云南松林火災(zāi)生態(tài)影響及災(zāi)后生態(tài)重建

劉經(jīng)倫 陳文華 汪建云 劉榮建

摘要：以云南省保山市隆陽(yáng)區(qū)內(nèi)的大西山山林火災(zāi)為背景，對(duì)云南松（Pinus yunnanensis）林下的植被恢復(fù)情況進(jìn)行了監(jiān)測(cè)和研究。監(jiān)測(cè)時(shí)間為2014—2016年，為期3年，共設(shè)立了6個(gè)20 m×20 m的喬木樣地及多個(gè)灌木和草本樣地。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，一定程度的火災(zāi)對(duì)植物短期的生物多樣性是有利的，只是物種的增加和變化會(huì)以熱帶性質(zhì)和入侵性質(zhì)的物種為主，相比原來(lái)的生態(tài)系統(tǒng)從組成及性質(zhì)上會(huì)發(fā)生改變。

關(guān)鍵詞：云南松（Pinus yunnanensis）林;火燒跡地;多樣性;生態(tài)重建

中圖分類號(hào)：S718.59? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）21-0073-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.21.015

Abstract： Based on the background of Daxi Mountain forest fire in Longyang district， Baoshan city， Yunnan province， the vegetation restoration under Pinus yunnanensis forest was monitored and studied. From 2014 to 2016， the monitoring period was three years. Six 20 m×20 m tree plots and several shrubs and herbs plots were set up. Monitoring data show that a certain degree of fire is beneficial to plant short-term biodiversity， but the increase of species will mainly be tropical and invasive species， and the composition and nature will change compared with the original ecosystem.

Key words： Pinus yunnanensis forest; burned area; diversity; ecological restoration

云南松（Pinus yunnanensis）是云南省次生林的主要樹種，由于它的易燃性與分布特點(diǎn)決定了多數(shù)云南省森林火災(zāi)都有伴隨發(fā)生。研究利用保山大西山2014年“4.12”森林火災(zāi)形成的大面積火燒跡地作為研究素材，建立多個(gè)樣地，進(jìn)行多年的跟蹤監(jiān)測(cè)，以自然林地的云南松林進(jìn)行對(duì)比研究，找出火災(zāi)對(duì)生態(tài)的影響因素，并分析火災(zāi)后的生態(tài)重建或修復(fù)[1]。

通過(guò)對(duì)各層植被多樣性指數(shù)、重要值、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)等的測(cè)定，研究火因素對(duì)群落物種多樣性的影響，為火災(zāi)林的恢復(fù)重建提供數(shù)據(jù)參考[2]。以往研究表明，就生態(tài)而言，火災(zāi)不僅僅只有人們表面所看到的破壞性，在某些特定生態(tài)系統(tǒng)里面，火有可能是加速生態(tài)演變、物種更替的重要力量，因此如何平衡火災(zāi)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)破壞與生態(tài)“補(bǔ)償”的關(guān)系具有很高的研究?jī)r(jià)值[3]。

1? 材料與方法

1.1? 研究區(qū)概況

以2014年發(fā)生在云南省保山市隆陽(yáng)區(qū)境內(nèi)保山壩西側(cè)大西山的山林火災(zāi)為研究對(duì)象。保山市位于云南省西部，位于東經(jīng)98°25′—100°02′和北緯24°08′—25°51′，平均海拔1 800 m左右。保山壩年溫差小，年平均氣溫15.5 ℃，降水充沛、干濕分明。

1.2? 監(jiān)測(cè)樣地選擇

選擇多個(gè)具有典型代表性火災(zāi)和無(wú)干擾的樣地（CK），記錄物種種類、株（叢）數(shù)、高度、多度，蓋度、密度、頻度、高度、株數(shù)、冠幅、胸徑、生長(zhǎng)狀況等;對(duì)環(huán)境進(jìn)行測(cè)定，包括經(jīng)緯度、海拔、坡度、坡向、坡位、林冠郁閉度等。對(duì)喬木的調(diào)查包括種名、高度、基徑、冠幅以及存活情況（樣方20 m×20 m）;對(duì)灌木的調(diào)查包括種名、高度、冠幅、萌枝以及存活情況（樣方5 m×5 m）;對(duì)草本的調(diào)查包括種名、高度、蓋度（樣方1 m×1 m）。本研究監(jiān)控樣地設(shè)置6個(gè)樣地（表1），樣地類型主要是云南松林，選擇4個(gè)火燒跡地，2個(gè)自然林樣地，在樣方中又設(shè)置24個(gè)灌木植物樣方，24個(gè)草本植物樣方。監(jiān)測(cè)時(shí)間為2014—2016年。

1.3? 數(shù)據(jù)處理及分析方法

多樣性評(píng)價(jià)采用4種指數(shù)[4]，分別為Gleason豐富度指數(shù)（G）、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H）、Simpson生態(tài)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（D）和Pielou均勻度指數(shù)（J）。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 樣地物種數(shù)量統(tǒng)計(jì)

由表2可知，火災(zāi)對(duì)植物物種數(shù)量造成破壞，但經(jīng)過(guò)1年的生態(tài)恢復(fù)，2015年物種數(shù)量上升明顯，到了2016年物種數(shù)量增加趨于平穩(wěn);通過(guò)數(shù)據(jù)可以看出，火災(zāi)過(guò)后草本植物的恢復(fù)程度比木本植物恢復(fù)程度高;橫向比較2016年火災(zāi)林和自然林木本與草本植物數(shù)量，火災(zāi)過(guò)后木本與草本植物數(shù)量都有所上升，可推測(cè)火災(zāi)在小范圍內(nèi)有利于群落物種多樣性的提高。

2.2? 樣地物種變化情況

由表3可知，與2014年自然林樣地相比，2014年火災(zāi)林木本植物共有物種19種，不同物種7種;2015年火災(zāi)林木本植物共有物種28種，不同物種16種;2016年火災(zāi)林木本植物共有物種26種，不同物種15種。相較于2014年自然林樣地，火燒跡地2015年出現(xiàn)了以西樺（Betula alnoides）、土茯苓（Smilax glabra）、水紅木（Viburnum cylindricum）、厚皮香（Ternstroemia gymnanthera）、酸藤子（Embelia laeta）、三股筋香（Lindera thomsonii）、拔葜（Smilax china）、水同木（Ficus fistulosa）等熱帶性質(zhì)為主的植物，說(shuō)明在災(zāi)后由于郁閉度降低，一些熱帶性質(zhì)的物種出現(xiàn)較多;2016年比2015年減少了2個(gè)物種增加1個(gè)新物種，植物的演替趨于平穩(wěn)。

由表4可知，與2014年自然林樣地相比，2014年火災(zāi)林草本植物共有物種19種，不同物種9種;2015年火災(zāi)林草本植物共有物種27種，不同物種17種;2016年火災(zāi)林草本植物共有物種30種，不同物種21種。相較于2014年自然林樣地，火燒跡地2015年出現(xiàn)了山姜（Alpinia japonica）、野茼蒿（Crassocephalum crepidioides）、粘冠草（Myriactis wightii）、獐牙菜（Swertia bimaculata）、鞭打繡球（Hemiphragma heterophyllum）、漿果薹草（Carex baccans）、六棱菊（Laggera alata）等熱帶性質(zhì)植物及具有廣泛世界分布的且具有入侵性質(zhì)的物種。在2015年的基礎(chǔ)上，2016年火災(zāi)林減少了1個(gè)物種，但增加了5個(gè)物種，說(shuō)明草本植物在第二年有大幅度的增加及變化，第三年增長(zhǎng)減緩，但也明顯優(yōu)于木本植物的演替，只是總體增長(zhǎng)受到空間及多樣性競(jìng)爭(zhēng)的限制，速度有所減緩。

2.3? 多樣性指數(shù)變化

由表5可知，2014—2016年火災(zāi)林和自然林Gleason豐富度指數(shù)均呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明火災(zāi)過(guò)后，群落物種數(shù)量有所增長(zhǎng)，生態(tài)恢復(fù)較好。2014年自然林的Gleason豐富度指數(shù)、Simpson生態(tài)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)均高于火災(zāi)林，而2015年和2016年指數(shù)值剛好反轉(zhuǎn)，火災(zāi)林超過(guò)自然林，說(shuō)明火災(zāi)后通過(guò)生態(tài)的演替恢復(fù)，植被多樣性有所提高，一定程度的火災(zāi)有利于物種多樣性的增加，但入侵類的物種增多也是事實(shí)[5]?；馃E地除Gleason豐富度指數(shù)外，其他3個(gè)指數(shù)均在2015年大幅增加、2016年有所下降或趨于平穩(wěn)，說(shuō)明物種的多樣性在最初恢復(fù)階段上升迅速，但隨著時(shí)間推移，增幅下降。

3? 小結(jié)與討論

由于火災(zāi)導(dǎo)致的生態(tài)演替，兩年后火燒跡地的Gleason豐富度指數(shù)、Simpson生態(tài)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)均高于自然林樣地，說(shuō)明火災(zāi)后通過(guò)生態(tài)的演替恢復(fù)，植被多樣性有所提高，一定程度的火災(zāi)有利于物種多樣性的增加。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，一定程度的火災(zāi)對(duì)植物短期的生物多樣性是有利的，只是物種的增加會(huì)以熱帶性質(zhì)和入侵性質(zhì)的物種為主。相比原來(lái)的生態(tài)系統(tǒng)是有改變的，區(qū)系性質(zhì)及物種組成發(fā)生改變。

火燒跡地除Gleason豐富度指數(shù)外，Simpson生態(tài)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)均在2015年大幅增加，說(shuō)明物種組成及多樣性發(fā)生比較大的變化，而在2016年有所下降或是趨于平穩(wěn)，反映出物種的多樣性在最初恢復(fù)階段是迅速的，但隨著時(shí)間推移，增長(zhǎng)幅度會(huì)有所回落，可能會(huì)受到空間限制或物種競(jìng)爭(zhēng)的壓力所致。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孔繁花，李秀珍，王緒高，等.林火跡地森林恢復(fù)研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)雜志，20012，22（2）：60-64.

[2] 周以良，烏弘奇，陳? 濤，等.按植物群落生態(tài)學(xué)特性，加速恢復(fù)大興安嶺火燒跡地的森林[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，17（2）：1-10.

[3] 王緒高，李秀珍，孔繁花，等.大興安嶺北坡火燒跡地自然與人工干預(yù)下的植被恢復(fù)模式初探[J].生態(tài)學(xué)雜志，2003，22（5）：30-34.

[4] 馬克平.生物群落多樣性的測(cè)度方法，生物多樣性研究的原理與方法[J].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

[5] 汪殿蓓，暨淑儀，陳飛鵬.植物群落物種多樣性研究綜述[J].生態(tài)學(xué)雜志，2001，20（4）：55-60.