火灾恢复年限对大兴安岭森林乔灌草多样性及优势种影响

摘要

林火是大兴安岭地区森林生态系统的重要影响因子,研究火灾对植物多样性和优势种多度长期影响,有助于火灾区域森林生态系统重建与管理。本研究以大兴安岭不同火烧年限(1~5、5~10、10~20、20~30、30~40和40~50年)48对配对样地(火烧样地与邻近未火烧对照样地)为研究对象,利用二者差值变化来探讨森林恢复年限对植物多样性指数影响,通过对乔灌草相对多度变化确认火灾恢复对优势种的影响。研究结果表明:(1)火烧与对照间乔木多样性和丰富度差值先降后升趋势,在10年左右最低,而恢复30~40年后与对照样地相当或更高。灌木与乔木变化趋势相似,但是变化趋势多达到统计学显著(P<0.05),灌木Shannon-wiener多样性指数和丰富度差值随年限增加而线性上升。草本Simpson多样性指数随火烧年限增加而直线下降,但是均匀度与丰富度没有出现线性变化。(2)乔灌草优势种变化趋势为:乔木层白桦(Betulaplaty phylla)在火烧5~30年占比均超过30%,在30年后占比不超过15%,同时兴安落叶松(Larix gmelinii)在30~40年占比超过50%;灌木层在0~30年均是越桔(Vacciniumvitis-idaea)占比最大,30年之后变为榛子(Corylus heterophylla),草本层5~30年均是小叶章(Deyeuxia angustifolia)占比最大,30年之后变为其他物种。对照样地乔木层主要是兴安落叶松,占比超过50%,灌木层主要是越桔(Vaccinium vitis-idaea),草本层主要是小叶章(Deyeuxia angustifolia)。整体来看,乔木火后恢复需要更长的时间,而灌木和草本火后恢复更快。植物多样性及优势种变化是研究其对生态服务功能(如碳汇)影响的基础,我们研究结果为天保工程后续实施及科学管理大兴安岭森林生态系统提供数据支撑。