祁连山矿区复垦地土壤动物群落恢复：海拔梯度与土壤理化因子的联合驱动效应

《Scientific Reports》：Characteristics and driving factors of soil fauna communities in reclaimed grasslands of coal mines across different elevations in the Qilian Mountains, China

　　

摘要

理解矿区复垦地土壤动物群落的恢复过程，对于评估高寒生态系统生态修复措施的生态有效性至关重要。然而，在煤矿复垦早期阶段，海拔梯度的联合效应以及土壤理化过滤因子对土壤动物群落构建的影响仍知之甚少。本研究在甘肃祁连山自然保护区海拔梯度（2260–3070 m）范围内调查了土壤动物群落，综合运用线性混合效应模型（LMM）、非度量多维标度分析（NMDS）、置换多元方差分析（PERMANOVA）、相似性百分比（SIMPER）分析、层级分割法（HP）以及贝叶斯结构方程模型（BSEM），以解析驱动群落组成与多样性的直接与间接因素。结果表明，共鉴定出15目41科，其中膜翅目和鞘翅目占优势。线性混合效应模型揭示海拔与复垦之间存在显著交互作用，影响活动密度和分类丰富度。置换多元方差分析显示海拔是群落的主要驱动力。多样性指数表明，在同等海拔下，复垦地与自然参照地之间无显著差异。层级分割法识别出全磷（24.85%）、砂粒含量（13.00%）和pH值（12.15%）为最重要的环境预测因子，而贝叶斯结构方程模型表明海拔通过土壤性质间接影响土壤动物，其中电导率产生直接正效应（β = 0.62）。我们的研究表明，复垦促进了土壤动物的部分恢复，多个群落水平指标趋于自然参照水平，但尚未实现完全恢复。恢复结果强烈依赖于海拔，强调了在高寒矿区实施基于海拔的针对性管理策略的必要性。