地表節(jié)肢動物多樣性對煤矸石山不同植被恢復(fù)方式的響應(yīng)及生物指示作用

辛未冬，杜一丹，劉華煜，楊軼萌，趙浩志，楊丹

山西師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，山西 太原 030031

煤矸石是采、洗煤過程中排出的固體廢棄物，其工業(yè)綜合利用率不足20%，主要以煤矸石山形式堆存，不僅占壓土地，而且污染地表和地下水（劉汝海等，2002），因此煤矸石山復(fù)墾對于生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建十分必要。目前，推平、壓實、覆土后進行植被綠化是解決煤矸石山污染環(huán)境和破壞生態(tài)的重要途徑之一（吳鋼等，2014）。然而，填埋壓實后的土壤結(jié)構(gòu)差，保肥保水能力較弱，限制了煤矸石山的生態(tài)恢復(fù)。已有研究表明，不同植被恢復(fù)方式通過改變土壤養(yǎng)分循環(huán)，進而影響生態(tài)重建和恢復(fù)效果（彭東海等，2015；呂渡等，2018）。因此，研究煤矸石山不同植被恢復(fù)方式下土壤質(zhì)量恢復(fù)效果是開展礦區(qū)復(fù)墾工作的基礎(chǔ)，對復(fù)墾地土壤質(zhì)量演變及恢復(fù)策略的制定具有重要的意義。

地表節(jié)肢動物作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，一方面可以通過參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動影響土壤生態(tài)系統(tǒng)功能（蘭洪波等，2017），另一方面，地表節(jié)肢動物具有世代周期短、個體小、種群數(shù)量大、生殖潛能大和對環(huán)境擾動敏感等特點（鄭成卓等，2020），其群落結(jié)構(gòu)和功能的變化可以反映土壤生態(tài)環(huán)境的變化（王邵軍等，2010）。指示種是能夠指示和判斷自然環(huán)境的類型和特點的生物的總稱，一些研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，地表節(jié)肢動物可以用作反映土壤養(yǎng)分和環(huán)境擾動的指示種（許洪軍等，2015；劉繼亮等，2018），且不同地表節(jié)肢動物類群對環(huán)境變化的敏感度不同（劉新民等，2005；邢樹文等，2021）。因此，研究地表節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)和指示種對監(jiān)測礦區(qū)不同植被恢復(fù)方式下的土壤環(huán)境質(zhì)量以及影響因子具有顯著意義。

植被-土壤環(huán)境因子與土壤動物群落結(jié)構(gòu)及多樣性特征密切相關(guān)（傅聲雷，2007），礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)與重建的過程是土壤生態(tài)系統(tǒng)中動植物及微生物交互影響及共同作用的結(jié)果，因此對土壤生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的評價是礦區(qū)恢復(fù)工作中不可缺少的環(huán)節(jié)。近年來，國內(nèi)外學(xué)者主要選取植物群落（符亞儒等，2012；珊丹等，2019）、土壤理化性質(zhì)（王尚義等，2013）和微生物群落（張蓉等，2018；張振佳等，2021）等指標(biāo)對礦區(qū)復(fù)墾后生態(tài)恢復(fù)的效果進行評價。已有研究表明，在礦區(qū)進行人工生態(tài)恢復(fù)可以改善植物群落結(jié)構(gòu)，提高植物物種多樣性，且恢復(fù)時間越長，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力和恢復(fù)力越強（李欣穎等，2022），但礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)是一個漫長的過程，恢復(fù)過程中人工干擾的程度不同，礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的效果和速度也不同（辛未冬等，2021）。目前關(guān)于礦區(qū)復(fù)墾方式的選取及復(fù)墾后生態(tài)系統(tǒng)的評價開展了一系列研究，但對小區(qū)域種植不同果樹下地表節(jié)肢動物的響應(yīng)鮮有報道，且對土壤動物類群如何指示礦區(qū)土壤恢復(fù)質(zhì)量的認識還很有限。本文以煤矸石山地表節(jié)肢動物為研究對象，揭示不同植被恢復(fù)方式下地表節(jié)肢動物群落多樣性及差異，利用指示值法確定不同植被恢復(fù)方式下地表節(jié)肢動物指示類群，分析地表節(jié)肢動物群落多樣性與土壤環(huán)境因子之間的關(guān)系，探討地表節(jié)肢動物多樣性的維持機制，為今后完善煤矸石山的生態(tài)恢復(fù)策略提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究樣地位于山西省霍州市霍煤集團曹村煤礦 南 下 莊 煤 矸 石 山 恢 復(fù) 區(qū) （ 111°42′11.1″E ，36°30′47.9″N），平均海拔 560 m，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年平均蒸發(fā)量900—1300 mm，年平均降水量 353.3—688.9 mm，多集中于夏秋季節(jié)，年平均氣溫 12.2 ℃。礦區(qū)土壤以褐土為主。該矸石山自1959年起投入使用，矸石堆存量約200×104t，占地約1.6×104m2，垂直高差約50 m，坡度約40°（王蕾等，2019）。矸石山恢復(fù)區(qū)于2008年進行推平覆土，作業(yè)時首先對矸石山進行推平，壓實后均取自矸石山附近的土壤覆土100—120 cm，最后平整土地進行植被復(fù)墾，通過種植果樹等進行土壤質(zhì)量的恢復(fù)，復(fù)墾果園的田間管理措施與當(dāng)?shù)仄胀ü麍@一致。同時留有部分不受人為干擾的區(qū)域進行天然恢復(fù)，最終形成草地。天然恢復(fù)植被優(yōu)勢種主要以白胡子草（Eriophorum vaginatum）、白蒿（Artimisia sieversiana）和狗尾草（Setaria viridis）為主。人工恢復(fù)植被包括山楂樹（Crataegus pinnatifida）和石榴樹（Punica granatum）（辛未冬等，2019）。

1.2 實驗設(shè)計

選擇煤矸石山覆土來源、厚度及復(fù)墾年限基本一致的4種植被類型作為樣地，分別為草地、山楂地、石榴地和玉米地，其中，草地（waste grassland，WG）為天然恢復(fù)樣地；山楂地（hawthorn field，HT）和石榴地（granada tree field，GF）為人工恢復(fù)樣地；考慮到煤矸石山附近無未受影響的果園，因此選取未受煤矸石山影響的玉米地（corn field，CF）為對照樣地。2019年10月，分別在4個樣地內(nèi)設(shè)置4個3 m×3 m的樣方，每個樣方4次重復(fù)，樣方之間至少相距4 m，在每個重復(fù)樣方內(nèi)布設(shè)4個陷阱收集器，陷阱之間距離≥1 m。

1.3 地表節(jié)肢動物樣品采集及鑒定

采用陷阱法對地表節(jié)肢動物進行采集，陷阱布設(shè)的具體方法為：將PP塑料杯（口徑90 mm，底徑53 mm，杯高139 mm，容積500 mL）埋入土壤，杯口與地表齊平，保存溶液為200—300 mL體積分數(shù)為3%的福爾馬林溶液和0.05 mL甘油，在野外布設(shè)7 d后收回，將捕獲的地表節(jié)肢動物樣品保存在30 mL體積分數(shù)為75%的酒精溶液樣品瓶中。采集到的地表節(jié)肢動物在體視顯微鏡下進行鑒定分類，主要參考《中國土壤動物檢索圖鑒》（尹文英，1998）、《昆蟲分類學(xué)》（鄭樂怡等，1999）及《幼蟲分類學(xué)》（鐘覺民，1990）0等。除蜘蛛鑒定到目外，其余鑒定到科，并統(tǒng)計其個體數(shù)量。

1.4 土壤理化性質(zhì)調(diào)查與分析

采用多點混合土樣處理法進行土壤樣品取樣，在采集地表節(jié)肢動物的每個重復(fù)樣方內(nèi)隨機設(shè)4個樣點，取樣深度為0—10 cm，去除雜質(zhì)并混合均勻裝袋編號，帶回實驗室陰干后研磨過20目（0.850 mm）和100目（0.150 mm）土篩，用于分析土壤理化性質(zhì)。土壤含水量采用烘干法測定；土壤 pH值采用電位法測定；土壤容重采用100 cm3環(huán)刀法測定；土壤速效磷用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定；土壤有機質(zhì)用重鉻酸鉀-外加熱法測定；土壤速效鉀用NH4OAc浸提-火焰光度法測定。測定方法參照《土壤農(nóng)化分析》（第3版）（鮑士旦，2000）。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

統(tǒng)計4個樣地地表節(jié)肢動物的活動密度（每個收集器捕獲的土壤動物個體數(shù)）和類群數(shù)。物種多樣性利用Shannon-weiner多樣性指數(shù)（H′）、Margalef豐富度指數(shù)（D）、Pielou均勻性指數(shù)（E）和Simpson優(yōu)勢度指數(shù)（C）4個指數(shù)進行分析（馬克平等，1994）。

Shannon-wiener多樣性指數(shù)：

Margalef豐富度指數(shù)：

Pielou均勻度指數(shù)：

Simpson優(yōu)勢度指數(shù)：

式中：

ni——第i個類群的個體數(shù)；

N——動物群落全部類群的總個體數(shù)；

Pi——群落第i類群個體數(shù)占總個體數(shù)比例；

S——群落中的類群數(shù)。

采用單因素方差分析（One-way ANOVA）對不同樣地地表節(jié)肢動物群落的活動密度、多樣性特征和土壤理化性質(zhì)進行比較，各樣地間地表節(jié)肢動物群落多樣性差異采用LSD多重比較法進行分析。方差分析前對土壤動物數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗（K-S檢驗），對不服從正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進行l(wèi)og10(1+x)轉(zhuǎn)化。

采用統(tǒng)計軟件R語言中的labdsv軟件包計算不同樣地各類群的IndVal值（Team，2011），計算公式為：

式中：

Aij——存在j樣點的物種i的數(shù)量占整個物種i數(shù)量的百分比；

Bij——所有樣點中物種i的樣點數(shù)占整個樣點的百分比。

參考相關(guān)研究以IndVal值≥0.7作為標(biāo)準確定指示物種（Nakamura et al.，2007），顯著性P值是在1000次重復(fù)基礎(chǔ)上得到的。

采用Canoco 5軟件中典范對應(yīng)分析（CCA）探究土壤環(huán)境因子對地表節(jié)肢動物的影響，首先采用DCA方法對樣地和物種進行排序，排序結(jié)果顯示第一、二排序軸梯度最大值（LGA）均大于 4，因此選用 CCA排序分析不同樣地地表節(jié)肢動物與土壤環(huán)境因子（土壤含水量、容重、pH值、有機質(zhì)、速效磷和速效鉀）之間的關(guān)系，同時用999次蒙特卡洛置換檢驗（Monte Carlo Permutation Test）分析土壤環(huán)境因子的顯著性。采用Pearson相關(guān)分析法探究地表節(jié)肢動物多樣性特征與土壤環(huán)境因子的關(guān)系。

2 結(jié)果

2.1 地表節(jié)肢動物群落組成

本研究共采集地表節(jié)肢動物22750頭，隸屬1門4綱17目46科（表1）。其中優(yōu)勢類群為疣跳科，占總捕獲量的93.47%；常見類群為蟻科和卷殼蟲科，分別占總捕獲量的1.77%和1.39%；稀有類群43類，占總捕獲量的3.37%。

表1 不同樣地地表節(jié)肢動物群落活動密度和優(yōu)勢度Table 1 Activity density and dominance of ground-dwelling arthropods in four plots

4個樣地地表節(jié)肢動物組成具有明顯差異，體現(xiàn)在不同樣地優(yōu)勢類群、常見類群和稀有類群組成不同以及各樣地活動密度和類群數(shù)的差異。疣跳科在石榴地為優(yōu)勢類群，在玉米地為常見類群，另外兩個樣地則無此類群；蟻科在草地和玉米地為優(yōu)勢類群，在山楂地為常見類群，而在石榴地為稀有類群；卷殼蟲科為山楂地優(yōu)勢類群，在草地為常見類群，但在石榴地和玉米地成為稀有類群?；顒用芏却笮槭竦兀居衩椎兀旧介兀静莸?，其中石榴地與其他3個樣地差異極顯著（F=12.005，P=0.001），類群數(shù)表現(xiàn)為玉米地＞石榴地＞山楂地＞草地。

2.2 地表節(jié)肢動物群落多樣性

4個樣地地表節(jié)肢動物Shannon-wiener多樣性指數(shù)（F=14.005，P＜0.01）、Margalef豐富度指數(shù)（F=12.301，P＜0.01）、Pielou 均勻度指數(shù)（F=17.427，P＜0.01）和 Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)（F=18.206，P＜0.01）均存在顯著差異（圖 1）。玉米地 Shannon-wiener多樣性指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)顯著高于石榴地和山楂地，草地Pielou均勻度指數(shù)顯著高于石榴地和山楂地，Simpson優(yōu)勢度指數(shù)則相反，石榴地Shannon-wiener多樣性指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)均低于山楂地，草地和玉米地Shannon-wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Simpson優(yōu)勢度指數(shù)無顯著差異。

圖1 不同樣地地表節(jié)肢動物多樣性Figure 1 Diversity of ground-dwelling arthropods in four plots

3種恢復(fù)方式地表節(jié)肢動物群落多樣性指數(shù)結(jié)果顯示，對照玉米地Shannon-wiener多樣性指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)高于其他兩種恢復(fù)樣地，Simpson優(yōu)勢度指數(shù)表現(xiàn)為人工恢復(fù)樣地最高，Pielou均勻度指數(shù)相反，天然恢復(fù)樣地Shannon-wiener多樣性指數(shù)高于人工恢復(fù)樣地。

2.3 地表節(jié)肢動物群落與土壤環(huán)境因子的關(guān)系

對不同恢復(fù)樣地土壤理化性質(zhì)進行測定（表2），除土壤容重和pH值外，其他土壤環(huán)境因子均存在極顯著差異（P＜0.01），石榴地速效磷含量顯著高于其他樣地，有機質(zhì)含量表現(xiàn)為玉米地最高，草地最低，且差異極顯著（P＜0.01）。

表2 不同植被恢復(fù)樣地土壤環(huán)境因子狀況Table 2 Soil environmental factors in four plots

不同植被恢復(fù)方式下土壤動物群落的 CCA排序結(jié)果表明（圖 2），土壤環(huán)境因子對地表節(jié)肢動物的全部解釋量為64.58%，第1軸和第2軸的特征值分別為0.4283和0.2959，解釋量分別為32.72%和22.60%，所有排序軸和第1排序軸均在統(tǒng)計學(xué)上達到顯著水平（F=3.153，P=0.002和F=4.377，P=0.004），說明排序軸能很好的反映地表節(jié)肢動物和土壤環(huán)境因子的關(guān)系。通過逐步向前篩選變量，影響地表節(jié)肢動物群落分布最關(guān)鍵的兩個土壤環(huán)境因子是速效磷（F=5.1，P=0.004）和含水量（F=2.5，P=0.054），2個環(huán)境因子共解釋了56.5%的環(huán)境變異，速效磷對地表節(jié)肢動物的影響最大，貢獻率達到39.3%，含水量的貢獻率為17.2%（表3）。第1軸與速效磷和速效鉀相關(guān)性較高，速效鉀（r=0.5528）、有機質(zhì)（r=0.0435）和容重（r=0.0373）均與第1軸呈顯著正相關(guān)，速效磷（r= -0.6600）、pH（r= -0.4260）和含水量（r= -0.3128）均與第1軸呈顯著負相關(guān)；第2軸與有機質(zhì)和速效鉀相關(guān)性較高，速效磷（r=0.0888）、pH（r=0.0576）和容重（r=0.0179）均與第1排序軸呈顯著正相關(guān)，有機質(zhì)（r= -0.6745）、速效鉀（r= -0.5012）和含水量（r= -0.2614）均與第2排序軸呈顯著負相關(guān)。結(jié)合圖2來看，疣跳科的活動密度與速效磷和含水量顯著正相關(guān)。

表3 土壤環(huán)境因子對地表節(jié)肢動物群落分布的相對貢獻CCA分析Table 3 CCA on the relative contribution of environmental factors to ground-dwelling arthropods communities

圖2 地表節(jié)肢動物與土壤環(huán)境因子的冗余分析（CCA）Figure 2 CCA among major groups of ground-dwelling arthropods in association with soil environmental factors(CCA)

對地表節(jié)肢動物活動密度、類群數(shù)及4種多樣性指數(shù)與土壤環(huán)境因子進行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)速效磷含量與地表節(jié)肢動物 Shannon多樣性指數(shù)（r=-0.997，P=0.003）和類群數(shù)（r=-0.997，P=0.003）呈極顯著負相關(guān)，與Pielou均勻度指數(shù)（r= -0.961，P=0.039）呈顯著負相關(guān)，與 Simpson優(yōu)勢度指數(shù)（r=0.980，P=0.020）呈顯著正相關(guān)（表4）。

表4 地表節(jié)肢動物群落分布與環(huán)境因子間的相關(guān)關(guān)系Table 4 Correlation between ground-dwelling arthropods communities distribution and environment factors

2.4 地表節(jié)肢動物的指示作用

對不同樣地地表節(jié)肢動物指示種的分析結(jié)果表明（表 5），草地?zé)o指示物種，山楂地指示種僅有卷殼蟲科，石榴地指示種主要為跳蟲，玉米地指示種的種類最多，主要為鞘翅目和膜翅目。不同恢復(fù)樣地指示種存在顯著差異，說明不同地表節(jié)肢動物類群對不同恢復(fù)植被的敏感性和適宜性不同，這種不同主要是由不同恢復(fù)植被間土壤環(huán)境的差異引起的。

表5 不同恢復(fù)植被地表節(jié)肢動物指示值Table 5 IndVal of ground-dwelling arthropods in four plots

3 討論

大量研究表明，植被和土壤環(huán)境影響土壤動物群落的分布（王嘉元等，2021；孫彩彩等，2022），本研究捕獲的地表節(jié)肢動物中，疣跳科、蟻科和卷殼蟲科占比很大，尤其是蟻科，在草地、山楂地和玉米地中占絕對優(yōu)勢，表明該地的蟻科豐富且穩(wěn)定，對不同樣地具有較高的耐受性，成為該地的泛化種。研究發(fā)現(xiàn)不同植被類型間地表節(jié)肢動物優(yōu)勢類群不同，尤其是石榴地中疣跳科的活動密度遠大于其他類群，表明不同植被恢復(fù)方式地表節(jié)肢動物優(yōu)勢度具有較大差異。

物種多樣性是研究生態(tài)系統(tǒng)多樣性及結(jié)構(gòu)的重要方面和重要指標(biāo)，可以反映生境中物種的豐富度、穩(wěn)定程度和均勻度（王采娥等，2022）。本研究中，石榴地和山楂地地表節(jié)肢動物密度和類群數(shù)顯著高于草地，植物群落功能群組成是影響土壤動物群落的重要因素（李雨等，2019），人工恢復(fù)植被相比天然恢復(fù)植被植物豐富度和覆蓋度更高，豐富的凋落物層能夠為土壤動物提供更充足的食物來源（高敏等，2017），因此有利于地表節(jié)肢動物的繁衍和類群數(shù)量的提升（邵穎等，2019）。草地地表節(jié)肢動物Shannon多樣性指數(shù)高于石榴地和山楂地，與黃玉梅（2020）的研究結(jié)果相似，Shannon多樣性指數(shù)能綜合反映群落物種的豐富度和均勻度，說明人工恢復(fù)下地表節(jié)肢動物物種組成比較單一，分布不均，已有研究表明，草本植物對提升昆蟲 Shannon多樣性指數(shù)有積極作用（高金輝等，2022）。草地豐富的草本蓋度有助于增加生物獲取各種生存所需關(guān)鍵資源的可能性，為地表節(jié)肢動物提供更多的棲息地和食物來源，人工恢復(fù)由于人為強烈干擾，農(nóng)業(yè)集約化會破壞原有的穩(wěn)定生境，導(dǎo)致生境中優(yōu)勢種作用明顯（疣跳科和卷殼蟲科），其他物種生長處于劣勢狀態(tài)，致使石榴地和山楂地地表節(jié)肢動物群落Pielou均勻度指數(shù)顯著低于草地（Matson et al.，1997；Broughton et al.，2014）。人工恢復(fù)樣地中，山楂地地表節(jié)肢動物活動密度、類群數(shù)和Simpson優(yōu)勢度指數(shù)低于石榴地，但Shannon多樣性指數(shù)顯著高于石榴地，其原因可能是山楂樹相對石榴樹體型較大冠層郁閉度較高，林下植被可獲得的光照有限造成其功能群多樣性較低，導(dǎo)致地表節(jié)肢動物數(shù)量和類群數(shù)低于石榴地，而石榴地由于植被特征引起土壤環(huán)境發(fā)生改變，生物學(xué)特性的差異導(dǎo)致少量物種大量繁殖，進而提高Simpson優(yōu)勢度指數(shù)，表明石榴地更適合提升地表節(jié)肢動物數(shù)量特征，山楂地更適合地表節(jié)肢動物群落均勻穩(wěn)定的恢復(fù)。本研究還發(fā)現(xiàn)玉米地地表節(jié)肢動物群落Margalef豐富度指數(shù)顯著高于其他樣地，且大量類群僅在玉米地中收集到，進一步說明天然恢復(fù)和人工恢復(fù)在提升地表節(jié)肢動物類群數(shù)目方面與未受煤矸石山影響的區(qū)域相比仍有差異，未來不同恢復(fù)階段地表節(jié)肢動物群落特征需要進一步研究。

不同植被恢復(fù)方式下地表節(jié)肢動物群落與土壤環(huán)境因子關(guān)系密切。排序結(jié)果說明土壤環(huán)境因子可以影響地表節(jié)肢動物群落的分布，且在不同生境下影響程度有一定差異。本研究中，疣跳科既是本研究的優(yōu)勢類群，也是石榴地的優(yōu)勢類群，CCA排序結(jié)果顯示疣跳科的活動密度與土壤速效磷和含水量顯著正相關(guān)，相關(guān)性分析顯示土壤速效磷與地表節(jié)肢動物Shannon多樣性指數(shù)和類群數(shù)極顯著負相關(guān)，與Simpson優(yōu)勢度指數(shù)顯著正相關(guān)，這與杜亞彬等（2020）在研究土壤跳蟲與土壤環(huán)境因子關(guān)系的研究結(jié)果一致，其原因可能是有機質(zhì)腐解過程中產(chǎn)生的有機酸會加速磷元素的溶解與釋放，導(dǎo)致土壤速效磷含量下降（謝林花等，2004；章愛群等，2009），石榴地在3種施肥的樣地類型中有機質(zhì)含量相對較低，在此情況下速效磷含量較高，不利于更高等級物種進入土壤生存繁衍，因此激發(fā)了石榴地優(yōu)勢類群即疣跳科的繁衍模式。本研究采樣處于降雨后，降雨加速磷元素的溶解和釋放（龍偲等，2015），且大多數(shù)彈尾目跳蟲偏好潮濕，土壤含水量增加有利于土壤跳蟲生長發(fā)育，導(dǎo)致其天敵數(shù)量減少，Simpson優(yōu)勢度指數(shù)增加。此外，不同地表節(jié)肢動物與土壤環(huán)境因子的關(guān)系也存在差異，且不同生境中土壤環(huán)境因子對地表節(jié)肢動物的響應(yīng)有差異，可能由于不同地表節(jié)肢動物類群在遷移能力、取食習(xí)慣及生長周期等生物學(xué)特性上存在一定的差異（王雅雅等，2020；丁彰琦等，2022），使得它們對土壤環(huán)境因子的敏感程度及響應(yīng)模式明顯不同，需要進一步展開相關(guān)研究。

由于土壤動物與土壤環(huán)境因子關(guān)系密切，不同恢復(fù)植被對地表節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)及多樣性產(chǎn)生了強烈影響，因此地表節(jié)肢動物可作為作評估不同恢復(fù)植被土壤養(yǎng)分和生境變化的指示種（侯春雨等，2022）。本研究中草地?zé)o指示種，可能是由于天然恢復(fù)下草地植物群落結(jié)構(gòu)單一，生境異質(zhì)性弱，沒有形成與其他3個樣地相比相對獨特的生境，從而導(dǎo)致地表節(jié)肢動物群落組成單一且數(shù)量較少。不同植被恢復(fù)方式改變了地表節(jié)肢動物群落的分布進而導(dǎo)致指示種出現(xiàn)，指示種的差異進一步反映了不同植被恢復(fù)方式對地表節(jié)肢動物產(chǎn)生的影響。疣跳科和長角跳科對石榴地有較強指示性，可能與石榴地食物資源的數(shù)量和質(zhì)量有關(guān)，已有研究發(fā)現(xiàn)跳蟲是監(jiān)測耕地質(zhì)量高低的指示生物（徐國良等，2019），說明石榴地給跳蟲提供了良好的生境，具有顯著的生態(tài)意義。卷殼蟲科對山楂地有較強指示性，可能與山楂地凋落物特征及凋落物下微環(huán)境有關(guān)，影響了卷殼蟲科的取食和繁殖。步甲科對玉米地有較強指示性，這與玉米地地表植被豐富、土壤表層根系密集以及玉米秸稈還田可積累大量有機質(zhì)使其有機質(zhì)含量顯著高于矸石山恢復(fù)區(qū)有關(guān)，枯落物的厚度和組成可以調(diào)節(jié)地表的溫度和濕度，并且為步甲科提供隱蔽場所，進而影響步甲科的生境選擇（高光彩等，2009）。

4 結(jié)論

天然恢復(fù)不利于提高地表節(jié)肢動物活動密度和類群數(shù)，但可以維持較高的Shannon多樣性指數(shù)。人工恢復(fù)有利于提高地表節(jié)肢動物群落活動密度和類群數(shù)，但降低了Shannon多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)。人工恢復(fù)中石榴地更適合提升地表節(jié)肢動物數(shù)量特征，山楂地更適合地表節(jié)肢動物穩(wěn)定均勻的恢復(fù)。天然恢復(fù)和人工恢復(fù)在提升地表節(jié)肢動物類群數(shù)目方面與未受煤矸石山影響的區(qū)域相比仍有差異。影響地表節(jié)肢動物分布的關(guān)鍵土壤環(huán)境因子是速效磷和含水量，其中疣跳科的活動密度與速效磷和含水量呈顯著正相關(guān)。不同地表節(jié)肢動物對土壤環(huán)境因子的響應(yīng)不同，因此一些地表節(jié)肢動物類群可以監(jiān)測和指示土壤環(huán)境的變化。因此，在未來煤矸石山植被恢復(fù)規(guī)劃過程中，應(yīng)根據(jù)各恢復(fù)植被的功能特征，制定因地制宜的恢復(fù)策略，關(guān)注生態(tài)恢復(fù)中土壤生物多樣性、生態(tài)平衡和不同生境指示種的動態(tài)變化，以促進礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的長期可持續(xù)發(fā)展。