西昌市泸山景区森林火灾后植被恢复现状

　　摘要西昌泸山“3.30火灾”后8个月，研究组在泸山后山重度火烧区内设置了6个样地对植物群落进行样方调查，统计群落的优势种和α多样性指数，并结合遥感影像分析了该地的植被恢复状况。结果表明：(1)植被覆盖度指数显示泸山后山地区植被覆盖率平均值高达74.9%，标准差为0.17，其中覆盖度在60%以下的区域仅占18.8%，覆盖度在60%以上的区域达81.2%，覆盖度在80%以上的区域也有41.2%。(2)重度火烧地区的实地调查显示各样地群落相似性指数平均为0.215，物种组成差异极大且聚集分布明显，但都以恢复生长的灌草为主，紫茎泽兰入侵较为严重。(3)各样地物种多样性指数总体较高，Margalef丰富度指数(Ma)、Shannonwiener指数(H’)、Simpson多样性指数(D)、Pielou均匀度指数(E)平均值分别为3.761、2.118、0.790和0.708。各样地的多样性指数与坡度呈现不显著负相关关系。总体上看，火灾后8个月该地区植被覆盖率已较高，恢复状况较好，暂时无需人为干预，但需高度关注紫茎泽兰的入侵状况。本研究对凉山州乃至干热河谷区火灾后植被恢复过程中，生态系统恢复重建和水土保持工作对策选择提供参考。

　　关键词火烧迹地;植被恢复;遥感;物种多样性;西昌泸山

　　森林火灾是世界性的林业灾难，也是困扰我国的重大难题，其可在短时间内剧烈改变森林土壤的理化性质，影响森林生态系统的养分循环和再分配[1]。重度火灾不仅会破坏森林的生态系统，而且还会导致水土流失甚至泥石流等自然灾害，严重危害到了附近人民的生命财产安全，森林火烧迹地生态系统功能恢复己成为关注的焦点[2]。

　　森林论文范例： 未来气候情景下中亚地区的森林草原火险评估

　　林火干扰后植物群落的恢复是一个复杂的动态变化过程研究火烧迹地内植被恢复特征有助于揭示森林群落对林火干扰的响应机制[3]。遥感影像常用于检测区域植被覆盖的时空变化，评价区域生态环境状况，可以较为容易地获得较大区域的植被信息。苗庆林等通过火烧前后的MODIS数据，利用NDVI指数研究大兴安岭不同植被类型在不同强度火烧后的植被恢复过程[4]。包月梅等使用了NDVI像元二分线性模型估算法，分析了金河—根河地区森林火灾前后，火烧迹地植被覆盖时空动态变化[5]。

　　物种多样性是衡量火后森林群落恢复的重要指标之一不仅可反映其内部结构的多样性和空间异质性，同时还反映群落的发展阶段和稳定程度，并且物种多样性高的森林对病虫害和越来越频繁的极端气候事件通常具有更高的抵抗力，有利于抵抗火灾的干扰[67]。吴世祥等通过调查谢家店震后滑坡体植被的物种多样性和优势种，分析了该地区10年来的植被恢复状况[8]。本文结合了遥感分析与实地调查两种方法，计算泸山火灾个月后的植被覆盖率与植被物种多样性指数，从宏观和微观两个角度分析了泸山火烧迹地的植被恢复状况，为后期植被恢复研究工作提供数据基础和资料参考。

　　1研究区概况

　　泸山位于四川省凉山州西昌市城区南方，东临邛海，地理坐标为27°49′，102°14′。总体海拔在500以上，主峰海拔317，地形呈东高西低，南高北低的特点。该区属亚热带高原季风气候，受印度洋西南暖流的影响，年平均降水量约为000mm，且集中于—10月，多为暴雨，冬春季降水极为稀少;泸山光热充足，年平均气温17.1℃，极值最低温度为1.7℃，最高为33.8℃;≥℃积温206.2℃，≥℃积温148℃，≥10℃积温329.9℃;年日照时数约为400，季节变化不明显[9]。

　　2020年月30日，泸山西部由于电力故障引发火灾，火势向东迅速扩散，过火面积约000hm，约占泸山所在总流域面积的3/4，其中重度火烧区达46.8%、中度火烧区为37.9%、轻度火烧区为15.3%[10]。重度火烧区内的坡面表层植被几乎被烧光，地表大片裸露，此次实地考察的样地便位于重度火烧区内。

　　2数据来源与研究方法

　　2.1数据来源

　　2020年12月日，研究小组前往西昌市泸山景区对泸山后山植被恢复状况进行野外实地调查，采用样方法对重度火烧迹地进行调查。调查中发现，由于植被恢复时间相对较短，群落中均为灌木和草本。在重度火烧区内，沿海拔梯度从上到下设置个样地，每个样地内布设个×的灌木样方，在每个灌木样方内设置个×的草本样方。一共有灌木样方12个草本样方24个。在各样方内调查群落的物种组成，统计每个物种的名称、植株数、高度、盖度。同时记录各样地的经纬度、海拔、坡向、坡度等生境因子，由于各样地经纬度差异较小而未列入表中。同时采用在中国资源卫星应用中心所下载的CBRES04卫星10分辨率多光谱传感器于11月25日所拍摄的遥感影像，并于ENVI5.3与Arcgis10.2软件中进行处理与计算。

　　3结果与分析

　　3.1植被覆盖率(FC值)

　　根据对遥感图像FC值的计算与分析，得到泸山地区2020年11月25日的植被覆盖率图。研究区植被覆盖率平均值达到74.9%，标准差为0.17，其中覆盖度20%的地区占0.2%，20%40%占2.9%，40%60%占15.7%，60%80%占40%，80%100%占41.2%。可以看出，泸山火烧区域植被覆盖度已经较高了，覆盖度的空间分布差异也较小，覆盖率在60%以上的地区高达81.2%，覆盖度在20%以下的地区多为人类居住活动区。总体特点是东南部大于西北部，阳坡大于阴坡，植被恢复状况总体较好。

　　3.2群落物种组成与重要值分析

　　此处将相似性指数取值分为类：≥0~0.25为极不相似;≥0.25~0.5为中等不相似;≥0.5~0.75为中等相似;≥0.75~1为极相似。对各样地的分析可以发现，群落相似性指数平均值为0.215，整体上极不相似，各个群落物种组成差异极大，其中相似性指数大于0.25的样地坡度大多相近。在优势种中灌木占22.2%，草本占77.8%，这是因为样地处于演替初期，紫茎泽兰等草本植物由于其种子或根系耐火、扩散能力强、生长速度快的特点，迅速抢占了火灾导致的生态释放产生的空白生态位，成为了优势种。而车桑子和清香木等阳生灌木也因为种子萌生性强的特点，加之火烧后乔木层郁闭度的降低而得以拓宽了生态位。紫茎泽兰在个样地中成为了优势种，且其出现在了每一个样地之中，可见其入侵状况较为严重。

　　其原因一方面是由于紫茎泽兰发达的根系借助土壤躲过了火灾，且根须的萌蘖能力非常强;其次由于其兼具草本与灌木的生长特点，在具有很强的传播和适应能力的同时，其多年生、丛状生长习性又使它在与其他杂草竞争中处于优势地位，从而占据了大量的生态位[12]。各样地的优势种物种组成差异较大，且各优势种空间分布较为集中。这一方面是因为植被的聚集分布是绝大多数自然种群的稳定分布格局[13]，因此其种子也大多为聚集分布，从而导致了现在的集群分布，如车桑子。另一方面如紫茎泽兰，对于这类可靠根须萌蘖的物种，也是以火灾中幸存的母体为圆心拓展。此外，还有可能是由于坡度、土壤、水分等因素的差异导致了空间异质性，从而在不同的环境形成了不同的群落。

　　结论与讨论

　　通过对遥感影像的分析，泸山火烧迹地经过个月的恢复，植被覆盖率平均值达到72.6%，标准差为0.17，覆盖度20%的地区占0.2%，20%40%占比2.9%，40%60%占比15.7%，60%80%占比40.0%，80%100%占比41.2%，总体恢复程度良好。植被覆盖率空间分布的特征是东南部大于西北部，阳坡大于阴坡。西北部人为干扰强烈，阳坡光照大于阴坡等多种因素共同作用导致了此种分布特征。实地调查的个样地位于泸山东南部的重度火烧区内，坡向为阳坡，植被恢复良好，盖度平均达到89.3%，符合上方遥感影像的得出的结论。

　　样地内共有25科、58属、63种，包括灌木19种，草本44种，物种组成较为丰富。各样地之间的群落相似度指数平均值为0.215，极不相似，物种组成差异极大且集群分布状况明显。其原因一方面是受火烧前植被空间分布格局的影响，也受到环境的空间异质性的影响。研究表明，群落物种多样性的变化是环境条件、竞争关系以及区域过程共同影响的结果[14]。

　　本研究样地的群落总体的Margalef指数、Shannonweiner指数、Simpson指数、Pielou指数的平均值分别为3.761、2.118、0.790、0.708。具体到各个样地号样地的多样性指数普遍高于号样地，由于较大坡度不利于保水保肥，所以多样性指数的变化与坡度变化呈不显著的负相关关系。其中号样地较为特殊，推测其多样性的较低是由于人为干扰所导致。调查发现样地的乔木层还未形成，也未出现阴生树种，还处于先锋种大量涌入的演替早期，根据贺金声[15]的研究可以推测样地的物种多样性在将来仍会增加，而增加的速率会逐渐降低，在阳生树种和阴生树种于群落中同时出现时物种多样性达到最大。但是贺金声的研究并没有受到物种入侵的影响，考虑到样地紫茎泽兰入侵情况较为严重，在个样地中成为优势种，且在所有样地都有分布，其大量繁殖可能会影响到本地的植被恢复情况。

　　通过对样地的物种多样性系数与重要值的分析并结合泸山地区的指数，可以认为本地的植被恢复状况良好，暂时无需人为干预，但需注意紫茎泽兰的入侵情况进行跟进研究，必要时采取人为手段。同时需注意到本次研究的实地调查范围较小，样地内发现的物种多样性与坡度的不显著负相关在遥感图像上并没有出现。因此在以后的实地调查中应扩大调查范围，从而对样地获得更加全面的了解。同时此次研究只调查了研究区内植被恢复的现状，而未能探究其深层的机理，今后可以对其进行跟进，研究其群落演替的进程及影响因素。

　　参考文献：

　　[1]朱教君，刘足根.森林干扰生态研究[J].应用生态学报，2004(10)：17031710.

　　[2]陈小雪，李红丽，董智，等.不同造林模式下火烧迹地的土壤修复效果及植物多样性变化[J].水土保持学报，2019，33(3)：332339.

　　[3]李威，周梅，赵鹏武，等.大兴安岭东麓火烧迹地恢复初期植被特征[J].东北林业大学学报，2020，48(1)：5155.

　　[4]苗庆林，田晓瑞，赵凤君.大兴安岭不同植被火后NDVI恢复过程[J].林业科学，2015，51(2)：9098.

　　[5]包月梅，孙紫英，赵鹏武，等.基于遥感数据的根河市火烧迹地植被覆盖度时空分析[J].东北林业大学学报，2015，43(11)：6269+74.

　　[6]栗马玲，宋沼鹏，刘艳红，等.火烧强度对兴安落叶松群落叶片功能性状及功能多样性的影响[J].应用生态学报，2019，30(12)：40214030.

　　作者：陈曦，杨丹，胡翠华，刘守江