云南松林火灾生态影响及灾后生态重建

刘经伦 陈文华 汪建云 刘荣建

摘要：以云南省保山市隆阳区内的大西山山林火灾为背景，对云南松（Pinus yunnanensis）林下的植被恢复情况进行了监测和研究。监测时间为2014—2016年，为期3年，共设立了6个20 m×20 m的乔木样地及多个灌木和草本样地。监测数据表明，一定程度的火灾对植物短期的生物多样性是有利的，只是物种的增加和变化会以热带性质和入侵性质的物种为主，相比原来的生态系统从组成及性质上会发生改变。

关键词：云南松（Pinus yunnanensis）林;火烧迹地;多样性;生态重建

中图分类号：S718.59         文献标识码：A

文章编号：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树种，由于它的易燃性与分布特点决定了多数云南省森林火灾都有伴随发生。研究利用保山大西山2014年“4.12”森林火灾形成的大面积火烧迹地作为研究素材，建立多个样地，进行多年的跟踪监测，以自然林地的云南松林进行对比研究，找出火灾对生态的影响因素，并分析火灾后的生态重建或修复[1]。

通过对各层植被多样性指数、重要值、均匀度指数、优势度指数等的测定，研究火因素对群落物种多样性的影响，为火灾林的恢复重建提供数据参考[2]。以往研究表明，就生态而言，火灾不仅仅只有人们表面所看到的破坏性，在某些特定生态系统里面，火有可能是加速生态演变、物种更替的重要力量，因此如何平衡火灾带来的经济破坏与生态“补偿”的关系具有很高的研究价值[3]。

1  材料与方法

1.1  研究区概况

以2014年发生在云南省保山市隆阳区境内保山坝西侧大西山的山林火灾为研究对象。保山市位于云南省西部，位于东经98°25′—100°02′和北纬24°08′—25°51′，平均海拔1 800 m左右。保山坝年温差小，年平均气温15.5 ℃，降水充沛、干湿分明。

1.2  监测样地选择

选择多个具有典型代表性火灾和无干扰的样地（CK），记录物种种类、株（丛）数、高度、多度，蓋度、密度、频度、高度、株数、冠幅、胸径、生长状况等;对环境进行测定，包括经纬度、海拔、坡度、坡向、坡位、林冠郁闭度等。对乔木的调查包括种名、高度、基径、冠幅以及存活情况（样方20 m×20 m）;对灌木的调查包括种名、高度、冠幅、萌枝以及存活情况（样方5 m×5 m）;对草本的调查包括种名、高度、盖度（样方1 m×1 m）。本研究监控样地设置6个样地（表1），样地类型主要是云南松林，选择4个火烧迹地，2个自然林样地，在样方中又设置24个灌木植物样方，24个草本植物样方。监测时间为2014—2016年。

1.3  数据处理及分析方法

多样性评价采用4种指数[4]，分别为Gleason丰富度指数（G）、Shannon-Wiener多样性指数（H）、Simpson生态优势度指数（D）和Pielou均匀度指数（J）。

2  结果与分析

2.1  样地物种数量统计

由表2可知，火灾对植物物种数量造成破坏，但经过1年的生态恢复，2015年物种数量上升明显，到了2016年物种数量增加趋于平稳;通过数据可以看出，火灾过后草本植物的恢复程度比木本植物恢复程度高;横向比较2016年火灾林和自然林木本与草本植物数量，火灾过后木本与草本植物数量都有所上升，可推测火灾在小范围内有利于群落物种多样性的提高。

2.2  样地物种变化情况

由表3可知，与2014年自然林样地相比，2014年火灾林木本植物共有物种19种，不同物种7种;2015年火灾林木本植物共有物种28种，不同物种16种;2016年火灾林木本植物共有物种26种，不同物种15种。相较于2014年自然林样地，火烧迹地2015年出现了以西桦（Betula alnoides）、土茯苓（Smilax glabra）、水红木（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）等热带性质为主的植物，说明在灾后由于郁闭度降低，一些热带性质的物种出现较多;2016年比2015年减少了2个物种增加1个新物种，植物的演替趋于平稳。

由表4可知，与2014年自然林样地相比，2014年火灾林草本植物共有物种19种，不同物种9种;2015年火灾林草本植物共有物种27种，不同物种17种;2016年火灾林草本植物共有物种30种，不同物种21种。相较于2014年自然林样地，火烧迹地2015年出现了山姜（Alpinia japonica）、野茼蒿（Crassocephalum crepidioides）、粘冠草（Myriactis wightii）、獐牙菜（Swertia bimaculata）、鞭打绣球（Hemiphragma heterophyllum）、浆果薹草（Carex baccans）、六棱菊（Laggera alata）等热带性质植物及具有广泛世界分布的且具有入侵性质的物种。在2015年的基础上，2016年火灾林减少了1个物种，但增加了5个物种，说明草本植物在第二年有大幅度的增加及变化，第三年增长减缓，但也明显优于木本植物的演替，只是总体增长受到空间及多样性竞争的限制，速度有所减缓。

2.3  多样性指数变化

由表5可知，2014—2016年火灾林和自然林Gleason丰富度指数均呈上升趋势，说明火灾过后，群落物种数量有所增长，生态恢复较好。2014年自然林的Gleason丰富度指数、Simpson生态优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数均高于火灾林，而2015年和2016年指数值刚好反转，火灾林超过自然林，说明火灾后通过生态的演替恢复，植被多样性有所提高，一定程度的火灾有利于物种多样性的增加，但入侵类的物种增多也是事实[5]。火烧迹地除Gleason丰富度指数外，其他3个指数均在2015年大幅增加、2016年有所下降或趨于平稳，说明物种的多样性在最初恢复阶段上升迅速，但随着时间推移，增幅下降。

3  小结与讨论

由于火灾导致的生态演替，两年后火烧迹地的Gleason丰富度指数、Simpson生态优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数均高于自然林样地，说明火灾后通过生态的演替恢复，植被多样性有所提高，一定程度的火灾有利于物种多样性的增加。

监测数据表明，一定程度的火灾对植物短期的生物多样性是有利的，只是物种的增加会以热带性质和入侵性质的物种为主。相比原来的生态系统是有改变的，区系性质及物种组成发生改变。

火烧迹地除Gleason丰富度指数外，Simpson生态优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数均在2015年大幅增加，说明物种组成及多样性发生比较大的变化，而在2016年有所下降或是趋于平稳，反映出物种的多样性在最初恢复阶段是迅速的，但随着时间推移，增长幅度会有所回落，可能会受到空间限制或物种竞争的压力所致。

参考文献：

[1] 孔繁花，李秀珍，王绪高，等.林火迹地森林恢复研究进展[J].生态学杂志，20012，22（2）：60-64.

[2] 周以良，乌弘奇，陈  涛，等.按植物群落生态学特性，加速恢复大兴安岭火烧迹地的森林[J].东北林业大学学报，2002，17（2）：1-10.

[3] 王绪高，李秀珍，孔繁花，等.大兴安岭北坡火烧迹地自然与人工干预下的植被恢复模式初探[J].生态学杂志，2003，22（5）：30-34.

[4] 马克平.生物群落多样性的测度方法，生物多样性研究的原理与方法[J].北京：中国科学技术出版社，2004.

[5] 汪殿蓓，暨淑仪，陈飞鹏.植物群落物种多样性研究综述[J].生态学杂志，2001，20（4）：55-60.