摘要：苔蘚作為演替初期的主要先鋒植物，其形成的苔蘚結(jié)皮在保持水土和改善土壤養(yǎng)分循環(huán)等方面扮演著重要的角色。為深入探討干旱、半干旱地區(qū)煤礦復(fù)墾區(qū)蘚結(jié)皮的生態(tài)功能，本文以鄂爾多斯某大型露天煤礦發(fā)育穩(wěn)定的蘚結(jié)皮為研究對象，通過調(diào)查其土壤含水量、養(yǎng)分含量、土壤可蝕性K因子等指標(biāo)，并進(jìn)行線性相關(guān)分析和主成分分析以探索煤礦區(qū)蘚結(jié)皮的生態(tài)功能。結(jié)果表明：研究區(qū)域苔蘚植物共3科6屬8種，優(yōu)勢物種為真蘚屬和對齒蘚屬；土壤可蝕性K因子與蘚結(jié)皮蓋度呈顯著負(fù)相關(guān)；除有機(jī)質(zhì)外，不同坡向土壤養(yǎng)分均與蘚結(jié)皮蓋度呈正相關(guān)；通過對不同坡向蘚結(jié)皮生態(tài)功能的主成分分析，發(fā)現(xiàn)蘚結(jié)皮生態(tài)功能受環(huán)境因子的綜合影響，其中土壤全碳、全氮貢獻(xiàn)率最高。本研究揭示了露天煤礦復(fù)墾區(qū)苔蘚結(jié)皮對土壤養(yǎng)分和水分狀況的影響，為植被管理和土壤改良提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：蘚結(jié)皮；露天煤礦；生態(tài)功能；土壤養(yǎng)分積累

中圖分類號：Q948 " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " " " "文章編號：1007-0435（2025）01-0241-09

Study on Bryophyte Crust and its Ecological Function in Ordos Surface Coal Mine

YAN Yong-zheng， QU Ming-ming， FENG Chao*

（College of Grassland and Resources and Environment/Key Laboratory of Grassland Resources of Ministry of Education， Inner Mongolia

Agricultural University， Hohhot， Inner Mongolia 010018，China）

Abstract：Bryophytes is the main pioneer plants at the early stages of the succession， and the bryophyte crust plays an important role in retaining soil and water and improving soil nutrient cycling. In order to deeply explore the ecological function of bryophyte crusts in coal mine reclamation areas in arid and semi-arid regions， the developmentally stable moss plant taxa of the Ordos open-pit coal mine were studied in this paper. To investigate their soil water content， nutrient content， soil erodibility （K factor） and other crust indicators， Linear correlation analysis and principal component analysis were performed to explore the ecological functions of moss crusts in the coal mine area. The results showed that there were 8 species of bryophytes in 3 families and 6 genera in the study area； K factor was significantly negatively correlated with moss crust cover； soil nutrients were positively correlated with moss crust cover in different slope directions except organic matter； the principal component analysis of the ecological function of moss crust in different slope directions found that the ecological function of moss crust was affected by the combination of environmental factors， and soil total carbon and total nitrogen had the highest contribution. This study revealed the effects of bryophyte crusts on soil nutrient and moisture status in reclaimed areas of surface coal mines， and provided a scientific basis for vegetation management and soil improvement.

Key words：Bryophyte crust；Coal mining area；Ecological function；Soil nutrient accumulation

煤炭作為我國能源結(jié)構(gòu)的主體，西部地區(qū)的煤炭產(chǎn)量占全國煤炭產(chǎn)量60%以上［1］。然而，西部煤炭資源開發(fā)又多以露天開采的形式集中在干旱和半干旱的草原地區(qū)，對原生地表造成了不可逆的形變［2］，開采過程中產(chǎn)生的大量廢堆物堆積形成的排土場，還會導(dǎo)致礦區(qū)土壤養(yǎng)分流失和土壤侵蝕［3-5］。鄂爾多斯地區(qū)作為我國中西部煤炭開采的重點區(qū)域，近年來因大規(guī)模的露天開采導(dǎo)致礦區(qū)排土場及其周邊區(qū)域的植被退化、土壤養(yǎng)分貧瘠、抗蝕性差，生態(tài)功能嚴(yán)重退化［6］。

生物結(jié)皮是藻類、地衣、苔蘚、細(xì)菌、真菌等通過假根、菌絲體等與表層土壤顆粒相互膠結(jié)形成的復(fù)雜復(fù)合體［7］。以蘚類植物為優(yōu)勢種群的蘚結(jié)皮代表生物結(jié)皮演替的高級階段，與藻結(jié)皮和地衣結(jié)皮相比具有更高的生態(tài)貢獻(xiàn)，如增大地表覆蓋和地表粗糙度，從而增強(qiáng)土壤穩(wěn)定性、降低土壤受侵蝕的敏感性［8］、調(diào)節(jié)土壤水分、提高土壤碳氮含量等，在土壤風(fēng)蝕防治與生態(tài)環(huán)境修復(fù)中發(fā)揮著重要作用［9］。蘚結(jié)皮作為一種微生態(tài)系統(tǒng)，具有其他生態(tài)系統(tǒng)不具備的兼容性與可操作性［10］。研究表明［11］，蘚結(jié)皮土壤中微生物多樣性得到了極大改善；蘚結(jié)皮對環(huán)境的敏感性較強(qiáng)，因此將蘚結(jié)皮作為生態(tài)系統(tǒng)健康與否的指示物［12］。蘚結(jié)皮可通過積累有機(jī)物、改善土壤質(zhì)地和調(diào)節(jié)土壤pH等方式直接或間接地影響土壤的理化性質(zhì)［13］。蘚結(jié)皮可顯著改善露天煤礦復(fù)墾區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮等土壤養(yǎng)分，從而改善土壤質(zhì)量［14］；Eldridge等［15］研究發(fā)現(xiàn)，蘚結(jié)皮可有效調(diào)節(jié)降水入滲，影響土壤滲透性和徑流的產(chǎn)生，進(jìn)而提升復(fù)墾區(qū)土壤抗蝕性。在露天煤礦復(fù)墾區(qū)等脆弱生境更易形成苔蘚結(jié)皮，并且通過其生物學(xué)特征影響局部水文循環(huán)，提升復(fù)墾區(qū)表層土壤的持水能力［16］。Durrell等 ［17］的研究表明，蘚結(jié)皮可通過代謝過程影響并改變周圍的微環(huán)境，為復(fù)墾區(qū)植被的定植和發(fā)育提供有利條件。此外，蘚結(jié)皮的假根系與土壤微生物分泌物粘結(jié)所形成的復(fù)合體，會形成水平方向的層狀結(jié)構(gòu)，可有效增加土壤穩(wěn)定性、降低土壤可蝕性，形成復(fù)墾區(qū)植被演替的基礎(chǔ)［18］。

綜上，探明蘚結(jié)皮的生態(tài)功能及其在復(fù)墾區(qū)土壤保護(hù)中的作用，對露天煤礦排土場生態(tài)功能恢復(fù)具有重要參考意義。因此，本試驗以鄂爾多斯露天煤礦排土場不同坡向為研究對象，通過調(diào)查蘚結(jié)皮類型并測定其土壤含水量、養(yǎng)分含量、土壤可蝕性等指標(biāo)，采用線性相關(guān)分析和主成分分析評估蘚結(jié)皮對土壤肥力的貢獻(xiàn)及其在生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)作用。這項研究將為理解蘚結(jié)皮生態(tài)功能提供參考依據(jù)，并為露天煤礦復(fù)墾區(qū)土壤養(yǎng)分恢復(fù)和土壤抗蝕性研究提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗區(qū)位于內(nèi)蒙古中部鄂爾多斯市某大型露天煤礦外排土場，地理坐標(biāo)［19］為111.32° E， 39.82° N。礦區(qū)東西長2.2 km，南北寬1.9 km。該地區(qū)屬中溫帶半干旱大陸性氣候，多年平均氣溫6.5℃，降水集中在7—9月，多年平均降水量408 mm，年蒸發(fā)量為1824.7～2204.6 mm，無霜期約150 d，屬于典型的半干旱區(qū)。地表土質(zhì)為粗骨性栗鈣土，腐殖質(zhì)薄、有機(jī)質(zhì)含量低，土壤覆蓋深度70～150 cm。試驗區(qū)內(nèi)植被類型單一，群落結(jié)構(gòu)簡單，主要建群種為短花針茅（Stipa breviflora），人工牧草品種主要有草木樨（Melilotus suaveolens ）、沙打旺（Astragalus laxmannii ）。

1.2 樣方布局方法

選取露天煤礦外排土場（2018年開始復(fù)墾）為試驗區(qū)（圖1），以排土場至高點為中心，按東、南、西、北4個方向分別設(shè)置10個樣地（編號1—10為東坡，11—20為南坡，21—30為西坡，31—40為北坡），每樣地內(nèi)設(shè)置3個大樣方（2 m×2 m）。此外，每個大樣方內(nèi)按照對角線頂點及中心處均勻的5點分別設(shè)置5個小樣方（50 cm×50 cm），以期在后續(xù)研究中進(jìn)行重復(fù)實驗，最終獲取樣地40個，樣方200個。在每樣方內(nèi)取0～5 cm表層土壤裝入密封袋內(nèi)并置于干冰冷凍，用于土壤理化性質(zhì)的測定。采用分割網(wǎng)扎孔法估算每樣方內(nèi)蘚結(jié)皮總蓋度并拍照記錄，待記錄完成后采集苔蘚標(biāo)本，在標(biāo)本袋上按順序編號并記錄采集時間、地點、采集人、經(jīng)緯度、海拔高度等信息，后帶回室內(nèi)完成標(biāo)本鑒定。標(biāo)本鑒定重點參考《內(nèi)蒙古苔蘚植物志》《中國生物物種名錄-苔蘚植物卷》［20-21］等書目和相關(guān)學(xué)術(shù)刊物，使用ZEISSStemi 508體視顯微鏡和ZEISS Primo Star光學(xué)顯微鏡分析并鑒定到物種水平。

1.3 指標(biāo)測定與方法

1.3.1 土壤理化性質(zhì)測定 采用鋁盒稱重法［22］測定土壤含水率（Soil water content，SWC）；pH值以土水比（2.5∶1）為標(biāo)準(zhǔn)，采用便攜式pH計（ST300，OHAUS，美國）測定［23］；重鉻酸鉀容量法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量（Soil organic matter，SOM）；利用元素分析儀（VARIO，Macro cube，德國）測定土壤全碳（Total carbon，TC）、全氮（Total nitrogen，TN）［24］，利用AA3全自動連續(xù)流動分析儀（SEAL，AutoAnalyzer3，德國）測定土壤銨態(tài)氮（Ammonia nitrogen，AN）、硝態(tài)氮（Nitrate nitrogen，NN）；利用分光光度法（U-3900，日本）測定土壤速效磷（Available phosphorus，AP）［25］；利用激光粒度儀（FRITSCH AnaIysette，22，NanoTec）測定土壤機(jī)械組成［26］，并根據(jù)國際制（1930）和中國制（1987）分為500～2000 μm（粗砂粒）、250～500 μm（中砂粒）、100～250 μm（細(xì)砂粒）、10～100 μm（粗粉粒）、5～10 μm（中粉粒）、2～5 μm（細(xì)粉粒）、lt;2 μm（黏粒）。

圖1 樣地示意圖

Fig.1 Schematic diagram of sample plots

1.3.2 物種多樣性指數(shù)的測度 通過對樣地內(nèi)各苔蘚植物的蓋度、頻度及生物量統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，分別計算樣方內(nèi)各苔蘚植物重要值，公式為：

重要值=（相對頻度+相對蓋度）/2 （1）

式中：相對頻度=某種苔蘚植物樣地內(nèi)頻度/樣地內(nèi)所有苔蘚植物頻度之和；相對蓋度=某種苔蘚植物樣地內(nèi)蓋度/樣地內(nèi)所有苔蘚植物蓋度之和。

α多樣性是對某個種群或生境中物種多樣性的一種度量，由于選擇不同的α多樣性指數(shù)，同一種群的多樣性結(jié)果可能存在一定的差異。本研究采用Shannon-Wiener指數(shù)、Pielou指數(shù)、Simpson指數(shù)來分析露天煤礦調(diào)查區(qū)的蘚類植物多樣性。

Simpson指數(shù) D=1-∑（N_i-N）^2 （2）

Pielou指數(shù) E=H^'/lnX （4）

式中：Pi為第i個物種的重要值；Ni為第i個物種的重要值；N為群落中所有物種重要值之和；X為物種數(shù)目，物種豐富度即各水平下的物種數(shù)總和。

1.3.3 土壤可蝕性K因子計算 EPIC模型（Environmental Policy Integrated Climate）是美國德克薩斯農(nóng)工大學(xué)黑土地研究中心和美國農(nóng)業(yè)部草地、土壤和水分研究所合作開發(fā)的精準(zhǔn)的定量測量并評價氣候、土壤、作物影響情況下的土壤侵蝕程度的模型［27］。使用EPIC模型計算K 因子［26］，公式如下：

K_epic={0.2+0.3exp[-0.0256S_a （1-S_i ） ] }×

（S_i/（C_l+S_i ））^0.3 （1.0-0.25C/（C+exp（3.72-2.95C） ））×

（1.0-（0.71S_nl）/（S_nl+exp（-5.51+22.9S_nl ） ）） （5）

C=0.58S_om

S_nl=1-S_a/100

式中：Kepic為用EPIC模型計算得到的土壤可蝕性因子，mg·ha·h·（ha·MJ·mm）-1；Sa為土壤砂粒含量，%；Si為土壤粉粒含量，%；Cl為土壤黏粒含量，%；C為土壤有機(jī)碳含量，%；Som為土壤有機(jī)質(zhì)含量，%。

Zhang等［28］根據(jù)黃土高原實際情況，提出黃土高原土壤可蝕性因子的修正公式：

K=-0.01383+0.5158K_epic （6）

式中：K為土壤可蝕性因子，下文簡稱K 因子，mg·ha·h·（ha·MJ·mm）-1。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019整理并計算數(shù)據(jù)，SPSS 2021做單因素方差分析，應(yīng)用Origin 2021進(jìn)行α多樣性分析、線性相關(guān)分析和PCA分析并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣地苔蘚植物物種組成分析

經(jīng)鑒定，研究區(qū)4個坡向內(nèi)共有蘚類植物3科6屬8種，其中叢蘚科所含物種最豐富。一般認(rèn)為，某物種重要值大于0.2，則該物種為區(qū)域優(yōu)勢種［2］。調(diào)查結(jié)果顯示，北坡優(yōu)勢種為真蘚（Bryum argenteum Hedw）；東坡和西坡優(yōu)勢種為真蘚和土生對齒蘚［Didymodon vinealis （Brid.） Zand.］；北坡優(yōu)勢種為真蘚、銳尖對齒蘚［Didymodon tectorus （Müll. Hal.） Saito］、土生對齒蘚。

2.2 α多樣性分析

由圖2所示，Simpson指數(shù)最大值出現(xiàn)在東坡，數(shù)值為0.979，說明東坡的苔蘚植物群落物種優(yōu)勢度較其他坡向高，群落多樣性好。而Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou指數(shù)在4個不同坡向均出現(xiàn)最大值，數(shù)值分別為1.098和1，說明復(fù)墾區(qū)整體物種復(fù)雜度較高且分布均勻。

2.3 不同坡向蘚結(jié)皮下環(huán)境特征

由圖3可知，東西兩坡土壤全碳含量顯著高于南坡和北坡（Plt;0.05），其東西兩坡土壤全碳含量無顯著差異；東坡土壤全氮含量最高且顯著高于其他3坡（Plt;0.05）；南坡和北坡土壤速效磷含量顯著高于東坡和西坡（Plt;0.05），但南北兩坡土壤速效磷含量無顯著差異；東坡北坡土壤含水量和蘚結(jié)皮蓋度均顯著高于南西兩坡（Plt;0.05）；西坡土壤硝態(tài)氮含量顯著低于其他3坡（Plt;0.05）；東坡土壤硝態(tài)氮含量顯著高于其他3坡（Plt;0.05），蘚結(jié)皮覆蓋土壤下土壤有機(jī)質(zhì)含量無顯著差異。

2.4 蘚結(jié)皮環(huán)境特征與蓋度的關(guān)系

如圖4所示，東坡各項土壤養(yǎng)分指標(biāo)除有機(jī)質(zhì)外均與蘚結(jié)皮蓋度呈正線性相關(guān)關(guān)系，相關(guān)性大小排序為APgt;TNgt;K因子gt;NN（Plt;0.01）gt;ANgt;SWCgt;TC（Plt;0.05），擬合方程R2分別為0.84，0.79，0.62，0.52，0.48，0.46，0.36；南坡各項土壤養(yǎng)分指標(biāo)除銨態(tài)氮外同樣與蘚結(jié)皮蓋度呈顯著線性相關(guān)關(guān)系，相關(guān)性大小排序為gt;K 因子gt;APgt;SWCgt;TC（Plt;0.01）gt;TNgt;SOMgt;NN（Plt;0.05），擬合方程R2分別為0.74，0.64，0.62，0.52，0.34，0.34，0.31；西坡各項土壤養(yǎng)分指標(biāo)除有機(jī)質(zhì)外均與蘚結(jié)皮蓋度呈正線性相關(guān)關(guān)系相關(guān)性大小排序為gt;K因子gt;TCgt;SWCgt;APgt;NNgt;AN（Plt;0.01）gt;TN（Plt;0.05），R2分別為0.86，0.77，0.71，0.65，0.59，0.53，0.27；北坡各項土壤養(yǎng)分指標(biāo)除有機(jī)質(zhì)外均與蘚結(jié)皮蓋度呈正線性相關(guān)關(guān)系，相關(guān)性大小排序為gt;K因子gt;SWCgt;TN（Plt;0.01）gt;TCgt;APgt;NNgt;AD（Plt;0.05），R2分別為0.88，0.75，0.67，0.48，0.46，0.30，0.24。

2.5 復(fù)墾區(qū)生態(tài)功能主成分分析

露天煤礦復(fù)墾區(qū)蘚結(jié)皮生態(tài)功能與環(huán)境因子的綜合影響有關(guān)，如圖5所示，對不同坡向蘚結(jié)皮土壤養(yǎng)分指標(biāo)、K 因子、結(jié)皮層蓋度進(jìn)行主成分分析，提取了描述蘚結(jié)皮生態(tài)功能中的2個主軸，總方差解釋率為60%。其中第一軸與TN，SWC，AP，SOM，TC呈顯著正相關(guān)，與K因子呈顯著負(fù)相關(guān)，方差解釋率為45.1%。第二軸與AN、NN呈顯著正相關(guān)，與COV呈顯著負(fù)相關(guān)，方差解釋率為14.9%。

3 討論

3.1 研究區(qū)域苔蘚植物群落組成和分布

調(diào)查研究表明，在研究區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)了8種苔蘚植物。相對于其他生境，本研究區(qū)的苔蘚植物多樣性相對較低，這可能與研究區(qū)復(fù)墾年限有關(guān)。同時，研究區(qū)的苔蘚植物大多數(shù)科屬僅含1～2種，呈現(xiàn)較為單一的物種組成，其中叢蘚科的植物豐富度相對較高，這與紅霞等［29］研究結(jié)果一致。黃歡等［30］對鋁土尾礦堆研究發(fā)現(xiàn)演替早期定居的苔蘚植物多為耐受性較高的物種，這與本研究的結(jié)果相符。本研究發(fā)現(xiàn)叢蘚科和真蘚科占物種總數(shù)的87.5%，代表了復(fù)墾區(qū)樣地苔蘚植物的主要群體，這兩科的苔蘚植物大多為耐旱的蘚類植物。其中真蘚科占苔蘚總種數(shù)的25%，該科主要物種為真蘚和雙色真蘚，且它們在復(fù)墾區(qū)不同坡向和海拔高度都有分布。這表明真蘚科植物對露天煤礦復(fù)墾區(qū)具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，也是該區(qū)域真蘚科占主導(dǎo)地位的主要原因。

3.2 苔蘚結(jié)皮生態(tài)功能特征

土壤水蒸氣吸附能力的增加只有很少一部分受土壤理化性質(zhì)的影響，而結(jié)皮層是主要的影響因素［31］。本研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同坡向土壤含水量均與蘚結(jié)皮蓋度呈顯著正相關(guān)，這與陳秋帆［32］、吳玉環(huán)等［33］的研究結(jié)果相似，一方面，苔蘚植物的覆蓋，可以有效阻截降雨對土壤的沖擊，同時苔蘚植物的毛細(xì)吸管作用可以對降水進(jìn)行快速吸收，緩慢釋放，這一過程有效地調(diào)節(jié)了地表徑流及水源涵養(yǎng)。另一方面，蘚結(jié)皮的腐爛分解所產(chǎn)生的親水官能團(tuán)增大了土壤顆粒的比表面積，從而提高了土壤吸附水分的能力，從而使土壤含水量增加［34-35］。

生物結(jié)皮作為半干旱區(qū)典型的地被植物，不同類型的生物結(jié)皮對土壤養(yǎng)分的富集程度不同［36］，而蘚結(jié)皮作為生物結(jié)皮演替的高級階段其富集的土壤養(yǎng)分對于系統(tǒng)穩(wěn)定的保持，以及其他維管植物的生長具有極其重要的意義。本研究中，不同坡向蘚結(jié)皮土壤全碳、全氮均與蓋度呈顯著正相關(guān)，有研究表明苔蘚植物定居后，會加速物質(zhì)風(fēng)化速率并累積如C，N，P等植物生長所必須元素［37］；趙允格等［38］研究表明蘚結(jié)皮光合及呼吸作用速率低于維管植物但高于藻結(jié)皮，因此在煤礦復(fù)墾區(qū)蘚結(jié)皮對碳的輸入量具有較好效果。生物結(jié)皮中藻結(jié)皮具有固氮作用，蘚結(jié)皮固氮作用是靠附生的固氮藻類完成，但本研究發(fā)現(xiàn)東坡蘚結(jié)皮覆蓋下土壤全氮含量顯著高于其他3坡，這可能是由于東坡蘚結(jié)皮蓋度同樣較其他3坡高，從而增加了土壤表面粗糙度，更容易捕獲大氣粉塵，同時攔截凋落物等，進(jìn)而導(dǎo)致土壤全氮含量增加。已有研究證實生物結(jié)皮層的有機(jī)質(zhì)含量通常是裸地的數(shù)倍，尤其是苔蘚植物為主的生物結(jié)皮其有機(jī)質(zhì)含量明顯高于無結(jié)皮土壤［39］；吳展波等［40］發(fā)現(xiàn)苔蘚植物的定植會導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)的積累、微生物的侵入，使基質(zhì)中養(yǎng)分的可利用性提高。程才等［41］在喀斯特地區(qū)研究發(fā)現(xiàn)，苔蘚層覆蓋下的土壤指標(biāo)均超過土壤養(yǎng)分一級指標(biāo)，其中有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)的6倍。但本研究中不同坡向有機(jī)質(zhì)含量無顯著性變化，這可能是因為地處露天煤礦排土場，空氣中煤灰含量較大，導(dǎo)致表層土壤有機(jī)質(zhì)含量幾乎相同。

蘚結(jié)皮對土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的貢獻(xiàn)主要具有兩個方面，一方面，蘚結(jié)皮將固定的氮以銨態(tài)氮的形式釋放到土壤，釋放到土壤的銨態(tài)氮又有一部分轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮；另一方面土壤95%的有機(jī)氮經(jīng)過土壤微生物的礦化作用，從而轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮和硝態(tài)氮［42-43］。本研究中土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮同樣與蘚結(jié)皮蓋度呈正相關(guān)，但擬合函數(shù)R2均小于0.6；東坡土壤銨態(tài)氮顯著高于其他3坡，西坡土壤硝態(tài)氮含量顯著低于其他3坡。蘚結(jié)皮可通過提高結(jié)皮層土壤堿性磷酸酶活性，從而提高土壤速效磷含量。Grondin等［44］的一項研究表明生物結(jié)皮可以通過吸收土壤中的磷素來釋放速效磷。本研究發(fā)現(xiàn)，土壤速效磷含量與蓋度呈顯著正相關(guān)，但是不同坡向速效磷含量無明顯規(guī)律。

土壤抗蝕性能是衡量土壤抵抗侵蝕潛力的指標(biāo)，與土壤理化性質(zhì)密切相關(guān)。高麗倩等［18］認(rèn)為生物結(jié)皮可顯著降低土壤可蝕性，土壤可蝕性與結(jié)皮生物量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。這與本研究得出的結(jié)論一致，本研究發(fā)現(xiàn)土壤可蝕性K 因子與蘚結(jié)皮蓋度呈負(fù)相關(guān)，即蘚結(jié)皮蓋度越大，土壤可蝕性越小。李寧寧等［26］研究中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)蘚結(jié)皮蓋度gt;40%后，蘚結(jié)皮的K 因子存在顯著差異，這與本研究得出結(jié)論相似。

蘚結(jié)皮具有出色的水土保持、養(yǎng)分循環(huán)和提升土壤抗蝕性的生態(tài)功能。露天煤礦復(fù)墾區(qū)蘚結(jié)皮生態(tài)功能是多種因素綜合影響的結(jié)果，由圖4可知，坡向?qū)μ\結(jié)皮生態(tài)功能的影響差異不大，蘚結(jié)皮生態(tài)功能受環(huán)境因子的綜合影響，研究地處于半干旱區(qū)，蒸發(fā)量大，降雨少，而水是限制蘚結(jié)皮生長發(fā)育的主要因素。相關(guān)研究表明，礦區(qū)復(fù)墾過程中反復(fù)碾壓會導(dǎo)致土壤孔隙度變小，土壤容重變大進(jìn)而改變結(jié)皮層厚度［45］。李雨晨等［46］發(fā)現(xiàn)結(jié)皮層厚度的增加會阻礙水分入滲。但本研究發(fā)現(xiàn)，土壤水分和蘚結(jié)皮厚度沒有顯著相關(guān)性，這與甘雨晨［45］的研究相似，說明煤礦區(qū)自身擾動帶來的影響大于土壤水分因素。

4 結(jié)論

在鄂爾多斯露天煤礦復(fù)墾區(qū)有苔蘚植物3科6屬8種，全部為蘚類植物，未發(fā)現(xiàn)苔類和角苔的存在。蘚結(jié)皮可以提高復(fù)墾區(qū)土壤養(yǎng)分和水分，隨著蘚結(jié)皮蓋度的增加，土壤水分、土壤全碳、全氮、速效磷等土壤養(yǎng)分也呈現(xiàn)不同程度的增加，發(fā)揮了其在養(yǎng)分循環(huán)和水土保持的生態(tài)功能，有效改善土壤環(huán)境，加快復(fù)墾區(qū)土壤功能恢復(fù)。

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