重度火烧对兴安落叶松-白桦林自然更新的影响

刘学爽，李慧仁，胡林林，韦昌雷，王立中

(大兴安岭林业集团公司农业林业科学研究院,黑龙江嫩江源森林生态系统国家定位观测研究站,黑龙江 大兴安岭 165000)

林火是森林生态系统不可或缺的生态因子，火干扰是群落发展的重要驱动力，在促进森林发育、维持生物多样性方面具有重要作用，通过对火烧迹地林下植被群落恢复过程的探究，可以更好地理解群落的演替过程、物种之间的相互作用与发展趋势[1-5]。大兴安岭地区是我国重要的林区，也是林火多发地区，兴安落叶松-白桦林是该地区主要的群落树种，本研究选择在大兴安岭地区南瓮河国家级自然保护区内兴安落叶松-白桦林重度火烧后自然恢复10年的迹地为研究对象，通过调查探究火烧迹地落叶松自然更新，为保护区内火烧迹地恢复、植被自然更新提供理论基础。

1 研究区概况

黑龙江省南瓮河自然保护区位于大兴安岭东部林区东南部，地理坐标为125°01′42″—125°50′03″ E；50°59′56″—51°39′37″ N。保护区地处寒温带，属大陆性季风气候。林木火险多，故大多阳坡受火灾影响发育为草原化的干山坡。南瓮河自然保护区在大兴安岭植被区划中，属南部柞树-兴安落叶松林区，植被较丰富，植被组成具有寒温带与温带综合特点。2006年，保护区内发生大面积林火，各类兴安落叶松林型受不同程度火烧，本研究主要以保护区内分布最广的兴安落叶松-白桦林为研究对象，探究火烧迹地落叶松、白桦的自然更新。

2 样地设置和研究方法

林火强度确定采用森林燃烧损失生物量的估算方法。估算公式：M=A×B×a×b。式中：M是生态系统燃烧消耗的生物量(t)；A是过火面积(hm2)；B是平均生物量(t·hm-2)；a是地上部分生物量占总生物量比值；b是生物量燃烧率。

按照林火强度估算方法，确定2006年重度火烧后形成的火烧迹地，同时在未火烧林地内设置对照样地，样地均选择在阳坡，坡度、地形、海拔相似。每个样地中设置50m×50m的标准样地，记录样地的经纬度、坡向、坡度等基本信息。将标准样地划分25个样方，每个样方大小为10 m×10 m，样方内随机选择2 m×2 m小样方，记录乔木树种幼苗幼树更新情况、林下灌草物种组成、株数、盖度等。

3 结果与分析

通过对样地天然更新调查分析，天然更新的新苗主要以兴安落叶松和白桦为主。兴安落叶松主要以种子更新为主，白桦以萌生枝条为主。

兴安落叶松-白桦幼苗幼树自然更新数量见表1。

表1 兴安落叶松幼苗幼树自然更新统计表 株hm-2

表1 兴安落叶松幼苗幼树自然更新统计表 株hm-2

年份/样地火烧兴安落叶松白桦对照兴安落叶松白桦2009560750155020152012153325601760198620162300653014352360

图1 兴安落叶松、白桦自然更新统计图

由表1、图1可以看出：重度火烧后，兴安落叶松林-白桦林下植被及大部分乔木林被烧除，林间形成大面积空地，虽然有助于种子接触土壤生长成为幼苗。但因母树被烧死，林间没有种子，林木自然更新受影响。调查中，重度火烧后兴安落叶松自然更新很大程度上依赖于是否保留母树。火烧后3年，兴安落叶松自然更新数量仅为560株·hm-2，且分布不均，靠近母树区域有自然更新幼苗，没有母树区域兴安落叶松幼苗很少。说明随着种子不断被传播到更远区域，火烧后6年，自然更新数量为1 533株·hm-2。火烧后10年为2 300株·hm-2。超过天然林中兴安落叶松幼苗数。

重度火烧区内，白桦几乎被烧光，火烧后的3次调查，白桦幼苗全部为萌生，其数量分别为750、2 560和6 530株hm-2。白桦作为火烧后的先锋树种，其自然更新速度远高于兴安落叶松，更新数量也高于天然林。

图2 火烧迹地兴安落叶松、白桦自然更新对比

由图2可以看出，火烧迹地自然更新幼苗中，兴安落叶松幼苗占比逐年降低，为63.6%、37.5%、26%。白桦幼苗比例不断增大，由最初的36.4%提高到74%。

而在天然林中，3次调查兴安落叶、白桦松幼苗比例为1∶1.3、1∶1.23、1∶1.6。平均为1:1.36。火烧后，白桦表现出先锋树种更新能力强，竞争适应性强的特点。

4 结论及讨论

重度火烧后，地被植被、灌木及大量乔木均被烧除，未被烧除的兴安落叶松能正常产生种子。由于地被覆盖率的降低，增加了落叶松种子和土壤接触的机会，促进了兴安落叶松的自然更新。火烧后3年，兴安落叶松自然更新数量仅为560株·hm-2，且分布不均，火烧后6年，自然更新数量为1 533株·hm-2。火烧后10年为2 300株·hm-2。重度火烧区内，白桦几乎被烧光，白桦幼苗全部为萌生，其数量分别为750、2 560和6 530株·hm-2。

火烧迹地自然更新幼苗中，兴安落叶松幼苗占比例逐年降低，白桦幼苗比例不断增大，白桦表现出先锋树种更新能力强，竞争适应性强的特点。适当的采取计划烧除措施可以促进兴安落叶松-白桦林的自然更新，同时加速先锋树种，如杨、桦等树种的自然更新，诱导混交林的形成，有利于林分稳定、生物多样性保护及生态系统恢复[6]。

[1] 李慧仁,王立中,韦昌雷.中强度火烧对兴安落叶松林自然更新的影响[J].防护林科技，2016(9):47-48

[2] 邢伟,葛之威,李俊清.大兴安岭北部林区林火干扰强度对兴安落叶松群落影响研究[J].科学技术与工程,2006,6(14):2042-2046

[3] 孔繁花,李秀珍,尹海伟.地形对大兴安岭北坡林火迹地森林景观格局影响的梯度分析[J].生态学报,2004,24(9):1863-1871

[4] 刘广菊,胡海清,张海林.火频度和火强度对植物群落稳定性的影响[J].东北林业大学学报,2008,36(7):32-33

[5] 赵彬,孙龙,胡海清.兴安落叶松林火后对土壤养分和土壤微生物生物量的影响[J].自然资源学报,2011,26(3):450-459

[6] 李融,张庆忠,姜炎彬,等.不同干扰下兴凯湖湿地植物群落的物种多样性研究[J].湿地科学,2011,9(2):179-183

[7] 杜嘉林,胡海清.低强度林火对兴安落叶松群落更新的影响[J].安徽农业科学,2014,42(8):2368-2370