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    黔西北鉛鋅礦廢渣場(chǎng)優(yōu)勢(shì)草本植物種群生態(tài)位及種間關(guān)系

    2022-11-04 08:11:42宋紅艷孫彩麗柴宗政
    草地學(xué)報(bào) 2022年10期
    關(guān)鍵詞:物種優(yōu)勢(shì)植物

    宋紅艷, 孫彩麗, 柴宗政*

    (1.貴州大學(xué)林學(xué)院, 貴州 貴陽 550025; 2. 貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院, 貴州 貴陽 550025; 3. 貴州民族大學(xué)生態(tài) 環(huán)境工程學(xué)院, 貴州 貴陽 550025)

    貴州省西北地區(qū)(黔西北)鉛鋅礦開采、生產(chǎn)及冶煉歷史悠久,早在明末清初就已經(jīng)開始,尤其是上個(gè)世紀(jì)70年代后期,鋅產(chǎn)量逐年遞增,為區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)[1],但是由于采用傳統(tǒng)土法冶煉,冶煉產(chǎn)生的廢渣隨意堆置在山坡河道旁,冶煉過程中產(chǎn)生的大量煙塵含有鉛(Plumbum,Pb)、鋅(Zinc,Zn)、鎘(Cadmium,Cd)重金屬元素隨風(fēng)擴(kuò)散,造成了嚴(yán)重的重金屬污染,對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞非常嚴(yán)重[2]。相關(guān)研究表明黔西北土壤中Pb,Cd的含量分別超出《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》40%和50%[3]。礦區(qū)土壤普遍存在如重金屬含量高、養(yǎng)分貧瘠、生態(tài)功能脆弱等問題,進(jìn)而導(dǎo)致該區(qū)域植被出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢、發(fā)育不良,生物多樣性低,物種單一,生物量減小等現(xiàn)象[4-5]。目前,研究及生產(chǎn)實(shí)踐均已證實(shí),植物修復(fù)重金屬污染的技術(shù)有許多其它方法不可替代的優(yōu)勢(shì);但因植物自身生物學(xué)特性,能適應(yīng)礦區(qū)環(huán)境的植物極少[4,6-7]。因此,研究礦區(qū)優(yōu)勢(shì)植物對(duì)鉛鋅廢渣場(chǎng)這一特殊生境植物的適生性及種間關(guān)系,對(duì)鉛鋅廢渣場(chǎng)植物修復(fù)與生態(tài)恢復(fù)具有重要意義。

    植物群落存在競(jìng)爭(zhēng)和促進(jìn)等復(fù)雜關(guān)系,對(duì)植物生態(tài)位和種間關(guān)系研究,不僅是對(duì)植物對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力和資源利用能力的量化評(píng)價(jià),而且有助于認(rèn)識(shí)植物群落特征、結(jié)構(gòu)以及植物與環(huán)境之間的關(guān)系;同時(shí),也能表征群落發(fā)育過程中種群之間的關(guān)系和優(yōu)勢(shì)種的地位[8-9]。植物的生態(tài)位與種間關(guān)系之間存在緊密聯(lián)系:不同植物種間正聯(lián)結(jié)體現(xiàn)了植物占據(jù)資源的相似性與重疊性,負(fù)聯(lián)結(jié)體現(xiàn)了植物種間的排斥與分離[10-11]。研究顯示,植物種群生態(tài)位與種間聯(lián)結(jié)之間相輔相成,可以共同表征植物群落的發(fā)展演替趨勢(shì),同時(shí)對(duì)區(qū)域植物修復(fù)具有較強(qiáng)的指示作用[12]。如郭俊兵等[13]研究表明,山西礦區(qū)優(yōu)勢(shì)種沙生冰草(Agropyrondesertorum)、披堿草(Elymusdahuricus)和黃刺玫(Rosaxanthina)在煤矸石山自然定居植物群落演替的中期階段廣泛分布,且種間關(guān)系呈極顯著或顯著正相關(guān),可用于該區(qū)煤矸石山人工植被生態(tài)恢復(fù)的優(yōu)選先鋒物種進(jìn)行混合種植。春風(fēng)等[14]研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古巴音華煤礦區(qū)優(yōu)勢(shì)種蒲公英(Taraxacummongolicum)、早熟禾(Poaannua)與鳶尾(Iristectorum)種間關(guān)系出現(xiàn)密切正相關(guān)關(guān)系,這幾種植物耐旱、耐寒、耐貧瘠,生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng),可作為該區(qū)人工植被生態(tài)恢復(fù)的優(yōu)選先鋒物種進(jìn)行混合種植??梢?,對(duì)植物種群生態(tài)位及種間關(guān)系研究,可以對(duì)礦區(qū)植物修復(fù)和生態(tài)恢復(fù)提供重要參考。

    近年來,黔西北鉛鋅礦相關(guān)研究主要集中于鉛鋅礦的分布和成礦特征[15-17]、重金屬遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律[18-20]、礦區(qū)植物的修復(fù)作用和富集能力[21-24]等方面,但是對(duì)于鉛鋅礦渣場(chǎng)植物種群生態(tài)位及種間關(guān)系研究鮮見報(bào)道,尤其是針對(duì)廢渣堆及周邊區(qū)域?qū)Ρ妊芯坑葹閰T乏。本研究以黔西北典型鉛鋅礦廢渣場(chǎng)為研究區(qū)域,通過系統(tǒng)抽樣方法進(jìn)行樣方布設(shè),分別對(duì)礦渣堆及周邊區(qū)域進(jìn)行系統(tǒng)草本植物群落調(diào)查,并運(yùn)用生態(tài)位寬度、生態(tài)位重疊度、種間聯(lián)結(jié)系數(shù)、χ2檢驗(yàn)等方法對(duì)礦渣堆及周邊區(qū)域16種優(yōu)勢(shì)草本植物共有種的生態(tài)位與種間聯(lián)結(jié)性進(jìn)行對(duì)比分析,探究礦渣堆及周邊區(qū)域優(yōu)勢(shì)草本植物共有種對(duì)資源的利用能力和種間關(guān)系,以期篩選適應(yīng)性較強(qiáng)的草本植物用于礦渣堆植被恢復(fù)和種間關(guān)系調(diào)整,為研究區(qū)土壤修復(fù)和生態(tài)恢復(fù)提供重要科學(xué)依據(jù)。

    1 材料與方法

    1.1 研究區(qū)概況

    研究區(qū)位于貴州省畢節(jié)市赫章縣松林坡鄉(xiāng)(26°53′12″ N,104°45′56″ E),平均海拔2 083 m,為典型的高海拔低緯度地區(qū);屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候,大部分地區(qū)春秋相連、干濕季分明,水熱同季,氣溫日較差大,年較差小。該地年降水量975 mm,最高氣溫32℃,最低氣溫零下5℃,平均氣溫13℃。松林坡鄉(xiāng)具有悠久的土法煉鋅歷史,鉛鋅礦數(shù)量眾多且分布集中,現(xiàn)存廢渣場(chǎng)較多,在黔西北具有典型性和代表性。研究區(qū)鉛鋅廢渣場(chǎng)的主體廢棄物為鋅提煉后的廢渣(包括鉛鋅礦冶煉殘?jiān)?、冶煉用陶質(zhì)桶殘片、煤灰和燃燒不完全的煤渣等)[25],廢渣中殘留大量的重金屬如Pb,Zn,Cu,Cd,Ar,As等。赫章縣松林坡鄉(xiāng)礦區(qū)自然生長(zhǎng)的植物主要有:苦賣菜(Ixerispolycephala)、千里光(Senecioscandens)、繁縷(Stellariamedia)、艾蒿(Artemisiaargyi)、珠光香青(Anaphalismargaritacea)、知風(fēng)草(Eragrostisferruginea)、狗尾草(Setariaviridis)、細(xì)柄黍(Panicumpsilopodium)、鼠尾粟(Sporobolusfertilis)、牛筋草(Eleusineindica)、小蓬草(Conyzacanadensis)、馬唐(Digitariasanguinalis)、早熟禾(Poaannua)、白茅(Imperatacylindrica)、求米草(Oplismenus)等。

    1.2 樣地設(shè)置與調(diào)查

    2021年7月,通過對(duì)松林坡鄉(xiāng)廢渣場(chǎng)的全面踏查,選取典型廢渣場(chǎng)進(jìn)行系統(tǒng)植物群落調(diào)查,該鉛鋅礦渣堆堆置100余年,地處偏僻,人為干擾小,且保存完整。根據(jù)廢渣堆的分布位置,設(shè)置一塊80 m×200 m的大樣地(基本覆蓋礦渣堆),將大樣地劃為40個(gè)20 m×20 m的樣地,在每個(gè)樣地的網(wǎng)格交匯處及每個(gè)樣地中心設(shè)置2 m×2 m的樣方共98個(gè)。在礦渣堆周邊區(qū)域隨機(jī)布設(shè)98個(gè)2 m×2 m的樣方。記錄每個(gè)樣方中草本植物的種類、數(shù)量、平均高度、蓋度、生活力。

    1.3 數(shù)據(jù)分析

    1.3.1重要值計(jì)算 重要值表示物種的優(yōu)勢(shì)程度[26]。計(jì)算方法如下:

    重要值=(相對(duì)多度+相對(duì)頻度+相對(duì)蓋度)/3[27-28]。

    1.3.2生態(tài)位寬度 根據(jù)Levins提出、后經(jīng)Colwell和Futuyma加權(quán)修改的公式計(jì)算生態(tài)位寬度[29]。

    (1)

    式中:Bi為第i物種的生態(tài)位寬度;r為資源水平數(shù);Pik為第i物種在第k個(gè)資源水平下的重要值占該物種在所有資源水平上重要值總和的比例。

    1.3.3生態(tài)位重疊度 根據(jù)pianka公式計(jì)算生態(tài)位重疊[30]:

    (2)

    式中:Oij表示物種i和j的生態(tài)位寬度;r為資源水平數(shù);Pik和Pjk分別為第i和j物種在第k個(gè)資源水平下的重要值占該物種在所有資源水平上重要值總和的比例。

    1.3.4總體聯(lián)結(jié)性 根據(jù)Schluter提出的方差比率(Variance ratio,VR)法來測(cè)定多物種間的總體聯(lián)結(jié)性,并用統(tǒng)計(jì)量W來檢驗(yàn)多物種間的關(guān)聯(lián)顯著度[31],計(jì)算公式為:

    (3)

    W=VR×N

    其中:Pi=ni/N,ni為物種i出現(xiàn)的樣方數(shù),N為總的樣方數(shù);S為總的物種數(shù),Tj為樣方j(luò)內(nèi)出現(xiàn)物種的總數(shù);t為樣方中物種的平均數(shù)。

    1.3.5種間聯(lián)結(jié)系數(shù)(Association coefficient,AC)

    (4)

    AC值進(jìn)一步檢驗(yàn)χ2檢驗(yàn)的結(jié)果,AC值域在[-1,1],值趨近于1,正聯(lián)結(jié)性越強(qiáng);值趨近于-1,負(fù)聯(lián)結(jié)性越強(qiáng);AC=0時(shí),種間無聯(lián)結(jié)[32]。

    1.3.6卡方檢驗(yàn)(χ2) 根據(jù)物種在各樣方內(nèi)存在與否將物種樣地矩陣轉(zhuǎn)化為0,1形式的二元數(shù)據(jù)矩陣,用于χ2檢驗(yàn)。由于χ2分布屬于連續(xù)型分布,而取樣為非連續(xù)性取樣,數(shù)據(jù)分析時(shí)自由度為1。因此,采用Yates的連續(xù)校正公式計(jì)算χ2值[33]。

    (5)

    式中:N為取樣總數(shù),a為2個(gè)物種均出現(xiàn)的樣方數(shù),b,c為僅有1個(gè)物種出現(xiàn)的樣方數(shù),d為2個(gè)物種均未出現(xiàn)的樣方數(shù)。χ2<3.841(P>0.05),認(rèn)為2個(gè)物種獨(dú)立分布,即中性聯(lián)結(jié);0.841<χ2<6.635(0.016.635(P<0.01)表示種間聯(lián)結(jié)性極顯著。χ2值均為正,當(dāng)ad>bc,為正聯(lián)結(jié);ad

    1.4 數(shù)據(jù)處理

    所有數(shù)據(jù)分析與制圖均采用R語言,其中重要值計(jì)算采用forestHES程序包,生態(tài)位及種間關(guān)系分析采用spaa程序包,制圖采用ggplot 2和ggcorrplot程序包。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 礦渣堆及周邊區(qū)域優(yōu)勢(shì)草本植物共有種重要值和生態(tài)位寬度

    調(diào)查發(fā)現(xiàn),礦渣堆草本植物共計(jì)14科18屬36種,周邊區(qū)域有草本植物41科52屬90種,可見周邊區(qū)域物種數(shù)量明顯多于礦渣堆。選取礦渣堆物種多度處于前16位的草本植物知風(fēng)草、狗尾草、細(xì)柄黍、鼠尾粟、牛筋草、狗牙根、地毯草、白茅、求米草、細(xì)葉苔草、艾蒿、石松、箐姑草、馬唐、卷柏、鵝腸菜作為優(yōu)勢(shì)種。經(jīng)統(tǒng)計(jì)(表1),礦渣堆16個(gè)優(yōu)勢(shì)草本植物共計(jì)11 833株,重要值占礦渣堆總物種數(shù)的87.76%,生態(tài)位寬度處于1.85~30.40之間,均值為11.72。其中,知風(fēng)草、狗尾草、細(xì)柄黍、鼠尾粟和牛筋草具有較高的重要值和生態(tài)位寬度;周邊區(qū)域這16個(gè)優(yōu)勢(shì)草本植物共有種共計(jì)5 825株,重要值占周邊區(qū)域總物種數(shù)占比47.86%,生態(tài)位寬度處于1.39~20.03之間,均值為3.99。其中,艾蒿、牛筋草、卷柏、求米草和白茅的重要值和生態(tài)位寬度較高。

    表1 礦渣堆及周邊區(qū)域優(yōu)勢(shì)草本植物共有種重要值和生態(tài)位寬度Table 1 The common species of dominant herbaceous plants in slag heaps and surrounding importance values and niche breadth

    2.2 礦渣堆及周邊區(qū)域優(yōu)勢(shì)草本植物共有種生態(tài)位重疊

    對(duì)礦渣堆16種優(yōu)勢(shì)草本植物120個(gè)種對(duì)的生態(tài)位重疊計(jì)算顯示(圖1),生態(tài)位重疊度處于0.00~1.00之間,平均值為0.14。其中有100對(duì)處于0.00~0.40之間,占比83.33%;15對(duì)處于0.40~0.80之間,占比12.50%;5對(duì)處于0.80~1.00之間,占比4.17%。其中生態(tài)位重疊較大的種對(duì)分別是知風(fēng)草-鼠尾栗(0.85),細(xì)柄黍-狗牙根(0.98),狗牙根-狗尾草(0.82),卷柏-求米草(0.84),箐姑草-牛筋草(1.00)。

    周邊區(qū)域共有種中(圖1),生態(tài)位重疊度處于0.00~1.00之間,平均值為0.11。其中有105對(duì)處于0.00~0.40之間,占比87.5%;7對(duì)處于0.40~0.80之間,占比5.83%;8對(duì)處于0.80~1.00之間,占比6.67%。其中生態(tài)位重疊較大的種對(duì)分別是知風(fēng)草和狗尾草(0.93),知風(fēng)草-細(xì)柄黍(0.91),狗尾草-細(xì)柄黍(0.81),細(xì)柄黍-鼠尾粟(0.98),鼠尾粟-狗尾草(0.99),狗牙根-知風(fēng)草(0.93),知風(fēng)草-鼠尾粟(1.00),細(xì)柄黍-狗牙根(1.00)。

    2.3 礦渣堆及周邊區(qū)域優(yōu)勢(shì)草本植物共有種種間聯(lián)結(jié)性

    礦渣堆的方差比率VR=1.43>1,周邊區(qū)域方差比率VR=1.86>1(表2),表明礦渣堆和周邊區(qū)域草本植物種間總體關(guān)聯(lián)性為正關(guān)聯(lián)。分別計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)VR的顯著性,分別為W=136.01和W=165.79,不在置信區(qū)間(75.29,120.98)內(nèi),說明礦渣堆和周邊區(qū)域的草本植物總體上表現(xiàn)為顯著正關(guān)聯(lián)。

    圖1 礦渣堆(a)及周邊區(qū)域(b)優(yōu)勢(shì)草本植物共有種生態(tài)位重疊度Fig.1 Niche overlap of common species dominant herbaceous plants in slag heaps (a) and surrounding(b)

    表2 礦渣堆和周邊區(qū)域優(yōu)勢(shì)草本植物共有種的總體關(guān)聯(lián)性Table 2 The overall association of common species of domminant herbaceous plants in slag heaps and surrounding

    在礦渣堆中,16種優(yōu)勢(shì)草本植物形成的120對(duì)種對(duì),聯(lián)結(jié)系數(shù)AC<-0.75,-0.75≤AC<-0.50,-0.50≤AC<-0.25,-0.25≤AC<0.00,0.00≤AC<0.25,0.25≤AC<0.50,0.50≤AC<0.75,AC≥0.75的種對(duì)分別有57,7,6,10,12,12,10,6對(duì),分別占總對(duì)數(shù)的47.50%,5.83%,5.00%,8.33%,10.00%,10.00%,10.83%,5.00% (圖2,圖3)。其中,有57對(duì)種對(duì)AC值為-1,表明負(fù)聯(lián)結(jié)程度高??傮w來看,正關(guān)聯(lián)種對(duì)數(shù)有40對(duì),占總對(duì)數(shù)的33.33%,其中極顯著正關(guān)聯(lián)對(duì)數(shù)有10對(duì),顯著正關(guān)聯(lián)對(duì)數(shù)有5對(duì)。負(fù)關(guān)聯(lián)種對(duì)數(shù)有80對(duì),占總對(duì)數(shù)的66.67%,極顯著負(fù)關(guān)聯(lián)種對(duì)5對(duì),顯著負(fù)關(guān)聯(lián)種對(duì)3對(duì)。計(jì)算得出正負(fù)關(guān)聯(lián)比0.50。

    在周邊區(qū)域,16種優(yōu)勢(shì)草本植物形成的120對(duì)種對(duì),聯(lián)結(jié)系數(shù)AC<-0.75,-0.75≤AC<-0.50,-0.50≤AC<-0.25,-0.25≤AC<0.00,0.00≤AC<0.25,0.25≤AC<0.50,0.50≤AC<0.75,AC≥0.75的種對(duì)分別有78,4,1,1,11,11,6,8對(duì)(圖2,圖3),分別占總對(duì)數(shù)的65.00%,3.33%,0.83%,0.83%,9.17%,9.17%,5.00%,6.67%。其中有78對(duì)AC值為-1,表明負(fù)聯(lián)結(jié)程度最高??傮w來看,正關(guān)聯(lián)種對(duì)數(shù)有36對(duì),占總對(duì)數(shù)的30.00%,其中極顯著正關(guān)聯(lián)對(duì)數(shù)有11對(duì),顯著正關(guān)聯(lián)對(duì)數(shù)有4對(duì)。負(fù)關(guān)聯(lián)種對(duì)數(shù)有84對(duì),占總對(duì)數(shù)的70.00%,無極顯著負(fù)關(guān)聯(lián)和顯著負(fù)關(guān)聯(lián)。計(jì)算得出正負(fù)關(guān)聯(lián)比為0.42。

    圖2 礦渣堆(a)及周邊區(qū)域(b)優(yōu)勢(shì)草本植物共有種種間聯(lián)結(jié)性Fig. 2 Interspecific association of common species of dominant herbaceous plants in slag heaps (a) and surrounding(b)

    圖3 礦渣堆(a)及周邊區(qū)域(b)優(yōu)勢(shì)草本植物共有種種間關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖Fig.3 Interspecific association network of common species of dominant herbaceous plants in slag heaps (a) and surrounding(b)

    3 討論

    生態(tài)位寬度反映種群對(duì)資源利用的程度,生態(tài)位寬度越大,說明該種群在群落中的地位越高,分布范圍越廣,對(duì)資源的利用能力越強(qiáng)[35-36]。同時(shí),重要值大的物種,往往生態(tài)位寬度也較大,反之亦然[37-38]。本研究也證實(shí)了以上結(jié)論,礦渣堆優(yōu)勢(shì)草本植物種群中,生態(tài)位寬度較大的多為禾本科植物(表1),表明禾本科植物在礦渣堆這一特殊生境中具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。研究顯示,禾本科植物知風(fēng)草、狗尾草、細(xì)柄黍、鼠尾粟、牛筋草、狗牙根等耐旱、耐寒、耐貧瘠,生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng),對(duì)重金屬的特殊耐性使得它們?cè)诘V渣堆生長(zhǎng)占據(jù)優(yōu)勢(shì)[39]。沈佳怡等研究也證實(shí)禾本科植物能明顯降低礦區(qū)重金屬Zn,Pb,Cu的含量,對(duì)重金屬土壤具有極強(qiáng)的適應(yīng)性和耐受性[39]。在周邊區(qū)域,除牛筋草、白茅、求米草等禾本科植物之外,艾蒿具有較高的重要值和生態(tài)位寬度(表1),表明艾蒿在周邊區(qū)域利用資源的能力較強(qiáng),適應(yīng)能力也較強(qiáng)。邢丹等研究證實(shí)艾蒿等菊科植物對(duì)鉛鋅礦區(qū)重金屬具有較強(qiáng)的耐性和轉(zhuǎn)移能力[40]??梢?,禾本科和艾蒿等菊科植物在鉛鋅礦區(qū)分布相對(duì)廣泛且具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,在土壤修復(fù)及生態(tài)恢復(fù)中具有明顯優(yōu)勢(shì)。

    生態(tài)位重疊是兩個(gè)種在與生態(tài)因子聯(lián)系上具有一定的相似性,而在生態(tài)位重疊且資源供應(yīng)不足的情況下兩個(gè)種群會(huì)發(fā)生利用性競(jìng)爭(zhēng)[41-42]。由表1和圖1可知,礦渣堆的物種生態(tài)位重疊度(均值為0.14)高于周邊區(qū)域(均值為0.11),表明礦渣堆較周邊區(qū)域物種間競(jìng)爭(zhēng)更加劇烈,同時(shí),知風(fēng)草、狗尾草、細(xì)柄黍、鼠尾粟、牛筋草、狗牙根等禾本科植物在礦渣堆和周邊區(qū)域均具有較高的生態(tài)位重疊度,主要是由于礦渣場(chǎng)重金屬程度高且土壤環(huán)境惡劣,這種特殊的生境嚴(yán)重限制了其它物種的存活,禾本科植物由于具有相同的生態(tài)位且對(duì)重金屬環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng),因而具有較高的生態(tài)位重疊度。

    通常,植物群落結(jié)構(gòu)和物種組成會(huì)隨著演替及發(fā)展過程逐漸趨于穩(wěn)定[43-44]。本研究結(jié)果顯示(表2),礦渣堆和周邊區(qū)域優(yōu)勢(shì)草本植物共有種總體呈現(xiàn)顯著正聯(lián)結(jié)(VR>1),表明該鉛鋅礦渣堆堆置100余年,由于地處偏僻,人為干擾小,植物群落總體呈現(xiàn)正向進(jìn)展演替,生態(tài)恢復(fù)良好。但是,種對(duì)間卻以負(fù)聯(lián)結(jié)為主(圖2,圖3),表明種對(duì)間對(duì)生境和資源的需求不同,生態(tài)位分化較明顯。其原因是該區(qū)域由于礦渣堆的存在,植物群落受到鉛鋅礦重金屬的污染,土壤環(huán)境惡劣,物種間出現(xiàn)嚴(yán)重的排斥和分離。從生態(tài)位重疊分析也可以證明這一點(diǎn)(表1,圖1),礦渣堆的物種生態(tài)位重疊度(均值為0.14)高于周邊區(qū)域(均值為0.11),表明礦渣堆較周邊區(qū)域物種間競(jìng)爭(zhēng)更加劇烈。據(jù)此推測(cè),該礦渣場(chǎng)植物群落演替總體呈現(xiàn)進(jìn)展演替,但是仍處于演替初期階段??傮w來看,周邊區(qū)域生態(tài)恢復(fù)明顯優(yōu)于礦渣堆,我們調(diào)查也發(fā)現(xiàn),礦渣堆草本植物共計(jì)14科18屬36種,周邊區(qū)域有草本植物41科52屬90種,表明周邊區(qū)域物種數(shù)量明顯多于礦渣堆,但是礦渣堆上的36種植物有34種在周邊區(qū)域分布,尤其是本研究中的優(yōu)勢(shì)共有種的分布在周邊區(qū)域更為廣泛,意味著礦渣堆及周邊區(qū)域草本植物群落具有較高的相似性,這主要是由于礦渣堆通過水流和風(fēng)力作用擴(kuò)散至周邊區(qū)域,周邊區(qū)域重金屬含量污染相對(duì)較少,土壤環(huán)境相對(duì)較好,生態(tài)環(huán)境和植被生長(zhǎng)明顯優(yōu)于礦渣堆,據(jù)此,可進(jìn)一步推測(cè)礦渣場(chǎng)植物群落的演替是由重金屬含量及土壤環(huán)境決定的,周邊區(qū)域植物群落組成將是礦渣堆下一個(gè)演替階段。艾蒿在周邊區(qū)域由于具有較高的重要值和生態(tài)位寬度,將成為礦渣堆草本植物群落演替的下一個(gè)階段的優(yōu)勢(shì)種之一。

    4 結(jié)論

    綜上,礦渣堆和周邊區(qū)域優(yōu)勢(shì)草本植物共有種在生態(tài)位和種間關(guān)系上存在較大差異,表明由于礦渣堆的存在,嚴(yán)重的重金屬污染和惡劣的生境條件直接影響和制約著區(qū)域植物群落構(gòu)建和物種組成。本研究中,該鉛鋅礦渣堆已堆置100余年,呈現(xiàn)進(jìn)展演替,但仍然處于演替初期,可見礦渣堆在自然狀態(tài)下生態(tài)恢復(fù)進(jìn)程緩慢,在生態(tài)治理過程中,可以考慮將生態(tài)位寬度高且生態(tài)適應(yīng)能力強(qiáng)的禾本科植物如知風(fēng)草、狗尾草、細(xì)柄黍、鼠尾粟、牛筋草等作為先鋒植物,待演替中期生態(tài)環(huán)境有所改善,可輔以艾蒿等菊科植物來改善種間關(guān)系,增加群落穩(wěn)定性,加速演替進(jìn)程,促進(jìn)植被恢復(fù)。

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