安太堡露天煤矿复垦土壤中土壤动物.doc

安太堡露天煤矿复垦土壤中土壤动物研究
崔艳，女，在读硕士，山西农业大学资源环境学院。
崔艳1白中科2李晋川3韩丽君1（1.山西农业大学资源环境学院,太谷,300810;2.中国地质大学土地科学技术系，北京100083;3.山西省生物研究所,太原,030006）
摘要：土壤动物是土壤生物中一个庞大的群体，它是指生命活动的全部过程或有一段时间在土壤中度过，生活上依赖于土壤环境，而对土壤有一定影响的动物。陆地生态系统的功能很大程度上依赖土壤生物的多样性，因此，生态学正面临一个走入地下的时代。在土壤学研究中,土壤生物对土壤化学和物理反应过程的影响成为21世纪研究的主题之一。本文以生态环境十分脆弱的干旱、半干旱黄土区大型露天煤矿平朔安太堡露天煤矿为研究基地，融土壤学、动物学、生态学为一体，研究大型人工生态系统中土壤动物，了解矿区不同复垦条件下土壤动物群落的分布，探询土壤动物分布与复垦植被、复垦年限以及土壤理化性质等之间的关系。通过对平朔露天煤矿不同复垦时期不同复垦模式下的大型土壤动物进行调查和群落结构进行分析，共获得土壤动物标本421只，共35个类群，分属3纲、10目、34科。其中蚂蚁、蜘蛛、步甲分布最为广泛，几乎在所有的样地中都存在，而蠹虫、多足纲、猎蝽等都只有在极个别样地中出现，可以作为这些样地的特征类群。结果表明：（1）随着复垦时间的延长，复垦生态系统中土壤动物群落趋于复杂，基本安定期土壤动物的密度远高于复垦初期及中期，多样性指数随复垦年限增加而增加，但土壤动物的类群数并未表现出明显差异。（2）复垦模式对土壤动物密度与类群数的影响不完全相同，在矿区最常见的四种植被配置模式中，刺槐×油松×榆树混交林中土壤类群数远高于其他三种配置模式，且均匀性指数也高于其他三种配置模式，但密度并非最高。（3）复垦地的土壤动物密度与类群数除自燃退化平台之外均高于附近原地貌的土壤动物密度与类群数。说明在黄土区这样原本脆弱的生态系统中进行土地复垦与生态重建，使生态系统稳定性大大提高。（4）在所设样点中，土壤动物群落相似性最高的样地为南排1380平台与南排1420平台，其余样地土壤动物群落大部分为极不相似，极少数为中等不相似，这在一定程度上表明矿区复垦生态系统存在很大的异质性。（5）土壤有机质与土壤动物密度和类群数都存在明显的关系，土壤动物密度与土壤容重呈负相关；土壤动物密度与土壤含水量的自然对数呈线性相关。
关键词：土壤动物复垦土壤土壤理化性质
1引言
土壤动物是土壤生物中一个庞大的群体，它是指生命活动的全部过程或有一段时间在土壤中度过，生活上依赖于土壤环境，而对土壤有一定影响的动物。迄今已经从土壤中发现1000多种。土壤动物涉及的门类很广泛，从原生动物到脊椎动物，除典型的海洋动物外，大多的门、纲，均有代表。[1]所以毫无疑问，土壤动物是土壤生态系统的重要部分。它们对土壤的形成、发育、理化结构和有机物的分解以及其持水性等起着重要作用，特别是土壤动物与土壤微生物共同作用,参与营养物质循环,是调节土壤肥力的基本过程之一。因此,对土壤动物群落的研究有着重要理论意义和应用前景。[2]
我国的大型露天煤矿大多处于生态脆弱区，大规模、高强度的煤炭开采进一步加剧了生态破坏，使其生态系统伦为极度退化的生态系统。[3]因此，进行土地复垦与生态重建十分必要和紧迫。随着复垦时间的推移，复垦地的生态系统稳定性评价成为检验复垦生态效益的必要手段。但以往的研究主要集中在土壤的肥力指标或植物方面，对作为土壤质量指标之一的土壤动物研究甚少，所以此研究必将为矿区退化与恢复生态系统的研究起到一定的推动作用。
2研究区概况
平朔矿区地处黄土高原晋陕蒙接壤的黑三角地带、山西省北部的朔州市境内，地理坐标：东经112°10′58″至113°30′，北纬39°23′至39°37′，如图1所示。安太堡露天煤矿是平朔矿区最早开发的煤田，其复垦年限长，复垦效果明显，所以本文选择安太堡露天煤矿作为研究对象。
图1平朔矿区地理位置示意图
Fig.1GeographysketchmapofPingshuocoalmine

安太堡露天煤矿矿区属典型的温带干旱、半干旱大陆性季风气候区，冬春干旱少雨、寒冷、多风，夏秋降水集中。矿区内年降雨量为428.2mm～449.0mm，最高年降雨量为757.4mm，最低年降雨量为195.6mm。降水集中分布在7、8、9三个月，占全年总降水量的75%。全年蒸发量为1786.6mm～2598.0mm。最大蒸发月为5、6、7三个月，超过降水量的4倍。空气平均绝对湿度为6.9毫巴，平均相对湿度为54%。年平均气温4.8ºC～7.8ºC，极端最高温度为37.9ºC，最低温度-32.4ºC。≥10ºC的年积温为2200ºC～2500ºC，日