摘要西昌瀘山“3.30火災(zāi)”后8個(gè)月，研究組在瀘山后山重度火燒區(qū)內(nèi)設(shè)置了6個(gè)樣地對植物群落進(jìn)行樣方調(diào)查，統(tǒng)計(jì)群落的優(yōu)勢種和α多樣性指數(shù)，并結(jié)合遙感影像分析了該地的植被恢復(fù)狀況。結(jié)果表明：(1)植被覆蓋度指數(shù)顯示瀘山后山地區(qū)植被覆蓋率平均值高達(dá)74.9%，標(biāo)準(zhǔn)差為0.17，其中覆蓋度在60%以下的區(qū)域僅占18.8%，覆蓋度在60%以上的區(qū)域達(dá)81.2%，覆蓋度在80%以上的區(qū)域也有41.2%。(2)重度火燒地區(qū)的實(shí)地調(diào)查顯示各樣地群落相似性指數(shù)平均為0.215，物種組成差異極大且聚集分布明顯，但都以恢復(fù)生長的灌草為主，紫莖澤蘭入侵較為嚴(yán)重。(3)各樣地物種多樣性指數(shù)總體較高，Margalef豐富度指數(shù)(Ma)、Shannonwiener指數(shù)(H’)、Simpson多樣性指數(shù)(D)、Pielou均勻度指數(shù)(E)平均值分別為3.761、2.118、0.790和0.708。各樣地的多樣性指數(shù)與坡度呈現(xiàn)不顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。總體上看，火災(zāi)后8個(gè)月該地區(qū)植被覆蓋率已較高，恢復(fù)狀況較好，暫時(shí)無需人為干預(yù)，但需高度關(guān)注紫莖澤蘭的入侵狀況。本研究對涼山州乃至干熱河谷區(qū)火災(zāi)后植被恢復(fù)過程中，生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建和水土保持工作對策選擇提供參考。

　　關(guān)鍵詞火燒跡地;植被恢復(fù);遙感;物種多樣性;西昌瀘山

　　森林火災(zāi)是世界性的林業(yè)災(zāi)難，也是困擾我國的重大難題，其可在短時(shí)間內(nèi)劇烈改變森林土壤的理化性質(zhì)，影響森林生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)和再分配[1]。重度火災(zāi)不僅會(huì)破壞森林的生態(tài)系統(tǒng)，而且還會(huì)導(dǎo)致水土流失甚至泥石流等自然災(zāi)害，嚴(yán)重危害到了附近人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，森林火燒跡地生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)己成為關(guān)注的焦點(diǎn)[2]。

　　森林論文范例： 未來氣候情景下中亞地區(qū)的森林草原火險(xiǎn)評估

　　林火干擾后植物群落的恢復(fù)是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化過程研究火燒跡地內(nèi)植被恢復(fù)特征有助于揭示森林群落對林火干擾的響應(yīng)機(jī)制[3]。遙感影像常用于檢測區(qū)域植被覆蓋的時(shí)空變化，評價(jià)區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況，可以較為容易地獲得較大區(qū)域的植被信息。苗慶林等通過火燒前后的MODIS數(shù)據(jù)，利用NDVI指數(shù)研究大興安嶺不同植被類型在不同強(qiáng)度火燒后的植被恢復(fù)過程[4]。包月梅等使用了NDVI像元二分線性模型估算法，分析了金河—根河地區(qū)森林火災(zāi)前后，火燒跡地植被覆蓋時(shí)空動(dòng)態(tài)變化[5]。

　　物種多樣性是衡量火后森林群落恢復(fù)的重要指標(biāo)之一不僅可反映其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的多樣性和空間異質(zhì)性，同時(shí)還反映群落的發(fā)展階段和穩(wěn)定程度，并且物種多樣性高的森林對病蟲害和越來越頻繁的極端氣候事件通常具有更高的抵抗力，有利于抵抗火災(zāi)的干擾[67]。吳世祥等通過調(diào)查謝家店震后滑坡體植被的物種多樣性和優(yōu)勢種，分析了該地區(qū)10年來的植被恢復(fù)狀況[8]。本文結(jié)合了遙感分析與實(shí)地調(diào)查兩種方法，計(jì)算瀘山火災(zāi)個(gè)月后的植被覆蓋率與植被物種多樣性指數(shù)，從宏觀和微觀兩個(gè)角度分析了瀘山火燒跡地的植被恢復(fù)狀況，為后期植被恢復(fù)研究工作提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和資料參考。

　　1研究區(qū)概況

　　瀘山位于四川省涼山州西昌市城區(qū)南方，東臨邛海，地理坐標(biāo)為27°49′，102°14′。總體海拔在500以上，主峰海拔317，地形呈東高西低，南高北低的特點(diǎn)。該區(qū)屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候，受印度洋西南暖流的影響，年平均降水量約為000mm，且集中于—10月，多為暴雨，冬春季降水極為稀少;瀘山光熱充足，年平均氣溫17.1℃，極值最低溫度為1.7℃，最高為33.8℃;≥℃積溫206.2℃，≥℃積溫148℃，≥10℃積溫329.9℃;年日照時(shí)數(shù)約為400，季節(jié)變化不明顯[9]。

　　2020年月30日，瀘山西部由于電力故障引發(fā)火災(zāi)，火勢向東迅速擴(kuò)散，過火面積約000hm，約占瀘山所在總流域面積的3/4，其中重度火燒區(qū)達(dá)46.8%、中度火燒區(qū)為37.9%、輕度火燒區(qū)為15.3%[10]。重度火燒區(qū)內(nèi)的坡面表層植被幾乎被燒光，地表大片裸露，此次實(shí)地考察的樣地便位于重度火燒區(qū)內(nèi)。

　　2數(shù)據(jù)來源與研究方法

　　2.1數(shù)據(jù)來源

　　2020年12月日，研究小組前往西昌市瀘山景區(qū)對瀘山后山植被恢復(fù)狀況進(jìn)行野外實(shí)地調(diào)查，采用樣方法對重度火燒跡地進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，由于植被恢復(fù)時(shí)間相對較短，群落中均為灌木和草本。在重度火燒區(qū)內(nèi)，沿海拔梯度從上到下設(shè)置個(gè)樣地，每個(gè)樣地內(nèi)布設(shè)個(gè)×的灌木樣方，在每個(gè)灌木樣方內(nèi)設(shè)置個(gè)×的草本樣方。一共有灌木樣方12個(gè)草本樣方24個(gè)。在各樣方內(nèi)調(diào)查群落的物種組成，統(tǒng)計(jì)每個(gè)物種的名稱、植株數(shù)、高度、蓋度。同時(shí)記錄各樣地的經(jīng)緯度、海拔、坡向、坡度等生境因子，由于各樣地經(jīng)緯度差異較小而未列入表中。同時(shí)采用在中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心所下載的CBRES04衛(wèi)星10分辨率多光譜傳感器于11月25日所拍攝的遙感影像，并于ENVI5.3與Arcgis10.2軟件中進(jìn)行處理與計(jì)算。

　　3結(jié)果與分析

　　3.1植被覆蓋率(FC值)

　　根據(jù)對遙感圖像FC值的計(jì)算與分析，得到瀘山地區(qū)2020年11月25日的植被覆蓋率圖。研究區(qū)植被覆蓋率平均值達(dá)到74.9%，標(biāo)準(zhǔn)差為0.17，其中覆蓋度20%的地區(qū)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，瀘山火燒區(qū)域植被覆蓋度已經(jīng)較高了，覆蓋度的空間分布差異也較小，覆蓋率在60%以上的地區(qū)高達(dá)81.2%，覆蓋度在20%以下的地區(qū)多為人類居住活動(dòng)區(qū)。總體特點(diǎn)是東南部大于西北部，陽坡大于陰坡，植被恢復(fù)狀況總體較好。

　　3.2群落物種組成與重要值分析

　　此處將相似性指數(shù)取值分為類：≥0~0.25為極不相似;≥0.25~0.5為中等不相似;≥0.5~0.75為中等相似;≥0.75~1為極相似。對各樣地的分析可以發(fā)現(xiàn)，群落相似性指數(shù)平均值為0.215，整體上極不相似，各個(gè)群落物種組成差異極大，其中相似性指數(shù)大于0.25的樣地坡度大多相近。在優(yōu)勢種中灌木占22.2%，草本占77.8%，這是因?yàn)闃拥靥幱谘萏娉跗冢�紫莖澤蘭等草本植物由于其種子或根系耐火、擴(kuò)散能力強(qiáng)、生長速度快的特點(diǎn)，迅速搶占了火災(zāi)導(dǎo)致的生態(tài)釋放產(chǎn)生的空白生態(tài)位，成為了優(yōu)勢種。而車桑子和清香木等陽生灌木也因?yàn)榉N子萌生性強(qiáng)的特點(diǎn)，加之火燒后喬木層郁閉度的降低而得以拓寬了生態(tài)位。紫莖澤蘭在個(gè)樣地中成為了優(yōu)勢種，且其出現(xiàn)在了每一個(gè)樣地之中，可見其入侵狀況較為嚴(yán)重。

　　其原因一方面是由于紫莖澤蘭發(fā)達(dá)的根系借助土壤躲過了火災(zāi)，且根須的萌蘗能力非常強(qiáng);其次由于其兼具草本與灌木的生長特點(diǎn)，在具有很強(qiáng)的傳播和適應(yīng)能力的同時(shí)，其多年生、叢狀生長習(xí)性又使它在與其他雜草競爭中處于優(yōu)勢地位，從而占據(jù)了大量的生態(tài)位[12]。各樣地的優(yōu)勢種物種組成差異較大，且各優(yōu)勢種空間分布較為集中。這一方面是因?yàn)橹脖坏木奂�分布是絕大多數(shù)自然種群的穩(wěn)定分布格局[13]，因此其種子也大多為聚集分布，從而導(dǎo)致了現(xiàn)在的集群分布，如車桑子。另一方面如紫莖澤蘭，對于這類可靠根須萌蘗的物種，也是以火災(zāi)中幸存的母體為圓心拓展。此外，還有可能是由于坡度、土壤、水分等因素的差異導(dǎo)致了空間異質(zhì)性，從而在不同的環(huán)境形成了不同的群落。

　　結(jié)論與討論

　　通過對遙感影像的分析，瀘山火燒跡地經(jīng)過個(gè)月的恢復(fù)，植被覆蓋率平均值達(dá)到72.6%，標(biāo)準(zhǔn)差為0.17，覆蓋度20%的地區(qū)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%，總體恢復(fù)程度良好。植被覆蓋率空間分布的特征是東南部大于西北部，陽坡大于陰坡。西北部人為干擾強(qiáng)烈，陽坡光照大于陰坡等多種因素共同作用導(dǎo)致了此種分布特征。實(shí)地調(diào)查的個(gè)樣地位于瀘山東南部的重度火燒區(qū)內(nèi)，坡向?yàn)殛柶拢�植被恢�?fù)良好，蓋度平均達(dá)到89.3%，符合上方遙感影像的得出的結(jié)論。

　　樣地內(nèi)共有25科、58屬、63種，包括灌木19種，草本44種，物種組成較為豐富。各樣地之間的群落相似度指數(shù)平均值為0.215，極不相似，物種組成差異極大且集群分布狀況明顯。其原因一方面是受火燒前植被空間分布格局的影響，也受到環(huán)境的空間異質(zhì)性的影響。研究表明，群落物種多樣性的變化是環(huán)境條件、競爭關(guān)系以及區(qū)域過程共同影響的結(jié)果[14]。

　　本研究樣地的群落總體的Margalef指數(shù)、Shannonweiner指數(shù)、Simpson指數(shù)、Pielou指數(shù)的平均值分別為3.761、2.118、0.790、0.708。具體到各個(gè)樣地號樣地的多樣性指數(shù)普遍高于號樣地，由于較大坡度不利于保水保肥，所以多樣性指數(shù)的變化與坡度變化呈不顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。其中號樣地較為特殊，推測其多樣性的較低是由于人為干擾所導(dǎo)致。調(diào)查發(fā)現(xiàn)樣地的喬木層還未形成，也未出現(xiàn)陰生樹種，還處于先鋒種大量涌入的演替早期，根據(jù)賀金聲[15]的研究可以推測樣地的物種多樣性在將來仍會(huì)增加，而增加的速率會(huì)逐漸降低，在陽生樹種和陰生樹種于群落中同時(shí)出現(xiàn)時(shí)物種多樣性達(dá)到最大。但是賀金聲的研究并沒有受到物種入侵的影響，考慮到樣地紫莖澤蘭入侵情況較為嚴(yán)重，在個(gè)樣地中成為優(yōu)勢種，且在所有樣地都有分布，其大量繁殖可能會(huì)影響到本地的植被恢復(fù)情況。

　　通過對樣地的物種多樣性系數(shù)與重要值的分析并結(jié)合瀘山地區(qū)的指數(shù)，可以認(rèn)為本地的植被恢復(fù)狀況良好，暫時(shí)無需人為干預(yù)，但需注意紫莖澤蘭的入侵情況進(jìn)行跟進(jìn)研究，必要時(shí)采取人為手段。同時(shí)需注意到本次研究的實(shí)地調(diào)查范圍較小，樣地內(nèi)發(fā)現(xiàn)的物種多樣性與坡度的不顯著負(fù)相關(guān)在遙感圖像上并沒有出現(xiàn)。因此在以后的實(shí)地調(diào)查中應(yīng)擴(kuò)大調(diào)查范圍，從而對樣地獲得更加全面的了解。同時(shí)此次研究只調(diào)查了研究區(qū)內(nèi)植被恢復(fù)的現(xiàn)狀，而未能探究其深層的機(jī)理，今后可以對其進(jìn)行跟進(jìn)，研究其群落演替的進(jìn)程及影響因素。

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　　作者：陳曦，楊丹，胡翠華，劉守江