云南松林火災生態影響及災后生態重建

劉經倫 陳文華 汪建云 劉榮建

摘要：以云南省保山市隆陽區內的大西山山林火災為背景，對云南松（Pinus yunnanensis）林下的植被恢復情況進行了監測和研究。監測時間為2014—2016年，為期3年，共設立了6個20 m×20 m的喬木樣地及多個灌木和草本樣地。監測數據表明，一定程度的火災對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以熱帶性質和入侵性質的物種為主，相比原來的生態系統從組成及性質上會發生改變。

關鍵詞：云南松（Pinus yunnanensis）林;火燒跡地;多樣性;生態重建

中圖分類號：S718.59? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：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決定了多數云南省森林火災都有伴隨發生。研究利用保山大西山2014年“4.12”森林火災形成的大面積火燒跡地作為研究素材，建立多個樣地，進行多年的跟蹤監測，以自然林地的云南松林進行對比研究，找出火災對生態的影響因素，并分析火災后的生態重建或修復[1]。

通過對各層植被多樣性指數、重要值、均勻度指數、優勢度指數等的測定，研究火因素對群落物種多樣性的影響，為火災林的恢復重建提供數據參考[2]。以往研究表明，就生態而言，火災不僅僅只有人們表面所看到的破壞性，在某些特定生態系統里面，火有可能是加速生態演變、物種更替的重要力量，因此如何平衡火災帶來的經濟破壞與生態“補償”的關系具有很高的研究價值[3]。

1? 材料與方法

1.1? 研究區概況

以2014年發生在云南省保山市隆陽區境內保山壩西側大西山的山林火災為研究對象。保山市位于云南省西部，位于東經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? 監測樣地選擇

選擇多個具有典型代表性火災和無干擾的樣地（CK），記錄物種種類、株（叢）數、高度、多度，蓋度、密度、頻度、高度、株數、冠幅、胸徑、生長狀況等;對環境進行測定，包括經緯度、海拔、坡度、坡向、坡位、林冠郁閉度等。對喬木的調查包括種名、高度、基徑、冠幅以及存活情況（樣方20 m×20 m）;對灌木的調查包括種名、高度、冠幅、萌枝以及存活情況（樣方5 m×5 m）;對草本的調查包括種名、高度、蓋度（樣方1 m×1 m）。本研究監控樣地設置6個樣地（表1），樣地類型主要是云南松林，選擇4個火燒跡地，2個自然林樣地，在樣方中又設置24個灌木植物樣方，24個草本植物樣方。監測時間為2014—2016年。

1.3? 數據處理及分析方法

多樣性評價采用4種指數[4]，分別為Gleason豐富度指數（G）、Shannon-Wiener多樣性指數（H）、Simpson生態優勢度指數（D）和Pielou均勻度指數（J）。

2? 結果與分析

2.1? 樣地物種數量統計

由表2可知，火災對植物物種數量造成破壞，但經過1年的生態恢復，2015年物種數量上升明顯，到了2016年物種數量增加趨于平穩;通過數據可以看出，火災過后草本植物的恢復程度比木本植物恢復程度高;橫向比較2016年火災林和自然林木本與草本植物數量，火災過后木本與草本植物數量都有所上升，可推測火災在小范圍內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年火災林木本植物共有物種19種，不同物種7種;2015年火災林木本植物共有物種28種，不同物種16種;2016年火災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）等熱帶性質為主的植物，說明在災后由于郁閉度降低，一些熱帶性質的物種出現較多;2016年比2015年減少了2個物種增加1個新物種，植物的演替趨于平穩。

由表4可知，與2014年自然林樣地相比，2014年火災林草本植物共有物種19種，不同物種9種;2015年火災林草本植物共有物種27種，不同物種17種;2016年火災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）等熱帶性質植物及具有廣泛世界分布的且具有入侵性質的物種。在2015年的基礎上，2016年火災林減少了1個物種，但增加了5個物種，說明草本植物在第二年有大幅度的增加及變化，第三年增長減緩，但也明顯優于木本植物的演替，只是總體增長受到空間及多樣性競爭的限制，速度有所減緩。

2.3? 多樣性指數變化

由表5可知，2014—2016年火災林和自然林Gleason豐富度指數均呈上升趨勢，說明火災過后，群落物種數量有所增長，生態恢復較好。2014年自然林的Gleason豐富度指數、Simpson生態優勢度指數、Shannon-Wiener多樣性指數、Pielou均勻度指數均高于火災林，而2015年和2016年指數值剛好反轉，火災林超過自然林，說明火災后通過生態的演替恢復，植被多樣性有所提高，一定程度的火災有利于物種多樣性的增加，但入侵類的物種增多也是事實[5]。火燒跡地除Gleason豐富度指數外，其他3個指數均在2015年大幅增加、2016年有所下降或趨于平穩，說明物種的多樣性在最初恢復階段上升迅速，但隨著時間推移，增幅下降。

3? 小結與討論

由于火災導致的生態演替，兩年后火燒跡地的Gleason豐富度指數、Simpson生態優勢度指數、Shannon-Wiener多樣性指數、Pielou均勻度指數均高于自然林樣地，說明火災后通過生態的演替恢復，植被多樣性有所提高，一定程度的火災有利于物種多樣性的增加。

監測數據表明，一定程度的火災對植物短期的生物多樣性是有利的，只是物種的增加會以熱帶性質和入侵性質的物種為主。相比原來的生態系統是有改變的，區系性質及物種組成發生改變。

火燒跡地除Gleason豐富度指數外，Simpson生態優勢度指數、Shannon-Wiener多樣性指數、Pielou均勻度指數均在2015年大幅增加，說明物種組成及多樣性發生比較大的變化，而在2016年有所下降或是趨于平穩，反映出物種的多樣性在最初恢復階段是迅速的，但隨著時間推移，增長幅度會有所回落，可能會受到空間限制或物種競爭的壓力所致。

參考文獻：

[1] 孔繁花，李秀珍，王緒高，等.林火跡地森林恢復研究進展[J].生態學雜志，20012，22（2）：60-64.

[2] 周以良，烏弘奇，陳? 濤，等.按植物群落生態學特性，加速恢復大興安嶺火燒跡地的森林[J].東北林業大學學報，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下的植被恢復模式初探[J].生態學雜志，2003，22（5）：30-34.

[4] 馬克平.生物群落多樣性的測度方法，生物多樣性研究的原理與方法[J].北京：中國科學技術出版社，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].生態學雜志，2001，20（4）：55-60.