半干旱礦區(qū)采動地裂縫發(fā)育對幼苗庫及其建植因子影響

杜華棟 ，謝姍姍 ，畢銀麗,2 ，劉 研 ，孫 浩 ，劉云龍

（1.西安科技大學(xué) 地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院, 陜西 西安 710054；2.西安科技大學(xué) 西部礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)研究院, 陜西 西安 710054；3.陜西省煤炭綠色開發(fā)地質(zhì)保障重點實驗室, 陜西 西安 710054）

0 引 言

井工煤炭開采過程會引起地表塌陷、地下水滲漏等一系列地質(zhì)災(zāi)害[1]，這些地質(zhì)損害會造成水土流失、植被破壞、生態(tài)功能退化等生態(tài)環(huán)境問題[2-3]。為了促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展，礦區(qū)生態(tài)修復(fù)是至關(guān)重要的，而植被恢復(fù)則是修復(fù)和重建礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的有效手段之一[4]。

植被可作為表征礦區(qū)生態(tài)環(huán)境變化的綜合指示器[5]，能反映采動損傷對生態(tài)環(huán)境變化的影響。采礦活動首先會加劇植被生境破碎化，其產(chǎn)生的采動地裂縫在短期內(nèi)會直接拉傷植被根系[6]，影響植被對土壤中的水分和養(yǎng)分的吸收，從而造成植被生長發(fā)育緩慢甚至死亡[7]，另外地裂縫發(fā)育還會引發(fā)土壤侵蝕加快、水分入滲率增大[8]、地表蒸騰作用增強(qiáng)等現(xiàn)象，導(dǎo)致土壤水分養(yǎng)分流失、干旱程度增加[9]，間接加深礦區(qū)植被損害的程度，造成植被群落自然演替進(jìn)程緩慢[10]，因此植被恢復(fù)是礦區(qū)生態(tài)重建在關(guān)鍵點，而植被自然恢復(fù)過程中幼苗能否存活又是植被自然更新的關(guān)鍵因素之一[11]。幼苗庫是指一定面積的樣地群落中小于某一高度的所有植物幼苗的總和[12]，這個階段是植物個體生長最為脆弱、死亡率最高、對環(huán)境變化最為敏感的時期[13]，幼苗影響植株的后續(xù)生長，對植被更新具有篩選作用[14]，直接影響地上植被群落的組成、結(jié)構(gòu)、動態(tài)變化和物種多樣性維持。而決定幼苗建植的因子既包括參與和決定植物生長的土壤指標(biāo)，如水分、養(yǎng)分等[15]，還包括地表溫度濕度、光照強(qiáng)度等微氣象因子[16]，此外對上述土壤和微氣象因子具有間接影響的植物群落結(jié)構(gòu)[17]、地表枯落物[18]以及土壤結(jié)皮[19]等地上植被特征也參與了幼苗建植過程。但采動地裂縫會加劇生態(tài)脆弱區(qū)環(huán)境惡化，由此推斷采動地裂縫發(fā)育對幼苗建植也存在一定負(fù)面影響[20]，進(jìn)而影響植被的自然恢復(fù)進(jìn)程和人工植被修復(fù)策略的制定。近些年來，在礦區(qū)擾動區(qū)有關(guān)幼苗庫及其建植的研究已受到廣泛關(guān)注[21]，目前研究主要集中在礦區(qū)露天開采排土場或矸石山復(fù)墾區(qū)域[22]，而針對煤炭井工開采產(chǎn)生的地裂縫這種干擾環(huán)境下幼苗庫特征研究還較為薄弱，對于采動地裂縫如何影響幼苗組成及其建植機(jī)理還有待進(jìn)一步研究，只有探明采動地裂縫對幼苗庫影響，才能準(zhǔn)確判定礦區(qū)地表裂縫產(chǎn)生后植被損害機(jī)理、自然更新能力及恢復(fù)進(jìn)程，進(jìn)而制定相應(yīng)的生態(tài)損傷預(yù)防策略與修復(fù)措施。

以半干旱榆神府礦區(qū)塌陷裂縫地為研究對象，研究距裂縫不同距離植被自然恢復(fù)條件下幼苗庫密度、物種組成、多樣性特征，結(jié)合土壤理化性質(zhì)測定探明采動地裂縫影響幼苗建植的內(nèi)在機(jī)理，同時通過幼苗庫與地上植被關(guān)系分析探究塌陷裂縫對植物群落更新及演替的影響，以期為礦區(qū)塌陷地植被恢復(fù)措施的制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

榆神府礦區(qū)位于鄂爾多斯煤盆地中部（E 109.13°～110.67°, N 38.50°～39.47°）（圖1），處于陜北黃土高原與毛烏素沙漠南緣接壤地帶，由風(fēng)沙地貌及黃土丘陵地貌組成[23]，屬荒漠-半荒漠生態(tài)系統(tǒng)。礦區(qū)氣候為溫帶干旱半干旱大陸性季風(fēng)氣候，草原氣候區(qū)，年平均氣溫8 ℃，年平均降水量不到500 mm，年平均蒸發(fā)量約2 000 mm，土壤類型以風(fēng)沙土和黃綿土為主。灌叢是礦區(qū)的優(yōu)勢植被群落。其植被種類有興安胡枝子（Lespedeza davurica）、遠(yuǎn)志（Polygala tenuifolia）、長芒草（Stipa bungeana）、華北白前（Vincetoxicum mongolicum） 、 沙 蒿（Artemisia desertorum）、和檸條（Caragana korshinskii）等。

圖1 研究區(qū)域位置Fig.1 Spatial distribution of sampling points

榆神府礦區(qū)是我國西部重要的原煤生產(chǎn)基地，煤炭儲量豐富，具有煤層厚、埋深淺的特點[24]。煤炭開采方式以井工開采為主，采用綜合機(jī)械化長壁式開采工藝[25]。因此隨著煤炭的大量開采，煤層上覆巖層會發(fā)生冒落、產(chǎn)生裂隙和彎曲等不同程度的采動損害，地表形成塌陷并出現(xiàn)大量裂縫[26]，使得地表植被生長和水文循環(huán)受到干擾，加劇土壤質(zhì)量退化和土地荒漠化。榆神府井工煤炭開采引起地表塌陷后地表裂縫主要包括臺階型、擠壓隆起型、滑動型和拉張型裂縫4 種類型[24]，研究區(qū)內(nèi)以拉張型裂縫分布最普遍且裂縫寬度以0～0.1 m 占比較大，約占總數(shù)的50%以上[27-28]，因此本文選取榆神府礦區(qū)黃土塌陷地分布最廣且寬度為0～0.1 m 的拉張型裂縫為研究對象。

1.2 樣地設(shè)置

已有研究表明采動地裂縫主要影響兩側(cè)水平距離0～2 m 內(nèi)的土壤性質(zhì)[29-30]，而植被生長發(fā)育與土壤性質(zhì)顯著相關(guān)，并且通過筆者多年在研究區(qū)對裂縫周邊植物群落組成與覆蓋度的監(jiān)測，裂縫發(fā)育后對植物群落影響范圍約為2 m。因此本研究為進(jìn)一步探究地表裂縫發(fā)育對幼苗庫組成和多樣性的影響范圍及程度，采用樣帶和樣方相結(jié)合的方法進(jìn)行植被調(diào)查和土壤樣品采集，分別沿距塌陷裂縫水平距離0～1 m、1～2 m、2～5 m 設(shè)置采樣帶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（圖2a 和2b），進(jìn)行幼苗庫與地上植被調(diào)查（圖2c）、土壤樣品采集（圖2d），每個樣地的每種距離至少保證5 組重復(fù)，同時在裂縫發(fā)育采樣區(qū)附近，選擇具有類似地形條件，地質(zhì)條件（如坡度、坡長）和相似植物群落的未塌陷區(qū)作為對照區(qū)，每種類型樣地至少保證9 組樣地重復(fù)。

圖2 野外采樣樣地示意Fig.2 Illustration of field sampling plot

1.3 研究方法

1.3.1 幼苗庫調(diào)查

每個樣地在距采動地裂縫0～1 m、1～2 m、2～5 m 范圍以及對照區(qū)分別設(shè)置5 個50 cm × 50 cm 的樣方進(jìn)行幼苗庫調(diào)查[31]，記錄樣方里幼苗物種組成、數(shù)量、高度、生長狀況等，同時分別記錄土壤結(jié)皮和枯落物的蓋度和厚度，并收集枯落物帶回實驗室80 ℃烘干24 h 后稱重（表1）。

表1 距采動地裂縫不同距離地上植被及環(huán)境因子特征Table 1 Characteristics of aboveground vegetation and environmental factors at different distances from the mining ground fissure

1.3.2 地上植被調(diào)查

在距地裂縫0～1 m、1～2 m、2～5 m 范圍以及對照區(qū)進(jìn)行幼苗庫調(diào)查后，再布置3 個1 m × 1 m 的樣方進(jìn)行植被特征調(diào)查[32]，用以分析幼苗對地上植被更新的貢獻(xiàn)。統(tǒng)計樣方內(nèi)出現(xiàn)的植物種類和數(shù)量，并對其蓋度、高度等進(jìn)行測量記錄。采用刈割法剪下樣方內(nèi)的主要植物地上部分，帶回實驗室后80 ℃烘干24 h 后稱重，測定植物群落地上生物量，地裂縫發(fā)育不同距離地表植被群落特征見表1。

1.3.3 土壤理化性質(zhì)的測定

在距地裂縫0～1 m、1～2 m、2～5 m 范圍以及對照區(qū)進(jìn)行幼苗庫調(diào)查后，再隨機(jī)各選擇10 位點進(jìn)行土壤樣品采集，用以分析地裂縫發(fā)育后影響幼苗建植的機(jī)理。土壤理化性質(zhì)測定結(jié)果見表2，首先在取樣點附近使用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)刀測定土壤容重（BD）；用水分鉆取樣裝鋁盒帶回實驗室用烘干法測定土壤水分含量（SM）；采集表層0～20 cm 土壤樣品充分混勻后分裝入布袋中，在實驗室自然風(fēng)干去除碎片和植物根系后過篩用于測定化學(xué)性質(zhì)[33]，其中土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）采用重鉻酸鉀容量法測定；土壤速效氮（AN）含量采用1 mol/L 氯化鉀浸提，AA3 連續(xù)流動分析儀測定；土壤速效磷（AP）含量采用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定；土壤速效鉀（AK）含量采用1 mol/L （pH 7.0）乙酸銨浸提-火焰光度法測定。

表2 距采動地裂縫不同距離土壤理化性質(zhì)特征Table 2 Physicochemical characteristics of soil at different distances from mining ground fissure

1.3.4 數(shù)據(jù)處理與分析

1）幼苗庫和地上植被密度均為單位面積所包含的個體數(shù)量。

2）幼苗庫和地上植被物種多樣性采用以下指數(shù)計算[34-35]：

Margalef 豐富度指數(shù)：

式中：S為幼苗庫物種總數(shù)；Pi為物種i的相對豐度，即第i個物種個體數(shù)占所有個體總數(shù)的比例；N為幼苗庫所有物種個體總數(shù)。

3）物種相似性。采用 Sorenson 相似性系數(shù)測度各樣地地上植被之間、幼苗庫之間及地上植被與幼苗庫之間物種組成的相似性[36]，其計算公式為：

式中：b和c分別為幼苗庫或地上植被中出現(xiàn)的物種數(shù)；a為幼苗庫之間或與其地上植被的共有物種數(shù)。

4）數(shù)據(jù)處理與分析工具。通過SPSS 24.0 軟件采用單因素方差分析法（one-way ANOVA）檢驗距離采動地裂縫不同距離幼苗庫特征。地上植被、環(huán)境因子特征和幼苗密度特征均采用平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差（SD），差異顯著水平設(shè)定在P= 0.05。通過Canoco5.0軟件采用典范對應(yīng)分析（Canonical Correspondence Analusis, CCA）將幼苗庫特征與環(huán)境因子結(jié)合，探究采動地裂縫發(fā)育影響幼苗建植的驅(qū)動因子[37]。Mantel test 是對兩個矩陣相關(guān)關(guān)系的檢驗，可以反映兩個不同總體之間的相關(guān)關(guān)系，本研究通過R 語言4.3.1采用Mantel test 來進(jìn)一步探討單個環(huán)境因子與幼苗庫之間的關(guān)系[38]。

2 結(jié)果與分析

2.1 采煤地裂縫發(fā)育對幼苗庫特征的影響

2.1.1 幼苗庫密度與生活型組成特征

隨距地裂縫水平距離的增加幼苗庫密度呈現(xiàn)先減少后穩(wěn)定的變化趨勢（圖3），在0～1 m 范圍幼苗密度最大，為96 株/m2。在距地裂縫0～1 m 和1～2 m范圍的幼苗密度均顯著高于對照區(qū)（P< 0.05），兩者相比較于對照區(qū)幼苗密度分別增加了92%、68%。隨水平距離的增大，在2～5 m 處幼苗密度相比較于0～1 m 和1～2 m 分別顯著下降了65%、44%（P<0.05），而2～5 m 處幼苗密度相比較于對照區(qū)僅增加了16%，且并未表現(xiàn)出顯著性差異（P> 0.05）。

從幼苗庫生活型組成上看，研究區(qū)幼苗類型以草本植物為主（圖4），隨水平距離增大，一、二年草本幼苗占比逐漸減小，而多年生草本和灌木幼苗占比增大。在距地裂縫0～1 m 和1～2 m 處幼苗庫生活型組成結(jié)構(gòu)相似，一年生草本幼苗占比均超過30%，顯著高于對照區(qū)（P< 0.05），在2～5 m 處的一年生草本幼苗占比下降至15%，與對照區(qū)并無顯著性差異（P> 0.05）。多年生草本和灌木（包括小灌木、亞灌木、灌木）幼苗在0～1 m 和1～2 m 處占比均顯著低于對照區(qū)（P< 0.05），而2～5 m 則與對照區(qū)無顯著性差異（P> 0.05）。

圖4 距采動地裂縫不同距離幼苗庫生活型組成特征Fig.4 Characteristics of life-form composition of seedling bank at different distances from mining ground fissure

2.1.2 幼苗庫多樣性特征

距地裂縫0～1 m 和1～2 m 范圍幼苗庫的Margalef 豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)和Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)相比較對照區(qū)，依次顯著增大了42%和24%、62% 和40%、33% 和18%（P< 0.05）（圖5），而2～5 m 范圍的幼苗庫與對照區(qū)相比無顯著性差異（P> 0.05）。在距裂縫0～1 m 和1～2 m 范圍幼苗庫的Pielou 均勻度指數(shù)均顯著低于對照區(qū)（P<0.05），分別降低了55%和38%，表明在0～1 m 和1～2 m 幼苗庫多樣性最大但物種組成不均勻，且2～5 m與對照區(qū)幼苗Pielou 均勻度也無顯著差異（P> 0.05）。

圖5 距采動地裂縫不同距離幼苗庫多樣性特征Fig.5 Diversity characteristics of seedling bank at different distances from mining ground fissure

2.2 采煤地裂縫發(fā)育區(qū)幼苗庫建植因素分析

為探究幼苗庫群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子之間的關(guān)系，對距地裂縫不同水平距離幼苗庫群落與生態(tài)環(huán)境因子之間關(guān)系進(jìn)行CCA 排序分析，CCA 排序圖前兩軸解釋的環(huán)境變量分別為62.25%、72.96%、47.97%、50.51%。采動地裂縫發(fā)育后，距地裂縫0～1 m（圖6a和表3），顯著影響幼苗庫群落結(jié)構(gòu)的環(huán)境因子較多，有土壤結(jié)皮蓋度、地上植被蓋度與生物量、枯落物蓋度、土壤含水量、有機(jī)質(zhì)含量。隨距離增大，影響1～2 m 范圍幼苗庫群落結(jié)構(gòu)的環(huán)境因子減少（圖6b和表3），幼苗分布主要與土壤含水量、枯落物厚度顯著相關(guān)。而在2～5 m 范圍幼苗群落結(jié)構(gòu)僅受土壤含水量和地上植被蓋度顯著影響（圖6c 和表3），并且幼苗物種分布格局與未有裂縫發(fā)育的對照區(qū)相似（圖6d 和表3），在對照區(qū)幼苗分布則主要受枯落物蓋度和土壤結(jié)皮蓋度以及地上植被蓋度影響。

表3 生態(tài)環(huán)境因子解釋的重要性排序和顯著性檢驗Table 3 Importance ranking and significance test of ecological environment factor explanation

圖6 距采動地裂縫不同距離幼苗庫與環(huán)境因子CCA 排序圖Fig.6 CCA of seedling bank and environmental factors at different distances from mining ground fissure

通過Mantel test 檢驗探究裂縫發(fā)育區(qū)單個環(huán)境因子與幼苗建植的關(guān)系，結(jié)果表明在距地裂縫0～1 m和1～2 m 范圍（圖7a 和圖7b），顯著影響幼苗建植的共同因子有土壤含水量、有機(jī)質(zhì)含量以及枯落物厚度（P< 0.05），而在0～1 m 范圍顯著影響幼苗建植因子較多，還包括土壤結(jié)皮蓋度、厚度、地上植被蓋度、生物量（P< 0.05）。隨距離的增大，在2～5 m 范圍和對照區(qū)影響幼苗建植的生態(tài)因子相似（圖7c 和7d），兩范圍共同顯著影響幼苗建植的因子有土壤含水量、枯落物蓋度（P< 0.05），且在2～5 m 的地上植被蓋度和對照區(qū)的地上生物量亦是顯著影響各自范圍幼苗建植的顯著因子（P< 0.05）。

圖7 距采動地裂縫不同距離環(huán)境因子與幼苗庫之間相關(guān)熱圖Fig.7 Heat map of correlation between environmental factors and seedling bank at different distances

2.3 幼苗庫與地上植物關(guān)系

幼苗庫與地上植被之間物種相似性隨距離地裂縫水平距離增大而逐漸增大（表4）。在距地裂縫0～1 m 時幼苗庫與地上植被之間的物種相似性最低，僅為0.42，并且此范圍幼苗庫與其他范圍地上植物物種相似性也較低。隨水平距離增大，在1～2 m 幼苗與地上植被之間的物種相似性系數(shù)略微增大但依然低于未干擾區(qū)。而在距地裂縫2～5 m 范圍，幼苗庫與此地上植被之間物種相似性較高兩者之間的相似性系數(shù)接近對照區(qū)，并且其與對照區(qū)地上植被的物種相似性也較高。

表4 幼苗庫與地上植被物種相似性Table 4 Species similarity between seedling bank and aboveground vegetation

進(jìn)一步分析地上植被和幼苗庫共發(fā)現(xiàn)56 個物種（圖8）。其中有4 個物種是所有樣地共有物種，為遠(yuǎn)志、長芒草、豬毛蒿等。而在距地裂縫0～1 m 幼苗庫特有物種僅為蘆葦，地上植被特有物種數(shù)為2 種，為紫云英和地構(gòu)葉。距地裂縫1～2、2～5 m以及對照區(qū)幼苗庫無特有物種，但1～2 m 地上植被特有物種有興安胡枝子和銀柴胡，2～5m 為黑沙蒿、菊葉委陵菜和桃葉鴉蔥等，對照區(qū)地上植被特有物種為佛子茅和鵝絨藤。

圖8 距采動地裂縫不同距離幼苗庫與地上植被物種組成集合圖Fig.8 Collection of seedling bank and aboveground vegetation species composition at different distances from mining ground fissure

3 討 論

3.1 地表裂縫發(fā)育對幼苗庫特征及其建植因素影響

眾多研究表明采煤塌陷后產(chǎn)生的地表裂縫會造成植被生境破碎化，從而導(dǎo)致植被密度和多樣性降低[39-40]，但本研究發(fā)現(xiàn)在距地裂縫0～1 m 和1～2 m范圍幼苗密度和多樣性均顯著大于未有裂縫發(fā)育的對照區(qū)，從地上植被調(diào)查數(shù)據(jù)分析造成以上結(jié)果的主因是裂縫發(fā)育使周邊原有的優(yōu)勢物種受到損傷甚至死亡，形成的土壤裂隙為其他拓殖強(qiáng)的種子繁殖物種（如一年生物種）入侵和定植創(chuàng)造了機(jī)會[41]，因此在距裂縫水平0～1 m 以及1～2 m 范圍草本群落占比增大，同時先鋒草本植被的成功建植可以有效地促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和可持續(xù)發(fā)展。此外，在0～2 m 范圍裂縫發(fā)育造成原有地上優(yōu)勢植物部分干枯，使得地表枯落物蓄積量增加，可以有效減少短時間內(nèi)地表土壤水分的蒸發(fā)、削弱淋溶作用對土壤的影響[42]，并且枯落物被分解后還會加快土壤養(yǎng)分循環(huán)[43]，這均有利于一年生植物種子萌發(fā)和幼苗前期建植。然而在0～1 m 范圍地表結(jié)皮較多且厚度大，這會影響幼苗扎根發(fā)育，并且土壤含水量受裂縫顯著影響，這都可能會對幼苗成功建植存在一定限制。隨水平距離增加至2～5 m 時幼苗庫密度和多樣性均減小至與對照區(qū)幼苗特征一致，此范圍與對照區(qū)影響幼苗建植的共同因子為枯落物蓋度、地上植被蓋度和土壤含水量。枯落物蓋度相對較高，可有效降低地表溫度和短時間減少水分蒸發(fā)，提高土壤養(yǎng)分，有利于幼苗前期建植，同時地裂縫對2～5 m 范圍地上多年生草本和灌木損害較小，植被群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性較高，地上植被蓋度較大可有效降低地表溫度、減小土壤侵蝕和增加土壤肥力等[44]。

綜上分析，距裂縫不同距離幼苗庫特征及其影響因素不同，在采煤引起地表裂縫發(fā)育地生態(tài)恢復(fù)過程中，應(yīng)采取針對性的措施促進(jìn)幼苗成功建植，如距裂縫0～2 m 范圍生態(tài)恢復(fù)過程中先鋒草本植被的建植應(yīng)以自然恢復(fù)為主，其在群落演替初期可在自然條件下完成建植，但為促進(jìn)礦區(qū)植被恢復(fù)進(jìn)程，可以考慮人工補(bǔ)播鄉(xiāng)土物種種子、增加土壤水分養(yǎng)分含量等措施，促進(jìn)裂縫對種子庫干擾較大范圍的幼苗建植率。

3.2 地表裂縫發(fā)育區(qū)幼苗庫與地上植被相關(guān)性

在距裂縫0～1 m 和1～2 m 范圍幼苗物種組成以草本植物為主，其中一年生先鋒植物占比較大，但幼苗與地上植被物種相似性均較低，表明裂縫發(fā)育后對該范圍植被生境干擾較大，嚴(yán)重影響植被更新過程。雖然裂縫發(fā)育初期生物種具有種子個體小、數(shù)量多、易萌發(fā)出苗，可快速進(jìn)入新的生境定居的特點[45]，但部分幼苗在生長過程中死亡，成功建植并發(fā)育成為成熟植株較為困難，對采煤裂縫范圍植被群落自然修復(fù)和更新演替貢獻(xiàn)有限，而距裂縫0～2 m 范圍內(nèi)又是塌陷裂縫損害植被的主要范圍，是生態(tài)修復(fù)治理的關(guān)鍵點。因此在地裂縫發(fā)育初期可人工播撒阿爾泰狗娃花、長芒草、豬毛蒿等本土物種，其易存活，在成功建植后可有效增加地上植被生物量、減少裸地面積、降低地裂縫周邊土壤侵蝕程度，對植物群落后期恢復(fù)具有積極作用。此外，距裂縫0～2 m 范圍內(nèi)可在裂縫充填后栽種對林下幼苗影響較大的灌木，灌木成功建植后會增加地表覆蓋度、降低地表溫度等改善微環(huán)境，以增加幼苗成功建植機(jī)率，進(jìn)而促進(jìn)裂縫干擾區(qū)植物群落多樣性和穩(wěn)定性。與0～2 m相比，在距裂縫2～5 m 范圍幼苗庫與地上植被物種相似度較高，并且地上植被特有物種數(shù)較多，表明該范圍幼苗庫與地上植被物種相互貢獻(xiàn)率相對較高，幼苗大概率可生長發(fā)育至成熟植被。且由此范圍幼苗建植主要機(jī)理可以得出，地表多年生物種和灌木為幼苗的建植提供了較優(yōu)的微環(huán)境，如較高的植被覆蓋度以及穩(wěn)定的植被群落結(jié)構(gòu)，這種生境有利于幼苗存活，因此該區(qū)在裂縫干擾后通過植被自然更新即可保障地上植物群落穩(wěn)定。

由以上裂縫發(fā)育后對不同空間位置幼苗庫組成和建植影響可以得出，裂縫發(fā)育對幼苗庫的影響主要在距離裂縫0～2 m 范圍，在這一范圍植被恢復(fù)過程中應(yīng)考慮通過人工植被恢復(fù)措施（如人工灌木群落構(gòu)建、補(bǔ)播鄉(xiāng)土物種種子和土壤性狀改良等）以保障幼苗庫建植，實現(xiàn)采煤裂縫區(qū)植被干擾后的持續(xù)更新，而在2～5 m 處應(yīng)以自然恢復(fù)為主，通過植被自然更新即可實現(xiàn)植被恢復(fù)，同時防止其他的人為干擾活動進(jìn)一步破壞植被的自然恢復(fù)過程。

4 結(jié) 論

1）井工采煤引起的地表裂縫發(fā)育，使得幼苗庫生活型組成由對照區(qū)以多年生草本為主轉(zhuǎn)變?yōu)榱芽p發(fā)育區(qū)以一二年生草本植物為主，且距裂縫水平距離0～1 m 和1～2 m 的幼苗庫密度、物種多樣性都顯著大于對照區(qū)，而在距裂縫2～5 m 上述幼苗庫特征與對照區(qū)已無顯著變化。

2）距裂縫0～1 m 和1～2 m 范圍影響裂縫幼苗建植的共同因子包括土壤含水量、有機(jī)質(zhì)含量和枯落物厚度，而在0～1 m 范圍除上述因子外還包括枯落物蓋度、土壤結(jié)皮蓋度、厚度、地上植被蓋度、生物量；隨距地裂縫水平距離增大，距裂縫2～5 m 范圍影響幼苗建植的因子與對照區(qū)相似，主要包括土壤水分、地上植被蓋度和枯落物蓋度。

3）距采動地裂縫水平距離0～1 m 和1～2 m 幼苗庫對地上植被群落恢復(fù)貢獻(xiàn)有限，為加快裂縫區(qū)植被恢復(fù)速度，在自然恢復(fù)的基礎(chǔ)上，可通過人工灌木群落構(gòu)建和土壤水分養(yǎng)分改善，以增加幼苗建植率進(jìn)而促進(jìn)該區(qū)植被恢復(fù)。而2～5 m 范圍的幼苗庫與地上植被的物種相似性相對較高，限制幼苗建植因子與未受裂縫干擾區(qū)類似，該區(qū)幼苗庫的自然更新可保證植被群落的穩(wěn)定性。