不同強度林火干擾對紅花爾基樟子松天然林更新的影響

張立志，孫亞娟，宋銀平，許忠海，葛玉祥

（1.內蒙古紅花爾基樟子松林國家級自然保護區管理局，內蒙古 呼倫貝爾 021112；2.紅花爾基林業局，內蒙古 呼倫貝爾 021112；3.河南省鄧州市劉集鎮農業服務中心，河南 南陽 474171）

林火是影響森林植被的一個活躍因素，也是森林生態系統結構和功能的重要組成部分[1，2]。一般情況下，高強度林火可以破壞林分的結構和功能，使生態系統退化或失衡；低強度和周期性林火干擾，可以改善森林結構，促進物質循環，利于森林的更新、生長、發育[3]。因此，開展林火干擾后林下幼苗的更新研究，對于正確評價林火對生態系統的影響程度、合理制定受損生態系統的恢復措施和重建策略具有重要現實意義[3]。

天然樟子松（Pinussylvestrisvar.mongolica）主要分布在大興安嶺北部山地及呼倫貝爾草原向大興安嶺過渡帶的沙地上[4]?；鹗翘烊徽磷铀芍匾纳鷳B干擾因子，幾乎所有的樟子松林都經歷過不同周期和不同程度林火干擾[5]。以往的研究主要集中于林火干擾對樟子松的生長和種群空間格局影響[5，6]，而對于林火干擾后幼苗更新機制研究較少。2006年5月16日，由于雷擊火造成內蒙古紅花爾基樟子松林國家級自然保護區14個林班過火，火災區內有不同程度的林木燒傷和林木死亡，保護區過火總面積為3 545.7hm2，占保護區總面積的18.2%[7]。這也為我們研究林火干擾下的樟子松天然林更新提供機會。本文對內蒙古紅花爾基樟子松林國家級自然保護區“5·16”林火發生1年后，不同火燒程度區幼苗更新動態進行了研究。

1 研究區概況

內蒙古紅花爾基自然保護區為我國天然樟子松林最為集 中的分 布區[5]，位 于47°36′—48°35′N、118°58′—120°32′E。該區處于呼倫貝爾沙地南端、大興安嶺西坡中部向內蒙古高原的過渡帶上，海拔在700～1 100m，主要地貌類型為壟狀、波狀起伏的沙地[5]。該地區屬半濕潤半干旱區，年平均氣溫－1.5℃，年降水量為344mm，主要集中在7、8月，年蒸發量為1 174mm，≥10℃的年積溫為2 000℃，平均無霜期90d左右[4]。該區有植物74科，302屬，682種，其中木本植物49種。在固定、半固定沙地里，沙地植被主要以樟子松、黃柳（Salix gordejevii）、胡枝子（Lespedezabicolor）、白榆（Ulmuspumila）、山荊子（Malusbaccata）、稠李（Padus asiatica）等[4]。

2 研究方法

2.1 不同火燒強度等級劃分標準

根據以往森林火災調查總結經驗，結合紅花爾基林業局“5·16”火災實際情況，確定火燒強度等級如下：

極重度火燒區：該區樹干已經全部過火，樹冠燒盡，樹木已經燒死；

重度火燒區：該區樹干2／3以上燒傷，樹冠重度燒傷或根部重傷，樹干樹皮有脫落現象，樹木難以存活；

中度火燒區：樹干火傷2／3以下（一般不足4 m），樹根未受傷，樹干未過火，林木有存活希望；

輕度火燒區：樹干燒傷不足2m，樹冠未過火，根部未受傷，樹木能夠繼續存活。

2.2 調查方法

2007年5月，分別在不同等級火燒區設置典型標準地，每塊標準地面積為10m×100m，其中極重度火燒區8塊，重度火燒區40塊，中度火燒區9塊，輕度火燒區15塊，共計72塊標準地。在每塊標準地中心樣線上每隔10m設置1m×1m的樣方，共計720個樣方。在每塊小樣方內調查更新樹種，幼苗年齡、幼苗、幼樹高度、幼苗株數，健康狀況、更新頻度等。

2.3 數據處理

采用SPSS16.0軟件對不同火燒程度下幼苗更新株數和頻度進行單因素方差分析，顯著性水平設置為α＝0.05。

3 結果與分析

3.1 不同火燒程度下幼苗更新年齡及高度

從表1可以看出，不同火燒程度下標準地更新樹種均為樟子松，主要為1或2年生幼苗，偶見幼樹；幼苗平均高度為4cm，幼樹平均高度為46cm（主要位于輕度火燒區），樟子松幼苗生長健康。

3.2 不同火燒程度下幼苗更新株數

不同火燒程度下樟子松天然更新株數明顯不同（表1和圖1）。極重度火燒區樟子松天然更新株數介于2 500～4 000株·hm－2，平均值為3 000株·hm－2；重度火燒區樟子松天然更新株數介于2 500～5 000株·hm－2，平均值為4 500株·hm－2；中度火燒區樟子松天然更新株數介于4 500～5 000株·hm－2，平均值為4 944株·hm－2；輕度火燒區樟子松天然更新株數介于5 000～6 500株·hm－2，平均值為5 233株·hm－2。方差分析結果表明，不同火燒程度區樟子松天然更新株數差異顯著（P＜0.05，圖1），極重度火燒區天然更新株數顯著低于重度火燒區、中度火燒區和輕度火燒區（P＜0.05）；而重度火燒區天然更新株數顯著低于輕度火燒區（P＜0.05），與中度火燒區差異不顯著（P＞0.05）。

表1 不同火燒程度樣地天然更新情況

9重度火燒區樟子松 1或2 天然 4 3 000 健康 60 中等10 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好11 樟子松 1或2 天然 4 3 500 健康 70 中等12 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好13 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好14 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好15 樟子松 1或2 天然 4 3 500 健康 70 中等16 樟子松 1或2 天然 4 4 000 健康 80 中等17 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好18 樟子松 1或2 天然 4 3 000 健康 60 中等19 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好20 樟子松 1或2 天然 4 4 500 健康 90 中等21 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好22 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好23 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 80 良好24 樟子松 1或2 天然 4 4 000 健康 100 中等25 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 50 良好26 樟子松 1或2 天然 4 2 500 健康 100 不良27 樟子松 1或2 天然 4 5000 健康 100 良好28 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好29 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好30 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好31 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好32 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好33 樟子松 1或2 天然 4 2 500 健康 50 不良34 樟子松 1或2 天然 4 3 000 健康 60 中等35 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好36 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好37 樟子松 1或2 天然 4 4 500 健康 90 中等38 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好39 樟子松 1或2 天然 4 4 000 健康 80 中等40 樟子松 1或2 天然 4 4 500 健康 90 中等41 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好42 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好43 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好44 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好45 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好46 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好47 樟子松 1或2 天然 4 3 500 健康 70 中等48 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好中度火燒區49 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好50 樟子松 1或2 6 天然 4 35 5 000 健康 90 良好51 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好52 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好53 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好54 樟子松 1或2 天然 4 4 500 健康 90 中等55 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好56 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好57 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好輕度火燒區58 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好59 樟子松 1或2 7 天然 4 50 5 500 健康 100 良好60 樟子松 1或2 6 天然 4 40 6 000 健康 100 良好61 樟子松 1或2 6 天然 4 45 6 500 健康 100 良好62 樟子松 1或2 7 天然 4 60 5 000 健康 90 良好63 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好64 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好65 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好66 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好67 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好68 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好69 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好70 樟子松 1或2 5 天然 4 35 5 500 健康 90 良好71 樟子松 1或2 7 天然 4 60 5 000 健康 90 良好72 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100良好

3.3 不同火燒程度下幼苗更新頻度及等級

極重度火燒區樟子松天然更新頻度為50%～80%，平均值為60%，更新不良占50%；重度火燒區樟子松天然更新頻度為50%～100%，平均值為90%，更新良好占65%；中度火燒區樟子松天然更新頻度為90%～100%，平均值為98%，更新良好占89%，更新中等占11%；輕度火燒區樟子松天然更新頻度為90%～100%，平均值為98%，更新等級均為良好（表1）。方差分析結果表明，不同火燒程度下樟子松天然更新頻度差異顯著（P＜0.05，圖2），極重度火燒區天然更新頻度顯著低于重度火燒區、中度火燒區和輕度火燒區（P＜0.05）；而重度火燒區天然更新頻度顯著低于輕度火燒區（P＜0.05），與中度火燒區差異不顯著（P＞0.05）。

圖1 不同火燒強度下樟子松天然更新株數

圖2 不同火燒強度下樟子松天然更新頻度

4 結論與討論

研究結果表明，不同火燒程度下樟子松天然更新較好，樟子松天然更新株數介于2 500～6 500株·hm－2，平均值為4 542株·hm－2；樟子松天然更新株數介于50%～100%，平均值為89%。這主要是由于（1）樟子松是喜光、耐寒、耐旱、適應性強的樹種，在干燥、貧瘠的沙地上能夠生長，且樟子松是適應本地環境的鄉土樹種；（2）保護區多年來都未采集樟子松球果，幼苗更新種源相當豐富；（3）由于本次大火火勢迅猛，燃燒速度快，所以大量球果內的種子并沒有燒死，且大火燒光地被物，高溫促進了球果開裂，使種子能夠直接與地面接觸，而夏季降雨豐沛，則使種子順利發芽。

隨著火燒強度增加，樟子松天然更新株數和頻度降低（圖1和圖2）。這主要是由于中度和輕度火燒區域的林分林冠存活，針葉猶綠，樹木仍然存活，土壤有機質基本未受干擾，只有林下地被層，主要是草本層有所改變。同時由于火燒使地被層覆蓋率降低，增加了樟子松樹種與土壤接觸的機會，有利于樟子松的更新[8]。因此，中度和輕度火燒更利于促進樟子松天然更新，而重度和極重度火燒下樟子松仍能天然更新。

紅花爾基自然保護區火燒跡地主要依靠天然更新恢復樟子松天然林植被具有現實可能性。

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