呼倫貝爾沙地樟子松林對(duì)林火干擾的響應(yīng).pdf

1、火是許多陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的生態(tài)因子，為林火干擾生態(tài)系統(tǒng)主要的驅(qū)動(dòng)力。樟子松（Pinus sylvestris L. var. mongolica Litv.）是中國北方針葉林的建群樹種，以耐寒、耐旱、耐貧瘠、防風(fēng)固沙和速生豐產(chǎn)而著稱，在中國“三北”地區(qū)防護(hù)林營造和荒漠化防治中得到廣泛應(yīng)用。內(nèi)蒙古呼倫貝爾沙地天然樟子松林位于中國森林高火險(xiǎn)發(fā)生區(qū)，因此林火也在天然樟子松林中頻繁發(fā)生，并成為其結(jié)構(gòu)、功能和演替的重要驅(qū)動(dòng)力。
　　自20世

2、紀(jì)50年代以來，樟子松引種繁育和人工林營造得到了廣泛關(guān)注，然而關(guān)于天然樟子松林結(jié)構(gòu)、功能和演替的研究卻并不多見，也缺乏樟子松對(duì)林火干擾響應(yīng)方面的研究。本研究從呼倫貝爾沙地樟子松林最近的兩次林火事件（1994年和2006年）入手，探討樟子松林分結(jié)構(gòu)、空間格局、林木競爭及林下植物多樣性對(duì)地表火干擾的響應(yīng)。利用全林木定位方法，在1994年和2006年兩次林火事件中地表火干擾及1970年以來無林火干擾記錄的樟子松林中，共調(diào)查了6塊邊長100 m

3、、面積1 hm2的正方形典型樣地；按不同樹木種類分別調(diào)查記錄樣地中殘樁、倒木、枯立木和2年生以上（包括2年生）活立木的位置坐標(biāo)、地徑或胸徑及林火干擾后樹皮熏黑高度等因子。另外，利用改進(jìn)的Whittaker樣方在不同林分中共調(diào)查9個(gè)樟子松林下植物多樣性樣方。通過Kruskal-Wallis和Duncan法，進(jìn)行林火強(qiáng)度、林分胸徑、林木競爭和林下植物豐富度的非參數(shù)方差分析及多重比較，分析研究樟子松林火和林分結(jié)構(gòu)特征、林木競爭及林下植物多樣性

4、；利用Ripley’s K函數(shù)和成對(duì)相關(guān)函數(shù)g(r)，通過單變量或雙變量空間格局分析，揭示林火干擾前后、林分不同組分及其相互間的空間格局；Ripley’s K的線性化函數(shù)L(r)有時(shí)也用于單變量分析中，并與成對(duì)相關(guān)函數(shù)g(r)相互比較以揭示格局的變化；另外，利用物種-面積曲線和間接梯度分析（DCA）探討不同時(shí)期地表火干擾下林下植物種的多樣性及其變化。
　　結(jié)果表明，（1）不同時(shí)期林火干擾林分的地表火強(qiáng)度間沒有顯著差異，地表火強(qiáng)度與

5、林木胸徑間表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)且具有顯著的回歸關(guān)系；（2）地表火燒死了大多數(shù)下層林木、小徑階林木和更新幼樹，減少了樹木種類，使林分密度降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)；隨著林火干擾后時(shí)間的推移，由于大量更新苗的出現(xiàn)，林分密度又明顯增大；而無林火干擾林分密度的變化較?。唬?）地表火干擾后，林分平均胸徑成倍地增加，胸高斷面積僅略微降低，樟子松胸高斷面積在林分中仍占絕對(duì)優(yōu)勢且其比重略有上升；（4）地表火干擾下，樟子松林的空間格局呈現(xiàn)出從顯著性聚集分布向隨機(jī)分布

6、變化的趨勢，且隨著時(shí)間推移這種趨勢尤為明顯；無林火干擾下，林分稀疏主導(dǎo)下的空間格局基本上保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)；（5）火后存活的幼樹和更新幼苗均在小尺度上表現(xiàn)為顯著的聚集分布，而無林火干擾下幼樹在小尺度上為聚集分布或?yàn)殡p尺度聚集分布；火后存活大樹則趨于隨機(jī)分布，無林火干擾林分的大樹則為小尺度上聚集分布或雙尺度聚集分布；從全部徑階到較大徑階上，林木空間格局呈現(xiàn)出聚集—隨機(jī)—均勻的變化趨勢；（6）地表火干擾下，大樹和幼樹在小尺度上相互排斥，隨著大

7、量更新幼苗的出現(xiàn)，二者又相互吸引；無林火干擾林分，大樹和小樹間既有相互排斥也有相互吸引；地表火干擾下，大樹和死樹、幼樹和死樹分別在小尺度上表現(xiàn)為顯著的正相關(guān)，隨著時(shí)間的推移卻又呈現(xiàn)相互獨(dú)立狀態(tài)；無林火干擾下，大樹和死樹、幼樹和死樹分別表現(xiàn)出不同尺度上的正相關(guān)；（7）樟子松林的種內(nèi)競爭較種間競爭更為激烈；地表火干擾顯著的降低了樟子松林的競爭強(qiáng)度，火干擾后持續(xù)的時(shí)間序列上，樟子松林競爭強(qiáng)度持續(xù)地降低；對(duì)象木競爭強(qiáng)度隨其胸徑的增加而減小，且二

8、者具有顯著的冪函數(shù)關(guān)系；（8）林火干擾后，短期內(nèi)、小尺度上顯著的增加了林下植物的?多樣性而降低了植被蓋度，較大尺度上林下植物的?多樣性又趨于一致；林下植物的?多樣性沿著火后1年—火后12年—無火林分的方向不斷增大；間接梯度分析也表明，有更多的植物種趨于出現(xiàn)在火后1年的林分中；火后1年林分更趨向于濕生生境，有較多的偏濕生種。
　　總之，地表火干擾顯著地降低了樟子松林的密度，減小了林木個(gè)體間的競爭強(qiáng)度，促進(jìn)了林下植物多樣性的變化，推動(dòng)