張立志，孫亞娟，宋銀平，許忠海，葛玉祥

（1.內(nèi)蒙古紅花爾基樟子松林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021112；2.紅花爾基林業(yè)局，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021112；3.河南省鄧州市劉集鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，河南 南陽(yáng) 474171）

林火是影響森林植被的一個(gè)活躍因素，也是森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的重要組成部分[1，2]。一般情況下，高強(qiáng)度林火可以破壞林分的結(jié)構(gòu)和功能，使生態(tài)系統(tǒng)退化或失衡；低強(qiáng)度和周期性林火干擾，可以改善森林結(jié)構(gòu)，促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，利于森林的更新、生長(zhǎng)、發(fā)育[3]。因此，開(kāi)展林火干擾后林下幼苗的更新研究，對(duì)于正確評(píng)價(jià)林火對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響程度、合理制定受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)措施和重建策略具有重要現(xiàn)實(shí)意義[3]。

天然樟子松（Pinussylvestrisvar.mongolica）主要分布在大興安嶺北部山地及呼倫貝爾草原向大興安嶺過(guò)渡帶的沙地上[4]?；鹗翘烊徽磷铀芍匾纳鷳B(tài)干擾因子，幾乎所有的樟子松林都經(jīng)歷過(guò)不同周期和不同程度林火干擾[5]。以往的研究主要集中于林火干擾對(duì)樟子松的生長(zhǎng)和種群空間格局影響[5，6]，而對(duì)于林火干擾后幼苗更新機(jī)制研究較少。2006年5月16日，由于雷擊火造成內(nèi)蒙古紅花爾基樟子松林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)14個(gè)林班過(guò)火，火災(zāi)區(qū)內(nèi)有不同程度的林木燒傷和林木死亡，保護(hù)區(qū)過(guò)火總面積為3 545.7hm2，占保護(hù)區(qū)總面積的18.2%[7]。這也為我們研究林火干擾下的樟子松天然林更新提供機(jī)會(huì)。本文對(duì)內(nèi)蒙古紅花爾基樟子松林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)“5·16”林火發(fā)生1年后，不同火燒程度區(qū)幼苗更新動(dòng)態(tài)進(jìn)行了研究。

1 研究區(qū)概況

內(nèi)蒙古紅花爾基自然保護(hù)區(qū)為我國(guó)天然樟子松林最為集 中的分 布區(qū)[5]，位 于47°36′—48°35′N(xiāo)、118°58′—120°32′E。該區(qū)處于呼倫貝爾沙地南端、大興安嶺西坡中部向內(nèi)蒙古高原的過(guò)渡帶上，海拔在700～1 100m，主要地貌類(lèi)型為壟狀、波狀起伏的沙地[5]。該地區(qū)屬半濕潤(rùn)半干旱區(qū)，年平均氣溫－1.5℃，年降水量為344mm，主要集中在7、8月，年蒸發(fā)量為1 174mm，≥10℃的年積溫為2 000℃，平均無(wú)霜期90d左右[4]。該區(qū)有植物74科，302屬，682種，其中木本植物49種。在固定、半固定沙地里，沙地植被主要以樟子松、黃柳（Salix gordejevii）、胡枝子（Lespedezabicolor）、白榆（Ulmuspumila）、山荊子（Malusbaccata）、稠李（Padus asiatica）等[4]。

2 研究方法

2.1 不同火燒強(qiáng)度等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)以往森林火災(zāi)調(diào)查總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合紅花爾基林業(yè)局“5·16”火災(zāi)實(shí)際情況，確定火燒強(qiáng)度等級(jí)如下：

極重度火燒區(qū)：該區(qū)樹(shù)干已經(jīng)全部過(guò)火，樹(shù)冠燒盡，樹(shù)木已經(jīng)燒死；

重度火燒區(qū)：該區(qū)樹(shù)干2／3以上燒傷，樹(shù)冠重度燒傷或根部重傷，樹(shù)干樹(shù)皮有脫落現(xiàn)象，樹(shù)木難以存活；

中度火燒區(qū)：樹(shù)干火傷2／3以下（一般不足4 m），樹(shù)根未受傷，樹(shù)干未過(guò)火，林木有存活希望；

輕度火燒區(qū)：樹(shù)干燒傷不足2m，樹(shù)冠未過(guò)火，根部未受傷，樹(shù)木能夠繼續(xù)存活。

2.2 調(diào)查方法

2007年5月，分別在不同等級(jí)火燒區(qū)設(shè)置典型標(biāo)準(zhǔn)地，每塊標(biāo)準(zhǔn)地面積為10m×100m，其中極重度火燒區(qū)8塊，重度火燒區(qū)40塊，中度火燒區(qū)9塊，輕度火燒區(qū)15塊，共計(jì)72塊標(biāo)準(zhǔn)地。在每塊標(biāo)準(zhǔn)地中心樣線上每隔10m設(shè)置1m×1m的樣方，共計(jì)720個(gè)樣方。在每塊小樣方內(nèi)調(diào)查更新樹(shù)種，幼苗年齡、幼苗、幼樹(shù)高度、幼苗株數(shù)，健康狀況、更新頻度等。

2.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS16.0軟件對(duì)不同火燒程度下幼苗更新株數(shù)和頻度進(jìn)行單因素方差分析，顯著性水平設(shè)置為α＝0.05。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同火燒程度下幼苗更新年齡及高度

從表1可以看出，不同火燒程度下標(biāo)準(zhǔn)地更新樹(shù)種均為樟子松，主要為1或2年生幼苗，偶見(jiàn)幼樹(shù)；幼苗平均高度為4cm，幼樹(shù)平均高度為46cm（主要位于輕度火燒區(qū)），樟子松幼苗生長(zhǎng)健康。

3.2 不同火燒程度下幼苗更新株數(shù)

不同火燒程度下樟子松天然更新株數(shù)明顯不同（表1和圖1）。極重度火燒區(qū)樟子松天然更新株數(shù)介于2 500～4 000株·hm－2，平均值為3 000株·hm－2；重度火燒區(qū)樟子松天然更新株數(shù)介于2 500～5 000株·hm－2，平均值為4 500株·hm－2；中度火燒區(qū)樟子松天然更新株數(shù)介于4 500～5 000株·hm－2，平均值為4 944株·hm－2；輕度火燒區(qū)樟子松天然更新株數(shù)介于5 000～6 500株·hm－2，平均值為5 233株·hm－2。方差分析結(jié)果表明，不同火燒程度區(qū)樟子松天然更新株數(shù)差異顯著（P＜0.05，圖1），極重度火燒區(qū)天然更新株數(shù)顯著低于重度火燒區(qū)、中度火燒區(qū)和輕度火燒區(qū)（P＜0.05）；而重度火燒區(qū)天然更新株數(shù)顯著低于輕度火燒區(qū)（P＜0.05），與中度火燒區(qū)差異不顯著（P＞0.05）。

表1 不同火燒程度樣地天然更新情況

9重度火燒區(qū)樟子松 1或2 天然 4 3 000 健康 60 中等10 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好11 樟子松 1或2 天然 4 3 500 健康 70 中等12 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好13 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好14 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好15 樟子松 1或2 天然 4 3 500 健康 70 中等16 樟子松 1或2 天然 4 4 000 健康 80 中等17 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好18 樟子松 1或2 天然 4 3 000 健康 60 中等19 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好20 樟子松 1或2 天然 4 4 500 健康 90 中等21 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好22 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好23 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 80 良好24 樟子松 1或2 天然 4 4 000 健康 100 中等25 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 50 良好26 樟子松 1或2 天然 4 2 500 健康 100 不良27 樟子松 1或2 天然 4 5000 健康 100 良好28 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好29 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好30 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好31 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好32 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好33 樟子松 1或2 天然 4 2 500 健康 50 不良34 樟子松 1或2 天然 4 3 000 健康 60 中等35 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好36 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好37 樟子松 1或2 天然 4 4 500 健康 90 中等38 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好39 樟子松 1或2 天然 4 4 000 健康 80 中等40 樟子松 1或2 天然 4 4 500 健康 90 中等41 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好42 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好43 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好44 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好45 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好46 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好47 樟子松 1或2 天然 4 3 500 健康 70 中等48 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好中度火燒區(qū)49 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好50 樟子松 1或2 6 天然 4 35 5 000 健康 90 良好51 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好52 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好53 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好54 樟子松 1或2 天然 4 4 500 健康 90 中等55 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好56 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好57 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好輕度火燒區(qū)58 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好59 樟子松 1或2 7 天然 4 50 5 500 健康 100 良好60 樟子松 1或2 6 天然 4 40 6 000 健康 100 良好61 樟子松 1或2 6 天然 4 45 6 500 健康 100 良好62 樟子松 1或2 7 天然 4 60 5 000 健康 90 良好63 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好64 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好65 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好66 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好67 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好68 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好69 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100 良好70 樟子松 1或2 5 天然 4 35 5 500 健康 90 良好71 樟子松 1或2 7 天然 4 60 5 000 健康 90 良好72 樟子松 1或2 天然 4 5 000 健康 100良好

3.3 不同火燒程度下幼苗更新頻度及等級(jí)

極重度火燒區(qū)樟子松天然更新頻度為50%～80%，平均值為60%，更新不良占50%；重度火燒區(qū)樟子松天然更新頻度為50%～100%，平均值為90%，更新良好占65%；中度火燒區(qū)樟子松天然更新頻度為90%～100%，平均值為98%，更新良好占89%，更新中等占11%；輕度火燒區(qū)樟子松天然更新頻度為90%～100%，平均值為98%，更新等級(jí)均為良好（表1）。方差分析結(jié)果表明，不同火燒程度下樟子松天然更新頻度差異顯著（P＜0.05，圖2），極重度火燒區(qū)天然更新頻度顯著低于重度火燒區(qū)、中度火燒區(qū)和輕度火燒區(qū)（P＜0.05）；而重度火燒區(qū)天然更新頻度顯著低于輕度火燒區(qū)（P＜0.05），與中度火燒區(qū)差異不顯著（P＞0.05）。

圖1 不同火燒強(qiáng)度下樟子松天然更新株數(shù)

圖2 不同火燒強(qiáng)度下樟子松天然更新頻度

4 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，不同火燒程度下樟子松天然更新較好，樟子松天然更新株數(shù)介于2 500～6 500株·hm－2，平均值為4 542株·hm－2；樟子松天然更新株數(shù)介于50%～100%，平均值為89%。這主要是由于（1）樟子松是喜光、耐寒、耐旱、適應(yīng)性強(qiáng)的樹(shù)種，在干燥、貧瘠的沙地上能夠生長(zhǎng)，且樟子松是適應(yīng)本地環(huán)境的鄉(xiāng)土樹(shù)種；（2）保護(hù)區(qū)多年來(lái)都未采集樟子松球果，幼苗更新種源相當(dāng)豐富；（3）由于本次大火火勢(shì)迅猛，燃燒速度快，所以大量球果內(nèi)的種子并沒(méi)有燒死，且大火燒光地被物，高溫促進(jìn)了球果開(kāi)裂，使種子能夠直接與地面接觸，而夏季降雨豐沛，則使種子順利發(fā)芽。

隨著火燒強(qiáng)度增加，樟子松天然更新株數(shù)和頻度降低（圖1和圖2）。這主要是由于中度和輕度火燒區(qū)域的林分林冠存活，針葉猶綠，樹(shù)木仍然存活，土壤有機(jī)質(zhì)基本未受干擾，只有林下地被層，主要是草本層有所改變。同時(shí)由于火燒使地被層覆蓋率降低，增加了樟子松樹(shù)種與土壤接觸的機(jī)會(huì)，有利于樟子松的更新[8]。因此，中度和輕度火燒更利于促進(jìn)樟子松天然更新，而重度和極重度火燒下樟子松仍能天然更新。

紅花爾基自然保護(hù)區(qū)火燒跡地主要依靠天然更新恢復(fù)樟子松天然林植被具有現(xiàn)實(shí)可能性。

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