Coal mine subsidence has limited impact on plant assemblages in an arid and semi-arid region of northwestern China

ABSTRACT

The native environment in northwestern China is characterized by a loose surface, gullies, a dry climate and serious soil erosion. The purpose of this study was to reveal the effects of the subsidence of a coal mine on plant diversity and community structure. For this purpose, six sample plots were surveyed at the Daliuta coal mine based on different subsidence times. The species richness and importance value as well as α diversity indexes were applied. The results indicate that species richness varied across study sites. Coal mine subsidence had little effect on plant diversity and community structure. The number of species increased in subsided sites in loam soils, especially in the number of unique perennial herbs, but there were no differences in sandy soils. There was less biomass in the subsidence sites than in the control sites after several years of subsidence. The community structure did not change in general, but on some loam soils constructive species changed in response to coal mine subsidence. Surface subsidence induced by coal mining can be characterized as an intermediate disturbance to plant communities in northwestern China.

RÉSUMÉ

L’environnement naturel du nord-ouest de la Chine est caractérisé par une surface lâche, des ravins, un climat sec et une importante érosion du sol. Le but de cette étude était de révéler les effets de la subsidence due à une mine de charbon sur la diversité et la structure des communautés végétales. À cet effet, six quadrats avec des temps de subsidence différents ont été étudiés à la mine de charbon Daliuta. La richesse spécifique et les valeurs d’importance, de même que la diversité α ont été mesurées. Les résultats indiquent que la richesse spécifique différait entre les sites. La subsidence due à la mine de charbon a eu peu d’effet sur la diversité et la structure des communautés végétales. Le nombre d’espèces a augmenté dans les sites à sols loameux affaissés, surtout le nombre d’herbacées pérennes, mais aucune différence n’a été notée sur les sols sableux. La biomasse était moins importante dans les sites affaissés que dans les témoins après plusieurs années de subsidence. La structure générale des communautés végétales n’a pas changé, mais sur certains sols loameux les espèces constructives ont changé en réponse à l’affaissement. La subsidence due aux mines de charbons peut être considérée comme une perturbation intermédiaire des communautés végétales du nord-ouest de la Chine.

KEYWORDS:

• Vegetation
• life form
• sandy soil
• loam soil

MOTS CLÉS:

• végétation
• formes de vie
• sol sableux
• sol loameux

Acknowledgements

The authors are grateful to Dr Yan Ling, Zhao Shuwen, Liu Zherong and Bao Liying for their research support with field surveys. Editors and reviewers are acknowledged for their suggestions on this manuscript.

Disclosure statement

The data and findings presented in this manuscript have not been published nor are under consideration for publication anywhere else. All persons entitled to authorship have been so named and all authors have seen and agreed to the submitted version of the manuscript.

Additional information

Funding

This work was supported by the National Key Technology R&D Program [Grant 2012BAC10B03-4].