计划烧除对云南松林地表植物群落动态和生物量的影响

Precribed burning is a valuable tool for fuel management and ecosystem restoration, and is widely used to maintain forest diversity and ecosystem stability and reduce wildfire risk in America/Australia and some parts of Mediterranean basin. Yunnan pine forest is the largest distributed type in Yunnan province, and prescribed burning is an important management tool in Yunnan pine forests. This study attempts to compare the ground cover plant composition and biomass in no-burning stands and buring stands of Yunnan pine forests in prescribed burning regions in the short time, and analyzes impacts of prescrbied burning on forest regeneration, groud cover plant community and biomass to assess the influence of prescrbied burning on ecosytem structure and function of Yunnan pine forests. The specific aims of this study were as follows: (1) How does the prescribed burning influence ground cover plant community dynamics in Yunnan pine forests? (2) what is the relation between plant community structure and funtion (biomass), and whether is the relationship affected by prescribed burning? The study is part of a more comprehensive research study on the relationship of the disturbance, structure and function, and provides the basis for the more scientific and reasonable mangements of forest fires in Yunnan pine forests.

计划烧除是可燃物管理和生态系统恢复的重要手段，对森林多样性和生态系统稳定起着重要作用，已在美国、澳大利亚和地中海等国家和地区广泛使用。云南松林是云南省分布面积最广的森林类型，是我国推广应用计划烧除的主要森林类型之一。本研究采用成对实验的方法，在滇中云南松林实施计划烧除区域调查未过火样地和实施计划烧除样地地表植物群落结构和生物量的变化，分析计划烧除对云南松林更新、地表植物群落动态和生物量的影响，综合评估计划烧除对云南松林生态系统结构和功能的影响。拟解决以下两个科学问题：1）计划烧除对云南松林地表植物群落动态有什么样的影响？（2）云南松林地表植物群落结构和生态系统功能（生物量）关系如何，计划烧除对两者的影响如何？本研究从机理上解释干扰-结构-功能之间的关系，为云南松林实施更加科学合理的林火管理措施提供参考。

云南松（Pinus yunnanenis）林是我国西部偏干性亚热带的典型代表群系，是我国西南地区特有林型，是目前云南高原上现存面积最大的森林类型。云南松林分布区历来是我国林火频发和森林火险等级较高的区域，计划烧除是云南松林区切实可行又安全有效的防火措施，在四川和云南等云南松林区广为应用。量化计划烧除对云南松林地表植物群落动态的影响，对于评价计划烧除的生态效应具有重要意义。本研究以云南新平照壁山云南松林为研究对象，采用野外调查、统计分析等手段，研究了：1）计划烧除对云南松林林下植物群落变化的影响；2）计划烧除对云南松林草本层植物生物量的变化；3）烧除对云南松林土壤碳氮磷钾化学计量特征的影响。得到以下主要结论：（1）反复计划烧除改变了云南松林灌木层植物群落组成，虽然烧除区域仅一个灌木树种未见，但烧除区域乔木幼苗基本未见，灌木层植物物种多样性指数显著降低，灌木层植物平均高度由91cm降低至38cm；草本层植物群落组成无明显变化，但草本层植物平均高度由7.80cm增加至11.55cm。计划烧除后灌木层矮化使得云南松林下木层与林冠层的垂直连续性降低，这将会在很大程度上降低森林大火出现的频率。（2）计划烧除后云南松林灌木层植物的盖度和高度均降低，这将导致林下灌木层植物生物量降低，草本层植物群落盖度和高度的变化使得草本植物生物量增加了7.15%。（3）0-10cm和10-20 cm层土壤pH、总碳、有机碳和可交换性钾含量在计划烧除后比未过火区分别高0.39、0.93g•kg-1、0.96g•kg-1和45.81mg•kg-1，土壤总氮、可利用性氮和有效磷分别降低了0.03g•kg-1、7.85mg•kg-1和0.91mg•kg-1，计划烧除仅显著增加了土壤pH和可交换性钾，这可能是草本层植物生物量增加的原因。