攀西地區不同立地類型森林火損植被恢復模式探討
——以西昌瀘山為例

江承香，余官澍，焦晉川，劉 勇

(1. 四川省林業和草原調查規劃院，四川 成都 610081；2.西昌市林業和草原局，四川 西昌 615000)

1 引言

森林不僅能為人類提供大量的資源，同時在改善生活環境、維護人類健康中扮演了重要角色。人類活動和自然災害造成植被大規模破壞與消失，導致生態系統嚴重失調并不斷退化，嚴重威脅人類的生存和可持續發展[1]。利用人工措施對遭到毀壞或破壞的草原、森林等自然生態系統進行修復或者重建，能使退化生態系統的物種多樣性及其各種生態功能得到一定程度的恢復[2]。由于植被恢復過程中，土壤結構、水分、養分條件等立地因子均會影響森林植被群落類型的演變[3],因此植被恢復和立地因子之間的關系極為復雜, 總體而言植被恢復進程由多個因子共同作用，才能使退化的生態系統得到恢復, 實現可持續發展[4]。

攀西地區歷來是我國森林火災頻發地區，尤其進入旱季，降水稀少，冬季森林內積累了大量的枯枝落葉等易燃物，進入春季，氣溫上升，在焚風和山谷風的雙重作用下，使得這一地區極易發生森林火災，成為我國森林火災發生頻率最高的地區之一[5]。本研究選擇受火損嚴重、面積較大的西昌市瀘山作為研究區，通過實地調查與資料收集確定森林火損情況，根據綜合立地條件進行分析，旨在科學合理為西昌瀘山乃至整個攀西地區生態修復提供指導建議。

2 材料和方法

2.1 研究區概況

西昌市，位于川西高原的安寧河平原腹地，是涼山彝族自治州的州府所在地，也是攀西地區的政治、經濟、文化及交通中心。研究區位于西昌市建成區內，東經102°12′25.91″～102°17′16.47″，北緯27°47′52.48″～27°52′12.20″，面積6050.60 hm2。海拔高達2317 m，最低位置海拔約1485 m，相對高差832 m。年平均氣溫為17 ℃，1月份平均氣溫9.4 ℃，7月份平均氣溫22.6 ℃，年平均氣溫變幅僅為13.2 ℃，是全國溫度變化幅度最小的地區之一。年日照時數2425.8 h，年均無霜期270 d，氣候類型多樣，有“一山分四季，十里不同天”之說。區域內森林植被屬盆地西南緣山地干性常綠針葉、櫟林林區。以云南松林，滇青岡林為主，未受損前森林覆蓋率達92.82%，以國有公益林為主。

2.2 數據與資料來源

以西昌市2020年Pleiades高分辨率衛星影像圖(0.5 m空間分辨率)為基礎數據源，通過ArcMap 10.2處理獲取相應立地類型，通過現地調查及資料獲取森林火損數據，根據中國植物志、西昌縣志獲取相關植被生活習性及本土植物信息。

2.3 研究方法

2.3.1 立地類型測定劃分

本研究提取海拔、坡度、坡向3個較大尺度具備一定變化的因子進行分析，海拔段主要依據氣候類型進行劃分，西昌市氣象站的高程點為1590.9 m，年平均氣溫為17.2 ℃。根據相關資料(北亞熱帶為13～16 ℃，中亞熱帶是16～18 ℃)計算每個海拔段的年平均氣溫，將瀘山劃分為1800 m以上和1800 m以下2個區間，海拔越高，極端氣溫越低，氣溫日較差越大。瀘山整體風力較大，但一般高海拔段受風力影響更大，低海拔段受風力影響相對較小。依據坡度因素，將研究區劃分為坡度10%以下、坡度10%～30%、坡度30%以上3個分類，結合現場調查分析，一般情況下，坡度越緩的區域土層越厚，濕潤度也越高，坡度越陡峭的區域土層越薄，也越干旱。依據坡向因素，將研究區劃分為陰坡和陽坡兩類，陽坡干旱，陰坡相對比較潮濕。依據海拔、坡度、坡向疊加分析，得出以下4種立地類型分類：上部+陽坡+陡坡、上部+陰坡+緩坡、下部+陽坡+陡坡、下部+陰坡+緩坡。

2.3.2 數據處理

各立地類型條件均通過ArcMap 10.2中進行計算處理，綜合立地類型運用疊加分析獲取相應數據。

3 結果與分析

3.1 西昌市瀘山整體立地類型分析

圖1顯示：根據現地條件及疊加分析可得，各立地類型主要分為上部+陽坡+陡坡、上部+陰坡+緩坡、下部+陽坡+陡坡、下部+陰坡+緩坡。上部+陽坡+陡坡區域位于山體上部，為坡度較大或明顯陽坡的區域，該區域土壤相對貧瘠，受風力影響較大，林木生長難度較大。上部+陰坡+緩坡區域位于山體上部，為坡度較小的陰坡區域，該區域土壤條件相對較好，但受風力影響較大。下部+陽坡+陡坡區域位于山體中下部，為坡度較大或明顯陽坡的區域，該區域土壤條件較好，但相對比較干旱。下部+陰坡+緩坡區域位于山體中下部，為坡度較小的陰坡或山坳、山谷底部等區域，該區域土壤肥沃，相對比較濕潤，在整個研究區內是植被恢復最為有利的區域。

3.2 西昌市瀘山森林受火損情況分析

由圖2可知：此次森林火災過火面積3047.7805 hm2，其中林地面積3031.3970 hm2，非林地面積為16.3835 hm2，過火面積占研究區面積的50.57%。過火森林面積中，重度損毀面積644.2580 hm2，占過火森林面積的40.42%；中度損毀面積585.6746 hm2，占過火森林面積的36.75%；輕度損毀面積351.9419 hm2，占過火森林面積的22.08%；未受損面積為12.0129 hm2，占過火森林面積的0.75%。經估算，此次森林火災受害林木株數為1636114株，占瀘山過火林木株數的60.13%，其中：胸徑≥5 cm林木499459株，胸徑<5 cm的幼樹1136655株。未受損總面積1382.3 hm2，主要分布在瀘山靠邛海一面和周邊居民區附近，樹種仍舊以云南松和直桿藍桉為主。其中云南松485.2 hm2占35.1%，直桿桉388.7 hm2占28.12%，柏木62.5 hm2，櫟類41.6 hm2，其他404.3 hm2。

圖1 研究區立地類型

圖2 研究區森林火損植被分布

3.3 西昌市瀘山不同立地類型植被恢復方式

根據不同立地類型條件，確定各區域中植被恢復方式如下：①上部+陽坡+陡坡，該區域在整個瀘山生態修復中難度最大，以恢復植被蓋度，防止水土流失，防風護林為培育目標。植被選擇應以防風抗旱為主，苗木應選擇較小規格，適當提高土球直徑，加強防風措施，提高灌溉次數，采用客土、施用保水劑等措施，確保苗木成活。該恢復方式應盡量配置針闊混交林，局部區域可配置抗旱樹種純林或者灌木林。②上部+陰坡+緩坡，該區域土壤條件相對較好，但受風力影響較大。樹種選擇以針葉為主基調，間隔種植闊葉樹種，常綠樹種與落葉樹種協調搭配，營造良好的森林景觀。該區域恢復方式應盡量配置針闊混交林局部區域可配置抗旱樹種純林。③下部+陽坡+陡坡，該區域是瀘山下部山體森林培育的重要區域。樹種選擇以闊葉為主基調，間隔種植針葉樹種，同時為營造較好的森林景觀效果，適當選擇觀花觀葉效果較好的樹種，常綠樹種與落葉樹種協調搭配。該區域需加強水肥管理，適度增加灌溉頻率，促進林木盡快郁閉成林，提高瀘山森林結構的穩定性和多樣性。④下部+陰坡+緩坡，該區域是植被恢復較為有利的區域，應以培育高品質森林，提高瀘山生物多樣性為目標?？蛇x擇相對較大規格的苗木，進行多物種混交，提高區域生物多樣性。在植物配置過程中應適當添加彩葉樹種，豐富森林景觀。該恢復方式必須為混交造林。根據立地條件、培育目標和種間關系等因素，選擇株間、行間、帶狀、群團狀、塊狀等適宜混交方式形成混交林。

3.4 西昌市瀘山不同火損程度植被恢復方式

根據森林不同火損程度，確定區域中植被恢復方式如下：①重度+中度受損區域，該類型區域森林植被受損嚴重，均采用新造林模式進行森林植被恢復，因地制宜栽植易于培養的鄉土造林樹種，對保存下來的活立木進行保護和改造，形成物種較為豐富，森林易于培育的林相結構，選取常綠和彩葉樹種進行混交，呈自然式團狀或帶狀配置，展示森林豐富而生動的色彩變化和季節更替，提高區域生物多樣性。②輕度+未受損區域，該區域受損較小，以林相改造方式進行植被恢復，現存植被狀況大面積為云南松飛播林和云南松、櫟類針闊混交林。在林間空地栽植闊葉喬木和其他針葉樹種，在林下種植亞喬木、灌木提高生物多樣性，清除林內可燃物，改善林相結構。

4 結論與討論

4.1 不同因素對植被恢復的影響

影響植被修復的主要因素有海拔、坡度、坡向、水源、土壤、生物、風、光、熱等因子，這些因子共同決定了植被群落所在的環境。植被群落環境的變化會影響與植被特征相關的太陽輻射能、地表蒸發散、地表空氣流動速度等因子在系統內的重新分配，導致植物種子的萌發和幼苗的生長、種間競爭等群落的結構和功能特征受到影響，進而影響植被恢復的進程[4,6]。不同的土壤環境、植物群落環境和小氣候環境等均對森林生態恢復都具有互作關系[4]。森林火災導致土壤結構和理化性質的改變必然會影響植物的正常發育，只有通過植被恢復來不斷改善土壤質量，同時良好的土壤質量又能促進植被的恢復，形成良性循環。尤其要注重火災過后，上部+陽坡+陡坡土壤水分對退化土地植被恢復的限制作用[7]。不同火損程度會導致不同立地植被群落環境發生不同程度的變化，而火災過后現存植被情況會對土壤溫度、水分變化及凋落物的分解等產生重要影響，因此要盡力保存現有植被和植物繁殖體來進行植被恢復。在生態系統中,小氣候生境因子不僅對植被的生理生活過程有重要影響,而且影響微生物的狀態從而在一定程度上影響植被生長[8]。本研究區域內其他相關因子在研究區范圍內變化不大，部分因子由海拔、坡度、坡向間接影響。海拔、坡度、坡向通過改變氣溫、降水和風等要素的變化，間接改變植被覆蓋等地表特征，進而影響干旱、半干旱或亞濕潤區的土壤、植被和水文循環等[9]，因此本研究根據海拔、坡度、坡向這3個較大尺度的立地因子將瀘山劃分為4種立地類型分類：上部+陽坡+陡坡、上部+陰坡+緩坡、下部+陽坡+陡坡、下部+陰坡+緩坡。過火面積大小和火損程度不同的森林其植被退化情況、土壤環境等也會不同，本研究以瀘山火損情況為基礎將過火區域劃分為重度、中度、輕度及未受損4種類型。依據4種不同立地類型和4種不同火損情況，在大尺度上進行綜合立地分析后進行植被恢復具有重要意義。

4.2 順應自然選擇植被恢復方式

目前有關環境生態因子對植被恢復影響已有大量的理論和實踐研究，有研究表明植物群落的變化和土壤的物理、化學、生物學性質在外界干擾條件下會產生顯著的變化[10]。研究區域森林植被遭受嚴重火災外來干擾破壞時，植被所在的外部環境均已有所改變。根據火損的不同，植被的退化程度也不同，在進行人工植被恢復時應該順應自然選擇植被恢復的方式，要遏制植被繼續退化的趨勢，根據不同的退化演替階段和立地條件，引導植被進行正向演替。因為森林的演替漫長且復雜，對于立地條件較差且火損情況嚴重的森林在中長期內都難以恢復，因此要注重順應自然趨勢，不能完全以人工方式替代演替階段。但在森林火災發生后的一段時間內植被恢復生長情況會較弱[11]，可以進行適當的人工措施引導演替方向?；馃笠话阒脖欢鄻有栽诙虝r間內呈現出降低的趨勢，經過長時間恢復后，呈現先升高后降低的趨勢，最終恢復到火燒前的水平[12]。李威等[13]研究發現群落穩定性會隨火燒強度增加而降低，而植被多樣性指數呈現出中度火燒>重度火燒>輕度火燒的趨勢。瀘山的過火面積占研究區面積的50.57%。過火森林面積中，重度損毀面積占過火森林面積的40.42%；中度損毀面積占過火森林面積的36.75%，森林損壞程度整體較大，火燒跡地群落穩定性差，在進行植被恢復的過程中應考慮火災前自然植被群落結構，在恢復過程中要提高群落結構抗火穩定性和提高物種多樣性，逐步恢復森林生態系統各項功能，改善生態因子，保持景觀異質性。在火災過后采取合理的管理措施，調控管理可燃物，加速火燒跡地植被恢復[14]。