and restore the degraded ecosystems in opencast coal mine dumps in loess areas, the co-evolution of vegetation and soil should be understood and natural succession should be considered. Vegetation restoration is not only an ecological, but also an economic and social problem, and some relevant conservation policies, such as the prohibition of grazing and logging, and conservation of natural vegetation are needed to reduce the human disturbance on these lands. A key strategy for ecological restoration in opencast coal mine dumps in loess areas is to improve soil conditions and increase the area of propagated vegetation; protection of propagated and natural vegetation under local environmental conditions should also be strengthened.

植被重建是礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)恢復(fù)的重要工作之一，且植被恢復(fù)與土壤、地形等環(huán)境因子關(guān)系密切[1]。因此，有越來越多的學(xué)者開始關(guān)注植被變化與環(huán)境因子之間的相互關(guān)系，以為礦區(qū)的植被恢復(fù)以及生態(tài)重建提供重要的理論和實踐價值。較多學(xué)者[2-9]的研究集中于土壤理化性質(zhì)對植被變化影響方面，并分別采用主成分分析、單因素方差分析、相關(guān)性分析等方法研究了植被恢復(fù)與土壤特性之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)植被恢復(fù)與土壤理化性質(zhì)之間有較好的交互影響作用；植被恢復(fù)與地形因子相互影響關(guān)系方面也有研究[11-12]，發(fā)現(xiàn)海拔、坡位、坡向、坡度等微地形條件對群落結(jié)構(gòu)及物種分布影響顯著；另外部分學(xué)者采用不同的多變量分析方法研究了植被與土壤、地形之間的影響規(guī)律[12-15]。已有植被恢復(fù)與土壤、地形之間相互影響規(guī)律的研究多采用SPSS軟件進行傳統(tǒng)的多變量分析，但當(dāng)環(huán)境變量數(shù)目較多并且地形起伏較大時，其分析結(jié)果往往帶有主觀性[15-18]，而CANOCO 4.5軟件進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和多變量分析時則可以減少主觀性[19-20]。CANCOCO 4.5軟件是一種生態(tài)應(yīng)用軟件，能夠洞察生物群落結(jié)構(gòu)、植物、動物與它們的環(huán)境之間的關(guān)系，是目前用于約束與非約束排序的較為流行的工具。它將排序、回歸和排列方法學(xué)進行了整合，能夠得到健全的生態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型可有效解決生態(tài)應(yīng)用研究方面的問題。

為此，本研究以復(fù)墾年限為23a的山西省平朔安太堡露天煤礦南排土場為研究對象，基于CANOCO 4.5軟件采用降趨勢對應(yīng)分析和冗余分析研究土壤與地形因子對植被恢復(fù)的影響，以期為黃土區(qū)植被恢復(fù)與重建及生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)恢復(fù)提供科學(xué)的參考價值。

1　研究區(qū)概況

安太堡露天煤礦隸屬于山西省朔州市，地跨朔城區(qū)與平魯區(qū)，是我國最大的露天煤礦。其地理坐標為：東經(jīng)112°11′—113°30′，北緯39°23′—30°27′，總面積375.12 km2。該區(qū)屬典型的溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，降雨量在時間上分布極不均勻，平均降雨量為428.2—449 mm，平均氣溫4.8—7.8 ℃。土壤主要為栗鈣土與栗褐土的過渡帶，其主要地帶性土壤為栗鈣土。礦區(qū)地帶性植被類型屬于草原，原地貌植被覆蓋率低，屬強烈侵蝕的生態(tài)脆弱區(qū)，對環(huán)境改變敏感。隨著煤炭的大量開采，植被遭到嚴重的破壞，生態(tài)系統(tǒng)不斷退化。作為本文研究區(qū)的安太堡露天煤礦南排土場在1991年進行了有效的土地復(fù)墾與植被重建，其天然灌木林以耐旱性較好的沙棘為主，而人工林主要植被為刺槐、榆樹、油松、臭椿等。

2　材料與方法

2.1樣地調(diào)查與采樣

圖1　研究區(qū)位置及樣點布設(shè)圖Fig.1　Location of study area and scheme of sample point setting

2014年7月上旬對復(fù)墾年限為23a的山西省平朔安太堡露天煤礦南排土場復(fù)墾區(qū)進行了樣地調(diào)查。選取南排土場2條樣帶27個樣地進行取樣，研究區(qū)樣帶與樣地布設(shè)如圖1，樣帶1包含1—16號樣地，樣地2包含17—27號樣地。為了使各樣地包含不同的地形因子，兩條樣帶分別按西北-東南和東北-西南方向布設(shè)。由于地形條件的限制，同時考慮到所選樣地應(yīng)具有相同和相似植被類型，實際采樣時部分樣地稍微偏離。本樣地布設(shè)方案能夠全方位地分析南排土場植被與土壤、地形因子之間的關(guān)系。在每個樣地內(nèi)采用樣線法于代表性地段內(nèi)分別設(shè)置1個喬木樣方、3個草本樣方，喬木樣方10 m×10 m，草本樣方1 m×1 m。在喬木樣方內(nèi)，測定喬木種類、株數(shù)、郁閉度、草本蓋度，并選取10株喬木進行檢尺，記錄樹高和胸徑；在草本樣方內(nèi)，剪取所有草本根部以上部分，去掉枯枝殘葉，裝入保鮮袋內(nèi)帶回實驗室烘干稱重。同時用GPS測定樣地經(jīng)緯度和海拔，用羅盤測定坡度、坡位和坡向。樣地調(diào)查植被情況如表1。

每個喬木樣方中用環(huán)刀法隨機取表層土(0—25 cm) 測定土壤含水量、容重和孔隙度等指標，設(shè)置 3 次重復(fù)；并在每個樣方內(nèi)取表層(0—25 cm)混合土樣，土樣混合均勻并去除植物根系和石塊后放入土袋帶回實驗室供測試使用。

表1　樣地調(diào)查的基本情況表

2.2參數(shù)測定

土壤因子的測定指標包括：土壤容重(BD)、土壤含水量(SWC)、土壤總孔隙度(BP)、礫石含量(RC)、全氮 (TN)、速效磷 (AP)、速效鉀 (AK)、土壤有機質(zhì)(OM)8個指標。土壤含水量測定采用烘干法，土壤容重和土壤總孔隙度采用環(huán)刀法測定，土壤礫石含量采用稱重法測定。土壤有機質(zhì)的測定采用高錳酸鉀氧化法，土壤全氮采用半微量開氏法測定，土壤速效磷用0.5 mol/L碳酸氰鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，土壤速效鉀采用醋酸銨浸提-原子吸收光譜法測定[14,21]。

地形數(shù)據(jù)中的坡向、坡位指標按經(jīng)驗公式建立隸屬函數(shù)換算成編碼[13,22]，坡向中平臺0，陽坡0.3,半陽坡0.5,半陰坡0.8，陰坡1。坡位中平臺為0，中坡為1。研究區(qū)各樣地地形數(shù)據(jù)見表2。

對采集的草本樣品放入烘箱于80℃烘干至恒重，重復(fù)4次，計算地上生物量。

2.3統(tǒng)計分析方法

采用SPSS 20.0 對土壤數(shù)據(jù)進行描述性統(tǒng)計分析，并對土壤和地形因子對植被變化的影響進行單因素方差分析及顯著性檢驗，其顯著水平設(shè)定為α=0.05。其次基于CANOCO 4.5軟件進行降趨勢對應(yīng)分析(DCA)。DCA是將物種數(shù)據(jù)進行分析，觀察物種數(shù)據(jù)的整體情況，根據(jù)DCA排序結(jié)果中第一排序軸的長度來選擇合適的排序分析方法。同時，采用CANOCO軟件選用的多變量分析方法進行排序和蒙特卡洛檢驗(Monte Carlo)，通過得到的排序圖，分析植被數(shù)據(jù)與土壤、地形數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。將降趨勢對應(yīng)分析與冗余分析相結(jié)合可以保證既不會丟失植被組成變化量的大部分信息，又不會丟掉與所測土壤、地形因子相關(guān)的大部分變量信息。

表2　研究區(qū)各樣地地形數(shù)據(jù)

地形數(shù)據(jù)中的坡向、坡位指標按經(jīng)驗公式建立隸屬函數(shù)換算成編碼[13,22]，坡向中平臺0，陽坡0.3,半陽坡0.5,半陰坡0.8，陰坡1;坡位中平臺為0，中坡為1

3　結(jié)果與分析

3.1土壤數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計分析

對土壤數(shù)據(jù)進行描述性統(tǒng)計分析，見表3。極大值、極小值可以作為土壤特性的變異性的估計值，結(jié)果顯示除土壤有機質(zhì)含量的極大值、極小值相差很大外，其他各土壤因子的極大值與極小值相差不大，較符合正態(tài)分布。均值和中值是集中趨勢的主要估計值，表3顯示均值和中值大多是相似的，大多數(shù)土壤特性的中值小于其均值，表明土壤特性中的異常值對集中趨勢的發(fā)展沒有影響。變異系數(shù)也是土壤特性變異性的一個估計值，土壤容重和土壤總空隙度的變異系數(shù)較低(<15%)，土壤含水量、速效磷和速效鉀的變異系數(shù)適中(15%—35%)，有機質(zhì)、全氮和礫石含量具有較高的變異系數(shù)(>35%)?？偟膩碚f，描述性統(tǒng)計顯示研究區(qū)土壤特性的變化較大。

表　3　土壤數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計分析

3.2土壤與地形因子對植被變化影響的單因素方差分析

采用SPSS 20.0進行單因素方差分析及顯著性檢驗，分析土壤與地形因子對植被變化的影響程度。不同的土壤、地形因子對植被變化的影響具有較大的差異(表4)，土壤因子中的速效鉀對植被變化影響最為顯著(P=0.01<0.05)，其次是全氮和土壤容重(P<0.05)，而地形因子對植被變化的貢獻率并不顯著。說明在黃土區(qū)露天煤礦排土場植被恢復(fù)過程中，土壤養(yǎng)分是影響植被恢復(fù)與重建的主要因子。

表4　土壤與地形因子對植被影響的單因素方差分析與顯著性檢驗表

*表示顯著相關(guān)P<0.05，**表示極顯著相關(guān)P<0.01

3.3DCA與RDA排序分析

DCA排序分析得出排序軸長度從第一軸到第四軸分別是：0.490、0.440、0.251、0.323。如果第一排序軸的值小于3.0，則冗余分析(RDA)的分析結(jié)果較好；若第一排序軸的值介于3.0與4.0之間，則RDA與典范對應(yīng)分析(CCA)都可以選用；若第一排序軸的值大于4.0，則CCA的分析效果好于RDA[23]。本研究DCA分析第一排序軸值小于3.0，說明該區(qū)選擇線性模型RDA進行分析效果較好。

RDA能夠獨立保持各個土壤與地形變量對植被變化的貢獻率，并從統(tǒng)計學(xué)的角度評價一個變量與多變量數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系，通過探尋新的變量作為最好的預(yù)測器來預(yù)測植被變量的分布。圖2為土壤與地形因子影響植被變量的RDA排序圖。圖中土壤因子用帶有紅色箭頭線段表示，地形因子用帶綠色箭頭的線段表示，而帶藍色箭頭的線段表示植被變量。土壤、地形變量與植被變量之間的余弦值代表了它們之間的相關(guān)性，余弦值為正，表示呈正相關(guān)，相反則呈負相關(guān)；土壤、地形變量箭頭的方向表示了該環(huán)境因子的變化趨勢，箭頭的長短代表該因子對植被數(shù)據(jù)的解釋量的大小。由圖2可以得出，在植被恢復(fù)過程中，對植被變化的影響土壤因子大于地形因子。地形因子中坡向表現(xiàn)了對植被變化的較高的解釋量，土壤因子中速效鉀得分最高成為最好的解釋變量，而礫石含量、土壤容重和全氮扮演著次要角色，其余因子的解釋量相對較小。

RDA分析結(jié)果顯示植被數(shù)據(jù)變化的累積比例的前四軸的值為59.9%，植被與環(huán)境相關(guān)關(guān)系第一軸和第二軸的累計比例分別為75.3%和20.1%，即第一軸和第二軸共解釋了95.4%的植被與土壤及地形之間的關(guān)系(表5)。植被與土壤及地形因子相關(guān)系數(shù)第一軸和第二軸的值分別是0.811和0.702。由此綜合可知，植被與土壤、地形之間具有高度的相關(guān)性。蒙特卡洛顯著性檢驗(Monte Carlo)表明，植被恢復(fù)并不與所有的土壤、地形因子具有相關(guān)性(P=0.086>0.05)。

3.4解釋變量之間的相關(guān)性分析

RDA排序圖顯示了植被與土壤、地形因子的概率關(guān)系，排序圖的第一排序軸代表了地形因子對植被的影響。由圖2可知，海拔和坡度分別與喬木數(shù)量和草本覆蓋度呈正相關(guān)，坡向與喬木數(shù)量呈負相關(guān)；地形因子中坡向線段長度最長，所以坡向表現(xiàn)了對植被數(shù)據(jù)較高的解釋量。海拔和坡向與喬木數(shù)量之間相關(guān)性較大。第二排序軸則代表土壤因子對植被數(shù)據(jù)的影響，在所有土壤因子中，速效鉀的線段長度最長，所以速效鉀對植被數(shù)據(jù)的解釋量最高，對植被變化的影響最為顯著。速效鉀、全氮與喬木平均高度、喬木平均胸徑呈正相關(guān)，且相關(guān)性較大。土壤容重和礫石含量與喬木數(shù)量呈正相關(guān)；速效磷與喬木平均胸徑和平均高度呈負相關(guān)，與地上生物量呈正相關(guān)。說明地形因子對黃土區(qū)露天煤礦排土場的植被恢復(fù)影響不顯著，而土壤因子與植被數(shù)據(jù)之間關(guān)系明顯。

表5　黃土區(qū)露天煤礦排土場RDA排序結(jié)果表

圖2　黃土區(qū)露天煤礦排土場植被與土壤、地形變量RDA排序圖Fig.2　Ordination diagram of RDA analysis of vegetation and soil，topography variables in opencast coal_mine dump of loess area

表6是RDA分析得到的土壤因子與地形因子的相關(guān)關(guān)系結(jié)果。地形因子與土壤因子之間速效磷與海拔(-0.309)呈負相關(guān)，與坡向(0.347)呈正相關(guān)；全氮與坡位(0.379)、坡向(0.349)、坡度(0.339)呈正相關(guān)；土壤含水量、土壤總孔隙度與坡向呈正相關(guān)，土壤容重與坡向呈負相關(guān)，其他因子之間相關(guān)性不明顯。說明地形因子對土壤因子有一定的影響。

土壤變量之間的相關(guān)分析顯示：土壤容重與土壤總孔隙度(-0.871)呈顯著負相關(guān)，這符合以往的研究結(jié)果；土壤容重與礫石含量(0.451)呈正相關(guān)；礫石含量與全氮(0.537)呈顯著正相關(guān)，與有機質(zhì)(0.432)、速效磷(0.303)呈正相關(guān)；有機質(zhì)與全氮(0.860)呈顯著正相關(guān)；速效磷與全氮、有機質(zhì)呈正相關(guān)。說明在植被恢復(fù)過程中，土壤物理性質(zhì)中的土壤容重與礫石含量對土壤養(yǎng)分含量具有明顯的指示作用，各土壤養(yǎng)分指標之間存在明顯的相關(guān)關(guān)系。

4　討論

植被恢復(fù)的模式不同對土壤因子的改善狀況是有差別的，植被恢復(fù)對土壤養(yǎng)分含量具有指示作用[1,24]，速效磷、全氮等土壤變量又對植被的生長和發(fā)展有著顯著的影響[3,7,14,25-26]。本研究表明土壤養(yǎng)分中速效鉀是影響物種數(shù)據(jù)的最好的解釋變量，其次是全氮、速效磷。研究區(qū)主要植被類型是刺槐和榆樹，每年補給土壤較多的枯枝落葉，另外，本研究區(qū)最主要的物種刺槐具有較強的固氮作用[27]，所以使得土壤中速效鉀和全氮的含量增加。許多研究表明土壤有機質(zhì)具有明顯的表聚作用[4,12,28]，對植被的生長與植被發(fā)展有著重大的影響[15,29]，同時齊雁冰[30]的研究表明不同植被恢復(fù)模式也可使土壤有機質(zhì)有不同程度的增加，這是因為植被恢復(fù)后每年都有大量枯枝落葉進入土壤，經(jīng)微生物腐解后形成較多腐殖質(zhì)，使土壤有機質(zhì)增加。而本研究顯示土壤有機質(zhì)對植被發(fā)展的影響并不明顯，有機質(zhì)含量的極大值、極小值相差很大，可能的原因是該研究區(qū)除了植被影響土壤有機質(zhì)含量，在植被重構(gòu)過程中煤矸石的含量在不同樣地含量也不相同，煤矸石中本身含有有機質(zhì)，隨著煤矸石的風(fēng)化，使得土壤中有機質(zhì)含量增加[5,31]。

馬旭東等[11]研究表明群落結(jié)構(gòu)及物種分布受海拔、坡位、坡向、坡度等山地微地形條件影響顯著。本研究排序結(jié)果顯示，地形因子中坡向成為影響植被恢復(fù)的主要因子，其次是海拔，坡向主要對草本覆蓋度和喬木有一定的影響，但這些影響都并不顯著，地形因子對植被恢復(fù)并沒有很強的貢獻率，這可能是因為在土壤性質(zhì)缺少的區(qū)域，地形因子主要對植被恢復(fù)作出解釋，而當(dāng)?shù)匦我蜃优c土壤因子同時存在時，土壤因子成為影響植被恢復(fù)的主要環(huán)境因子[15,19]。王應(yīng)剛等[32]研究龍角山森林區(qū)域地形因子對植被生長的影響，發(fā)現(xiàn)影響物種多樣性空間布局的主要因素是坡向和海拔，但當(dāng)海拔變化幅度≤300 m時，海拔對植被發(fā)展的影響很小。本文研究的是露天煤礦排土場，其海拔高度從1329.16—1454.21m，相差125.05m≤300 m，這將不足以引起水-熱條件的重大變化[15]，也就不足以對植被恢復(fù)造成影響。地形因子對植被恢復(fù)有一定的影響，同時地形對土壤因子也有一定的影響。柳云龍等[33]得出地形變化對土壤的理化性質(zhì)和水分特性有明顯的影響，本研究結(jié)果顯示速效磷與海拔呈負相關(guān)，與坡向呈正相關(guān)；全氮與坡位、坡向、坡度呈正相關(guān)；土壤含水量、土壤總孔隙度與坡向呈正相關(guān)，土壤容重與坡向呈負相關(guān)。

土壤因子與植被恢復(fù)之間的這種相互聯(lián)系又相互制約的關(guān)系，表明了土壤因素在植被恢復(fù)過程中的作用，同時也揭示了植被恢復(fù)對土壤性質(zhì)的恢復(fù)和改善作用。所以為了改善和恢復(fù)黃土區(qū)露天煤礦排土場脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)該考慮植被和土壤的聯(lián)合演替[15]。當(dāng)前黃土區(qū)露天煤礦排土場生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵是在當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境狀況下改善土壤狀況和增加人工植被，同時加強對排土場植被的保護。

5　結(jié)論

本文利用CANCOC 4.5軟件分析了黃土區(qū)安太堡露天煤礦排土場地形、土壤因子對植被恢復(fù)的影響，通過研究得到以下結(jié)論：

(1)在黃土區(qū)露天煤礦排土場植被恢復(fù)過程中土壤因子是影響植被恢復(fù)的主要環(huán)境因子。其中速效鉀為影響植被恢復(fù)的最主要解釋變量，其次是礫石含量、全氮、土壤容重；地形因子中坡向?qū)χ脖换謴?fù)影響較大。

(2)土壤物理性質(zhì)中的土壤容重與礫石含量對土壤養(yǎng)分含量具有明顯的指示作用，各土壤養(yǎng)分指標之間存在明顯的相關(guān)關(guān)系。

(3)在影響植被恢復(fù)因子較多的情況下，利用降趨勢對應(yīng)分析和冗余分析可以避免出現(xiàn)較大的誤差，減少分析過程中的主觀性；將SPSS 20.0與CANOCO 4.5相結(jié)合，能夠更科學(xué)的分析黃土區(qū)露天煤礦排土場土壤、地形因子對植被恢復(fù)與的影響。

(4)為了改善和恢復(fù)黃土區(qū)露天煤礦排土場脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)該考慮植被和土壤的聯(lián)合演替。在當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境狀況下排土場土地復(fù)墾的關(guān)鍵是改善土壤狀況和增加人工植被，同時加強對排土場植被的保護。

致謝：韓玉國副教授對文章寫作給予幫助，曹銀貴老師、王宇師姐、盧元清師兄、秦倩對樣品采集、土樣測定給予幫助，特此致謝。

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Effect of soil and topography on vegetation restoration in an opencast coal mine dump in a loess area

WANG Hongdan1, WANG Jinman1,2,*, CAO Yingui1, LU Yuanqing1, QIN Qian1, WANG Yu1

1CollegeofLandScienceandTechnology,ChinaUniversityofGeosciences(Beijing),Beijing100083,China2KeyLaboratoryofLandConsolidationandRehabilitation,MinistryofLandResources,Beijing100035,China

Restoration and reconstruction of vegetation play an important role in improving and restoring the fragile ecological environment in disturbed areas. In opencast coal mine dumps in loess areas, the ecological environment is extremely fragile. Therefore, it is crucial to understand the effects of topography and soil factors on the response of vegetation restoration in order to improve the damaged ecosystems in mining areas. Here, we determined the effects of soil and topography on the response of vegetation to restoration activities at 27 reclamation sample plots (each with two transects) with different site conditions in the Shanxi Pingshuo Antaibao Opencast Coal Mine in a loess area. We conducted one-way analysis of variance (ANOVA) tests and pairwise tests of significance with SPSS 20.0. We performed multivariate techniques, including detrended correspondence analysis (DCA) and redundancy analysis (RDA) using the program CANOCO 4.5.

land reclamation; vegetation restoration; detrended correspondence analysis (DCA); redundancy analysis (RDA); loess area

國家自然科學(xué)基金項目(41271528)

2015- 01- 23; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2015- 10- 10

Corresponding author.E-mail: wangjinman2002@163.com

10.5846/stxb201501230187

王洪丹，王金滿，曹銀貴，盧元清，秦倩，王宇.黃土區(qū)露天煤礦排土場土壤與地形因子對植被恢復(fù)的影響.生態(tài)學(xué)報,2016,36(16):5098- 5108.

Wang H D, Wang J M, Cao Y G, Lu Y Q, Qin Q, Wang Y.Effect of soil and topography on vegetation restoration in an opencast coal mine dump in a loess area .Acta Ecologica Sinica,2016,36(16):5098- 5108.