宿少鋒,薛 楊,林之盼,王小燕

(1.海南省林業(yè)科學(xué)研究院,海南 海口 571100;2.海南文昌森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站,海南 文昌 571300)

礦產(chǎn)資源開采所引發(fā)的環(huán)境污染和生態(tài)破壞問題，是當(dāng)前人們十分關(guān)注的環(huán)境保護(hù)重要內(nèi)容之一[1]。隨著人口的增加、工業(yè)化的發(fā)展及城市化進(jìn)程的加快，人類對自然資源的過度利用，致使許多類型的生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重退化，產(chǎn)生了大量的工業(yè)廢棄地，進(jìn)而引發(fā)了一系列諸如森林減少，水土流失，土地荒漠化，石漠化，水體和空氣污染，生物多樣性銳減，淡水資源短缺，生態(tài)平衡失調(diào)等生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題[2]，對區(qū)域生態(tài)環(huán)境安全和生物多樣性保護(hù)帶來巨大損失[3]。海南省是中國鈦礦資源儲(chǔ)量最為豐富的省份之一，尤其文昌市。據(jù)調(diào)查海南省鈦礦區(qū)開發(fā)廢棄地已達(dá)到5 000 hm2以上，僅文昌地區(qū)已達(dá)到3 586 hm2[2]。鈦礦主要以地表開采為主，將表面植被去除，用高壓水槍沖射含鈦土壤,形成泥漿。泥漿經(jīng)擋水設(shè)備收集后,采用溜槽重力自流至選礦生產(chǎn)車間的長溝型槽中，并加入清水，利用鈦礦比重大，泥沙比重較輕的特點(diǎn)，使其在重力作用下分層，含鈦較多的部份沉淀在槽底，由泥漿泵抽吸至粗毛鈦礦槽中，其它泥漿水則排至外圍[4]。鈦礦的開采不僅影響了區(qū)域景觀，同時(shí)也造成森林植被大面積的破壞、區(qū)域環(huán)境安全、水土流失劇增、物種多樣性銳減等一系列問題，廢棄鈦礦區(qū)植被恢復(fù)及生態(tài)重建成為海南區(qū)域發(fā)展迫在眉睫的問題。

植物生長和分布除了受擴(kuò)散能力、種群密度、個(gè)體大小等影響因素外，還會(huì)受到氣候、地形、土壤因子的影響[5-8]，礦產(chǎn)開采正是通過改變局部環(huán)境因子從而對物種的分布產(chǎn)生影響。礦產(chǎn)的開發(fā)破壞了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對原有生態(tài)系統(tǒng)造成破碎化，對周邊生態(tài)系統(tǒng)完整性造成分割，從而形成不同獨(dú)立的小型生態(tài)系統(tǒng)，礦區(qū)的開發(fā)利用成為生物資源破壞重要干擾源[9]。目前，國內(nèi)外研究的重點(diǎn)是廢棄礦區(qū)植被的恢復(fù)，國外早在20世紀(jì)初期就已經(jīng)開展礦區(qū)植被生態(tài)恢復(fù)，通過土地復(fù)墾、礦區(qū)土壤改良和適地適樹等方面的研究，現(xiàn)已形成系統(tǒng)的研究方法[10]。中國對礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)研究開始較晚，于20世紀(jì)80年代才開始，近年來才得到迅速發(fā)展，很多生態(tài)學(xué)專家針對不同礦種的廢棄礦區(qū)從礦區(qū)植被調(diào)查、礦區(qū)植被恢復(fù)、植物群落特征及生物多樣性保護(hù)方面開展了一些研究[11-13]，形成了初步的研究理論。礦區(qū)周邊植被調(diào)查對于礦區(qū)植被恢復(fù)起到至關(guān)重要的作用，通過調(diào)查可以充分了解礦區(qū)周邊現(xiàn)有植被類型、分布狀況、環(huán)境因子及生物多樣性等情況，可為該區(qū)域植被恢復(fù)提供基礎(chǔ)性資料，對于礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)具有重要的研究意義。目前，廢棄鈦礦區(qū)周邊植被調(diào)查和生態(tài)恢復(fù)研究還屬空白，系統(tǒng)性研究資料和案例還欠缺。本研究以海南省文昌市典型廢棄鈦礦區(qū)為中心向四周作輻射，通過對輻射區(qū)域2 km范圍內(nèi)植被調(diào)查，研究廢棄鈦礦不同距離輻射區(qū)植物多樣性及其與環(huán)境因子的關(guān)系，以期為廢棄鈦礦區(qū)植被恢復(fù)樹種選擇提供基礎(chǔ)性資料，對廢棄鈦礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復(fù)和重建具有重要的指導(dǎo)意義，為廢棄鈦礦地及類似礦山生態(tài)修復(fù)與植被恢復(fù)提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于海南省文昌市，屬于低丘臺地平原地帶，平均海拔高度42.55 m，地處熱帶北緣，屬熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫22～27 ℃，大于或等于10 ℃的積溫為8 200 ℃，最冷的月份溫度仍達(dá)10～14 ℃，年光照為1 750～2 650 h，光照率為50%～60%，光溫充足，雨量充沛，光合輻射高。年平均日照時(shí)數(shù)均在1 800 h以上；年平均降雨量1 886.2 mm，但分布不均勻，雨季多在5月至10月，降雨量占全年的80%左右，旱季多在11月至翌年的4月，降雨量占全年的20%左右；年平均濕度相對在80%之間，最小濕度為34%；年平均蒸發(fā)量為1 892.4 mm，以5—8月蒸發(fā)量最大，約占全年蒸發(fā)量的45%；太陽輻射能力以7月最多(54.42～58.60 kJ/m2)，2月最少(20.93～25.11 kJ/m2)，鈦礦區(qū)周邊主要土壤類型為濱海風(fēng)沙土。植被類型為以木麻黃為主的沿海防護(hù)林和向內(nèi)陸延伸的雜樹短灌疏草群落，主要樹種包括：木麻黃(Casuarinaequisetifolia)、椰子(CocosnuciferaL.)、紅厚殼(CalophylluminophyllumL.)、苦楝(MeliaazedarachL.)、大葉相思(Acaciaauriculiformis)等，主要灌木有桃金娘(Rhodomyrtustomentosa)、大青(Clerodendrumcyrtophyllum)、草海桐(Scaevolataccada)、野牡丹(Melastomamalabathricum)、露兜樹(Pandanustectorius)等。

2 研究方法

2.1 樣點(diǎn)設(shè)置與調(diào)查

于2018年3月采用典型樣地調(diào)查法，從文昌市17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中選擇出鈦礦開采面積最大的4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，包括昌灑鎮(zhèn)(CS)、錦山鎮(zhèn)(JS)、翁田鎮(zhèn)(WT)和鋪前鎮(zhèn)(PQ)，每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別選擇3個(gè)廢棄鈦礦點(diǎn)采樣(見表1)。把廢棄鈦礦區(qū)為中心作輻射，以輻射2 km范圍內(nèi)森林植被作為調(diào)查對象，按照中心與輻射區(qū)距離A1(100 m)，A2(200 m)，A3(500 m)，A4(1 000 m)，A5(2 000 m)范圍內(nèi)隨機(jī)布設(shè)樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)設(shè)立1個(gè)30×30 m喬木樣方，4個(gè)調(diào)查區(qū)共計(jì)20個(gè)樣方，在每個(gè)喬木樣方中沿對角線設(shè)置5 m×5 m灌木樣方3個(gè)，在每個(gè)灌木樣方沿對角線設(shè)置1 m×1 m草本樣方3個(gè)，4個(gè)調(diào)查區(qū)共計(jì)灌木樣方60個(gè)，草本樣方180個(gè)。喬木調(diào)查測定郁閉度、樹種、樹高、胸徑、蓋度等指標(biāo)，灌木草本調(diào)查測定種類、高度、蓋度及數(shù)量，分別記錄，草本調(diào)查包括物種、株數(shù)、高度、蓋度。同時(shí)，在每個(gè)喬木樣方內(nèi)挖掘一個(gè)20 cm 深的土壤剖面，然后用鋁盒采取土樣，測定含水量，在調(diào)查樣方內(nèi)按S形曲線選任意5點(diǎn)取0—20 cm的表層土壤，混合約1 kg土樣帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干，測試土壤化學(xué)特性。

表1 研究區(qū)域基本概況

2.2 物種多樣性指數(shù)測定方法[14]

(1) 豐富度指數(shù)R：樣方中物種數(shù)量；

(2) Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)：

H′=-∑(Pi·lnPi)

(1)

(3) Simpson多樣性指數(shù)(D)：

D=1-∑Ni(Ni-1)/〔N(N-1)〕

(2)

(4) Pielou均勻度指數(shù)(JSW)：

JSW=-∑(PilnPi)/lns

(3)

式中：Pi=Ni/N；N為樣方中各物種多度指標(biāo)總和；Ni為第i個(gè)種的多度。

(5) 重要值計(jì)算公式為：

喬木層及灌木層重要值=(相對多度+

相對頻度+相對優(yōu)勢度)/3

(4)

草本層重要值=(相對多度+相對頻度+

相對蓋度)/3

(5)

(6) Sorenson 群落相似性指數(shù)(Cj)[15]：

Cj=2j/(a+b)

(6)

式中：j為兩個(gè)群落共有的物種數(shù)；a，b分別為研究區(qū)A和B 的物種數(shù)。

2.3 土壤含水率及化學(xué)特性測定

測定土壤因子包括土壤含水率(SWC)、土壤pH值、有機(jī)質(zhì)(SOM)、土壤含水量(SWC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全鉀(TK)、有效磷(AP)、速效鉀(AK)、銨態(tài)氮(NN)、硝態(tài)氮(AN)等10個(gè)指標(biāo)。土壤含水率(SWC)采用烘干法，在野外先裝入鋁盒稱濕重后帶回實(shí)驗(yàn)室105 ℃烘至恒重；土壤pH采用電位法測定；有機(jī)質(zhì)采用鉻酸氧還滴定法測定；全氮采用半微量開氏法測定；全磷采用酸溶—鉬銻抗比色法測定；全鉀采用堿溶—火焰光度法進(jìn)行測定；有效磷采用BrayⅠ提取—鉬銻抗吸光光度法測定；速效鉀采用乙酸銨浸提—火焰光度法測定；硝態(tài)氮采用1 mol/L KCl浸提—流動(dòng)分析儀測定；銨態(tài)氮采用1 mol/L KCl浸提—流動(dòng)分析儀測定。

2.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007計(jì)算物種多樣性指數(shù)，利用SPSS 18.0軟件進(jìn)行方差分析和多重檢驗(yàn)比較，數(shù)據(jù)可視化在Origin 9.0完成，運(yùn)用Canoco 5.0軟件進(jìn)對物種多樣性和土壤理化特征進(jìn)行冗余分析(RDA)。

3 結(jié)果與分析

3.1 廢棄鈦礦輻射區(qū)植被組成

通過對文昌市典型廢棄鈦礦輻射區(qū)2 km范圍內(nèi)植被調(diào)查發(fā)現(xiàn)，廢棄鈦礦輻射區(qū)主要物種共計(jì)33科44屬45種(表2)，其中喬木9科13屬13種，占總物種數(shù)28.89%，按科種類分最多的是楝科3種，其次桑科、棕櫚科各2種，樟科、木麻黃科、藤黃科、錦葵科、豆科、山欖科各1種。輻射區(qū)共計(jì)灌木10科11屬11種，占總物種數(shù)24.44%，按科種類計(jì)大戟科2種、桃金娘科、茜草科、蕓香科、馬鞭草科、露兜樹科、野牡丹科、苦木科、草海桐科、棕櫚科各1種。研究區(qū)共計(jì)草本14科20屬21種，占總物種數(shù)46.67%，其中菊科4種，禾本科3種，莧科、大戟科各2種，莎草科、百合科、錦葵科、海金沙科夾、竹桃科、豬籠草科、景天科、馬鞭草科、西番蓮科各1種。

表2 文昌市鈦礦輻射區(qū)植被組成及重要值

從各研究區(qū)域內(nèi)物種重要值(見表2)可以看出，該區(qū)喬木類以木麻黃、苦楝、大葉相思、潺槁木姜子(Litseaglutinosa)為優(yōu)勢種；灌木類植物以露兜樹(Pandanustectorius)、東風(fēng)桔(Atalantiabuxifolia)、大青、野牡丹、蔓馬櫻丹(CommonLantana)、草海桐為優(yōu)勢種；草本以藿香薊(Ageratumconyzoides)、鬼針草(Bidenspilosa)、牛膝(Achyranthesbidentata)、長春花(Catharanthusroseus)、蔓菁(Vitextrifolia)、飛機(jī)草(Chromolaeneodorata)為優(yōu)勢種。

3.2 廢棄鈦礦輻射區(qū)物種多樣性特征

3.2.1 各樣點(diǎn)α多樣性特征 物種豐富度指數(shù)R的大小能真實(shí)且客觀地反映生境中物種數(shù)目的多少。由圖1可以看出，各生活型物種豐富度指數(shù)R大小排序?yàn)椋翰荼?喬木>灌木，草本豐富度最高(12.75)，喬木(7)、灌木(5.25)物種豐富度水平相對較低。各采樣點(diǎn)間物種豐富度指數(shù)R大小排序?yàn)?A5>A4>A3>A2>A1。除灌木豐富度R在A4，A5間和A2，A3間，草本豐富度R在A4，A5間和A1，A2間差異性不顯著外，各采樣點(diǎn)間物種豐富度指數(shù)R總體均表現(xiàn)為顯著性差異，且隨著礦區(qū)距離的增加，物種豐富度呈增大趨勢，草本物種豐富度指數(shù)最為明顯，表明鈦礦的開采對各生活型物種豐富度指數(shù)均有較大的影響，尤其對一年生或多年生的草本植物。Shannon-Wiener指數(shù)是衡量一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。廢棄鈦礦地各樣點(diǎn)Shannon-Wiener指數(shù)與豐富度指數(shù)趨勢相同，也表現(xiàn)出草本最大(2.185)，但灌木(1.305)的多樣性指數(shù)略大于喬木(1.268)。各采樣點(diǎn)間喬木和灌木Shannon-Wiener指數(shù)大小排序?yàn)椋篈5>A4>A3>A2>A1，而草本Shannon-Wiener指數(shù)大小排序?yàn)椋篈1>A2>A3>A3>A4，同一生活型在各采樣點(diǎn)間物種Shannon-Wiener總體呈顯著性差異。與物種豐富度指數(shù)R不同的是，隨著緩沖區(qū)距離的增加，喬木與灌木Shannon-wiener指數(shù)顯著性增加，而草本Shannon-Wiener指數(shù)呈遞減趨勢。這主要是由于鈦礦的開采，造成地表植被的大面積破壞，尤其是喬木、灌木，造成A1樣點(diǎn)區(qū)域喬木數(shù)量較少，灌木、草本由于更新快，數(shù)量相對較多。廢棄鈦礦區(qū)周邊植被Simpson指數(shù)均表現(xiàn)為：草本層>灌木層>喬木層。其中喬木Simpson指數(shù)介于0.228～0.477之間，在A1樣點(diǎn)最小，A5樣點(diǎn)最大，灌木Simpson指數(shù)介于0.352～0.613之間，在A3區(qū)最小，A5區(qū)最大，草本Simpson指數(shù)介于0.623～0.787之間，在A4區(qū)最小，A2區(qū)最大。同一生活型物種Simpson指數(shù)在部分樣點(diǎn)間存在顯著性差異。

注：①A1，A2，A3，A4，A5分別代表距離鈦礦區(qū)100，200，500，1 000，2 000 m的樣點(diǎn)；②相同生活型不同字母代表差異性顯著(p<0.05)。

隨著礦區(qū)距離的增加，各生活型Simpson指數(shù)表現(xiàn)不一，喬木Simpson指數(shù)呈逐漸遞增趨勢，而灌木呈現(xiàn)先遞減再增高的趨勢，草本呈先增加后遞減趨勢。廢棄鈦礦區(qū)周邊植被Pielou指數(shù)在A1，A2區(qū)域表現(xiàn)為：喬木>灌木>草本，其余區(qū)域均表現(xiàn)為：灌木>喬木>草本。喬木Pielou指數(shù)近礦區(qū)均勻度較大，說明礦區(qū)周邊喬木物種相對單一，離散度較高。同一生活型物種Pielou指數(shù)在部分樣點(diǎn)間存在顯著性差異。隨著礦區(qū)距離的增加，喬木Pielou指數(shù)呈逐漸遞減，灌木Pielou指數(shù)趨勢平穩(wěn)，而草本Pielou指數(shù)隨著礦區(qū)距離的增加呈“單峰”型趨勢，在A3樣點(diǎn)達(dá)到最大。

3.2.2 各樣點(diǎn)β多樣性特征 廢棄鈦礦輻射區(qū)不同距離喬木物種相似性分析結(jié)果詳見表3。其中A1與A2區(qū)喬木物種相似性指數(shù)最大，相似度達(dá)到68%，A2與A4區(qū)樣方喬木物種相似性指數(shù)最小(0.28)，隨著礦區(qū)距離的增加，喬木物種相似性指數(shù)Cj呈逐漸變小。這種格局主要是由于鈦礦區(qū)開采對地表植被造成覆滅性破壞，在礦區(qū)恢復(fù)過程中，目前主要采用木麻黃純林進(jìn)行植被恢復(fù)，局部采用木麻黃與椰子、大葉相思等少樹種混交模式進(jìn)行恢復(fù)。

表3 不同樣點(diǎn)喬木層物種相似性指數(shù)(Cj)

表4為不同距離樣點(diǎn)灌木層物種相似性分析。由表4可見，灌木層物種相似性指數(shù)Cj與喬木層相同，均隨著礦區(qū)距離的增加，相似性逐漸減小，其中A1與A2區(qū)樣點(diǎn)灌木相似性指數(shù)最大(0.71)，A2與A5區(qū)樣點(diǎn)相似度最低(0.20)。礦區(qū)周邊灌木相似性指數(shù)相對較高，主要是由于各樣點(diǎn)灌木種類較少，灌木群落物種分布較集中，差異性小，側(cè)面反映出礦區(qū)周邊物種結(jié)構(gòu)單一，多樣性較差。

表4 不同樣點(diǎn)灌木層物種相似性指數(shù)(Cj)

表5為不同距離樣點(diǎn)草本層物種相似性分析。由表5可見，草本層物種相似性指數(shù)Cj與喬木層、灌木層相同，隨著礦區(qū)距離的增加，相似性逐漸減小，不同的是草本層相似性指數(shù)Cj比喬木層、灌木層小。其中A1與A2區(qū)樣點(diǎn)草本相似性指數(shù)最大(0.48)，A1與A5區(qū)樣點(diǎn)相似度最低(0.15)。礦區(qū)周邊草本相似性指數(shù)相對較低，主要是由于各樣點(diǎn)草本種類較多，草本群落物種分布較集中，差異性大，側(cè)面反映出礦區(qū)周邊草本群落物種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，草本多樣性較高。

表5 不同樣點(diǎn)草本層物種相似性指數(shù)(Cj)

3.3 不同樣方物種多樣性系數(shù)RDA排序

環(huán)境特征與植被物種多樣性的分布具有重要的關(guān)系。將物種多樣性指數(shù)作為響應(yīng)變量，把礦區(qū)土壤環(huán)境因子作為解釋變量，從輻射區(qū)物種多樣性系數(shù)與環(huán)境因子的RDA排序(表6和圖2)可知，第1，2個(gè)排序軸解釋度達(dá)61.02%和24.53%，能夠很好地解釋排序信息。土壤pH值、土壤有效磷、土壤含水率(SMC)與排序軸1呈正相關(guān)，輻射區(qū)距離(Distance)、土壤有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮與排序軸1呈負(fù)相關(guān)。

表6 冗余分析(RDA)環(huán)境因子與物種多樣性指數(shù)解釋率

由圖2可以看出，喬木Pielou指數(shù)、草本Pielou指數(shù)、草本Simpson指數(shù)、草本Shannon-Wiener指數(shù)與土壤pH值、有效磷呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，而與廢棄鈦礦區(qū)土壤含水率、輻射區(qū)距離、有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。喬木Shannon-Wiener指數(shù)、灌木Shannon-Wiener指數(shù)、喬木Simpson指數(shù)和灌木Simpson指數(shù)恰好相反，表現(xiàn)為與土壤pH、有效磷呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與廢棄鈦礦區(qū)土壤含水率、有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮呈顯著正相關(guān)關(guān)系。RDA排序第一軸、第二軸從土壤環(huán)境角度和地理區(qū)位角度反映了鈦礦區(qū)土壤因子對喬木、灌草物種分布和物種多樣性特征影響。

注：①虛線箭頭代表環(huán)境因子(僅顯示具有顯著性差異的環(huán)境因子)，實(shí)線箭頭代表物種多樣性特征；②T-R，S-R，H-R分別代表喬木豐富度指數(shù)、灌木豐富度指數(shù)、草本豐富度指數(shù)；③T-H′，S-H′，H-H′分別代表喬木Shannon-Wiener指數(shù)，灌木Shannon-Wiener指數(shù)，草本Shannon-Wiener指數(shù)；④T-D，S-D，H-D分別代表喬木Simpson指數(shù)、灌木Simpson指數(shù)、草本Simpson指數(shù)；⑤T-J，S-J，H-J分別代表喬木Pielou指數(shù)、灌木Pielou指數(shù)、草本Pielou指數(shù)；⑥D(zhuǎn)istance代表離礦區(qū)距離，SMC(%)代表樣方土壤含水率。

4 討論與結(jié)論

礦產(chǎn)開采不僅對開采區(qū)植被造成毀滅性破壞，亦對礦區(qū)周邊植被產(chǎn)生干擾[16]。通過對文昌廢棄鈦礦輻射區(qū)2 km范圍植被調(diào)查發(fā)現(xiàn)，鈦礦開采不僅造成鈦礦區(qū)內(nèi)植被無法正常生長，而且對輻射區(qū)域200 m范圍內(nèi)的植被群落結(jié)構(gòu)也有明顯影響，廢棄礦區(qū)輻射區(qū)200 m范圍內(nèi)僅有喬木3種、灌木2種，顯著低于其它輻射區(qū)域，現(xiàn)有喬灌樹種均為木麻黃、苦楝等耐干旱耐鹽堿高抗性樹種，這是因?yàn)殁伒V開采造成輻射區(qū)域水肥的流失，造成200 m輻射區(qū)域土壤水分下降，土壤pH偏堿性，不宜其他樹種正常生長。因此，在礦區(qū)植被恢復(fù)過程中，需要覆土掩埋礦坑，降低輻射區(qū)水肥的流失，并對土壤進(jìn)行改良，以便植被恢復(fù)。

物種豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)是衡量群落結(jié)構(gòu)的常用指標(biāo)，能準(zhǔn)確反映群落結(jié)構(gòu)功能和群落穩(wěn)定性，對于評價(jià)森林的群落特征和演替具有重要意義[17]。廢棄鈦礦輻射區(qū)物種α多樣性指數(shù)除Pielou均勻度指數(shù)外均以草本最高，顯著高于喬木和灌木。隨著鈦礦輻射區(qū)距離的增加，物種喬灌豐富度指數(shù)R，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)均呈顯著增加趨勢，說明鈦礦開采亦對輻射區(qū)物種多樣性產(chǎn)生影響，這主要是由于礦山開采改變了礦區(qū)土壤的結(jié)構(gòu)以及土壤肥力以及土壤水分的變化，導(dǎo)致地表植被難以恢復(fù)。廢棄鈦礦區(qū)物種β多樣性指數(shù)也呈現(xiàn)相同的趨勢。隨著鈦礦輻射區(qū)距離的增加，物種喬木、灌木、草本相似性指數(shù)均呈遞減趨勢，表明礦區(qū)物種的生長與生境有較大關(guān)系。由于礦區(qū)的開采破壞植被生境，使生態(tài)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)產(chǎn)生差異，表現(xiàn)出破碎化，影響植被生長。另外，礦區(qū)的開采造成林地光照、溫度、土壤肥力、土壤水分等植物賴以生存的環(huán)境因子，形成局部環(huán)境差異，也一定程度制約植被生長[18-19]。

物種多樣性差異與氣候環(huán)境、土壤環(huán)境、地形條件等多因素交互影響的結(jié)果[20-22]，不同研究尺度差異表現(xiàn)出不同的研究結(jié)論。本研究立地條件均為低海拔的濱海臺地，氣候、地形基本一致，通過對廢棄鈦礦2 km輻射區(qū)物種多樣性指數(shù)與土壤環(huán)境因子的冗余分析(RDA)，結(jié)果表明土壤pH值、土壤含水率、有效磷、有機(jī)質(zhì)和銨態(tài)氮是影響廢棄鈦礦區(qū)物種多樣性的最主要的因素。土壤全氮、全磷、全鉀等土壤因子對植被多樣性特征影響較小。由于鈦礦開采造成輻射區(qū)100—200 m范圍內(nèi)土壤含水率急劇下降，同時(shí)造成土壤中碳酸鹽大量遷移，致使土壤偏堿性，抑制了部分植物，特別是喬木、灌木樹種的生長。反之，植物的正向演替，也提高土壤含水率，增加土壤肥力，改善土壤堿性，更有利于植物的生存和發(fā)展。本試驗(yàn)過程中未考慮土壤重金屬情況，在后續(xù)的研究中有待繼續(xù)補(bǔ)充。