自然灾害如地震、滑坡、泥石流、火山爆发等，不仅会对生态系统产生干扰和破坏，导致生态退化，还威胁灾区人民群众的生命财产安全，了解灾后生态系统的恢复情况对于制定生态修复措施和防灾减灾对策起到关键作用^[1]。地震因爆发时间短、破坏力强，而被认为是最无法预防的自然灾害之一。地震不仅会加剧生境的破碎化程度，其诱发的次生灾害也会造成大片的森林破坏，使生态系统生态功能减弱^[2]。植物多样性可表征生物群落的结构复杂性，体现群落的结构类型、发展阶段、稳定程度和生境差异。在植被恢复过程中，植物多样性的大小反映了植被的恢复程度，也是生态系统环境质量的具体表征指标之一。植被恢复程度是区域整体生态环境改善的基本标志^[3]。恢复群落结构与特征在一定程度上能够反映植被恢复进程，不同的植物群落可代表并反映植被恢复的不同阶段^[4]。迄今为止，国内外学者关于群落生态学方面的研究较多，但对于灾后植被恢复，特别是震后自然恢复与人工恢复的差异性特征研究较少；灾区不同区域的气候条件、地形地貌等生境状况与植物群落结构和特征间的关系尚不明了，难以总结出适用于不同环境背景的植被恢复措施，对促进当地植被恢复以及生态系统正向演替等方面的指导性尚存不足。

汶川地震灾区地质构造和地形条件复杂，地震导致山体出现大量裂缝，土层松动，在余震与连续降雨的共同作用下，滑坡、崩塌、泥石流等灾害频繁发生，水土流失严重，导致区域生态环境严重退化^[5]。地震及次生灾害造成地表系统破坏、土壤肥力下降、植被覆盖度降低，生态恢复成为灾后恢复重建工作的重要组成部分^[6-7]。近年来，国家及当地政府启动了地震灾区震后生态修复重建项目，促进受损植被的恢复进程，从而降低灾区水土流失并改善生态环境。目前，关于地震灾区生态系统恢复的研究主要集中在立地条件、土壤侵蚀与植被受损特征、恢复模式等方面^[8-12]，关于植被恢复的研究仅涉及植被覆盖度、植物科属种组成结构等^[2]，对灾区不同气候区不同治理措施下的植被恢复情况、成效、群落演替特征等方面的研究较为少见。同时，由于该区域复杂的地形因素和水热条件以及人类重建开发等因素叠加作用，其植被恢复演替过程更为复杂多样。因此，为有效评价灾区受损植被的生态恢复效果，促进受损生态系统的正向演替，拟开展地震灾区不同气候区不同治理措施下植被群落结构特征及多样性等方面的研究，阐明地震灾区植被恢复状况和演替方向，揭示不同气候区对植被恢复措施的响应机制，为评价灾区植被恢复效果并指导灾区后期植被恢复工作提供理论依据，进而加快灾区植被恢复进程。

汶川地震灾区位于四川盆地西北部和青藏高原东缘的过渡地带，地理坐标为东经102°49′~105°38′，北纬30°45′~33°03′，受灾区域面积大，呈西南-东北走向的条带状分布，两端距离长达350 km，灾区以龙门山断裂带为界，西北岷江河谷为半干旱干热河谷气候，东南山麓为亚热带湿润季风气候^[13]。本研究选取处于同一纬度带且气候类型不同的汶川和绵竹两个地震重灾区作为研究区，其中，汶川县位于四川盆地西北边缘，地理位置为东经102°51′~103°48′，北纬30°45′~31°43′，研究样地位于该县威州镇，海拔1 325 m，属半干旱干热河谷气候区，气温年较差小，年平均气温11.2~12.9 ℃，干湿季明显，蒸发量大，年平均蒸发量大于平均降水量，年平均降水量416 mm。绵竹市位于四川盆地西北部，地理位置为东经103°54′~104°20′，北纬30°09′~31°55′，研究样地在绵竹市汉旺镇，平均海拔650 m，降水充沛，气候温和，四季分明，属亚热带湿润季风气候区，年平均气温15 ℃，年平均降水量为1 053.2 mm。

在威州镇和汉旺镇分别设置受损治理区(destroyed and treated area，DTA)、未受损区(undestroyed area，UA)和受损未治理区(destroyed and untreated area，DUA)3个样地，样地基本概况见表 1。威州镇的基带土壤为褐土和燥褐土，土层较薄，受损治理样地(图 1A)设置在滑坡体上，植被覆盖度约为50%，治理工程措施于2010年开始实施，以挡土墙、铁网石笼为主，挡土墙设置于坡脚以稳定坡面，从坡脚向上3~5 m间距按同一等高线布设铁网石笼，每一石笼间以1 m株间距种植岷江柏(Cupressus chengiana S.Y.Hu)；未受损和受损未治理样地设置在相近处，未受损样地(图 1B)地表植被以多年生草本和低矮灌木为主，植被覆盖度为80%，受损未治理样地(图 1C)以裸地为主，植被覆盖度为35%。汉旺镇的基带土壤为黄壤及紫色土，土层比威州镇较为深厚，受损治理样地(图 1D)设置在崩塌体上，治理措施以竹栅栏为主要治理措施，2010年开始实施，从坡脚向上3 m间距按同一等高线布设竹栅栏，从中坡向上以2 m间距按同一等高线布设石片叠梯，竹栅栏与石片叠梯间均以1.5 m株间距种植竹柳(Salix fragilis Linn)，现植被覆盖度约为55%；未受损样地(图 1E)设置在相近处，样地上坡分布有少量人工林，植被覆盖度达80%；受损未治理样地(图 1F)植被覆盖度为40%。2016年6月，在汶川县威州镇与绵竹市汉旺镇两个区域进行植被调查，将受损治理区、未受损区、受损未治理区样地分为上、中、下3个样带，样带长30 m，宽10 m，在每个样带中随机设置3个5 m×5 m样方，调查样方内木本植物的物种名、株数、植株高度。由于样地内胸径大于2.5 cm且树高超过3 m的乔木物种比较稀少，将乔木同灌木一起调查，每个5 m×5 m样方再随机设置1个1 m×1 m的小样方，调查样方内草本层物种名、株数、盖度等指标。记录样方的立地因子(如海拔、坡度、坡向等)，并利用手持GPS读取样本点的经纬度，观察记录样本周围的其他环境特征。

	图 1 威州与汉旺各样地近况 Fig. 1 Plot current situation in Weizhou and Hanwang 注：A为威州受损治理区；B为威州未受损区；C为威州受损未治理区；D为汉旺受损治理区；E为汉旺未受损区；F为汉旺受损未治理区。 Note: A is destroyed and treated area in Weizhou; B is undestroyed area in Weizhou; C is destroyed and untreated area in Weizhou; D is destroyed and treated area in Hangwang; E is undestroyed area in Hanwang; F is destroyed and untreated area in Hanwang.
图选项

植物多样性选取香农-威纳指数(Shannon-Wiener index，H)、辛普森优势度指数(Simpson index，D)和均匀度指数(Pielou index，J)，具体计算公式如下^[15]：

式中：P_i为物种i的比例，即P_i = N_i /N，其N_i为样方中第i种物种的个体数，N为全部种的个体总数，S为样方面积群落中植物种数。

将不同的植物分为乔木、灌木、一年生草本、非一年生草本、蕨类、藤本植物6种生活型，运用Microsoft Excel 2010进行调查数据的计算及统计分析。

通过对两个气候区54个样方进行植被调查，共发现134种植物，其中乔木10种，灌木植物42种，蕨类植物3种，藤本植物5种，草本植物74种。草本植物以菊科(18种)、禾本科(17种)为主，分别占草本物种总数的25.35%、23.94%。蓍状亚菊(Ajania achilloides Poljak)、假苜蓿(Crotalaria medicaginea Lamk)、小叶荩草(Arthraxon lancifolius Hochst)、臭根子草(Bothriochloa intermedia S. T. Blake)、短梗苞茅(Hyparrhenia diplandra Stapf)、小飞蓬(Erigeron canadensis Cronq)、牛尾菜(Smilax riparia A. DC.)、野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia DC.)等为各样地中最常见的草本植物；水麻(Debregeasia orientalis C. J. Chen)、紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn)、粘叶莸(Caryopteris glutinosa Rehd)、红椿(Toona ciliata Roem)、四川黄栌(Cotinus szechuanensis A. Penzes)、光果莸(Caryopteris tangutica Maxim)、洋槐(Robinia pseudoacacia L.)、竹叶花椒(Zanthoxylum armatum DC.)等为各样地中最常见的灌木植物。根据不同气候区不同样地植物生活型分析发现(表 2)，不同气候区及同一气候区不同样地植物生活型物种组成上存在差异。亚热带湿润季风区一年生草本和多年生草本物种数高于干热河谷气候区，而乔灌植物差异较小；两个气候区内未受损区和受损未治理区的草本生活型物种数较高，而受损治理区则灌乔生活型物种数较高。亚热带湿润季风气候区与半干旱干热河谷区的多年生植物高于一年生植物。

不同样地处理，不同恢复样地中植物种类组成有很大差异性，各物种重要值变化差异大，故只列出乔灌木物种与草本物种前6位优势种的重要值(表 3)。在半干旱干热河谷气候区受损治理区优势种重要值表现为灌木分布较均匀，紫穗槐、清香木(Pistacia weinmanniifolia J. Poisson ex Franch.)、白叶莸(Caryopteris forrestii Diels)等物种重要值相差不超过1%；草本物种的分布以少数物种占主要地位，其中蓍状亚菊(46.657%)占据最重要的地位，臭根子草(29.161%)次之。在未受损区域，乔灌木重要值最大的为橿子树(21.016%)，草本重要值最大的是小叶荩草(17.138%)。受损未治理区域，乔灌木中重要值大于10%的物种有多花蔷薇(Rosa multiflora Thunb.) (16.312%)、锦鸡儿[Caragana sinica (Buc' hoz) Rehd.](16.072%)、刺蔷薇(Rosa acicularis Lindl.)(14.841%)和粘叶莸(10.873%)，这4种植物占主要地位；草本物种分布较平均，仅狗尾草[Setaria viridis (Linn.) Beauv.]、假苜蓿和蓍状亚菊重要值超过10%。在亚热带湿润季风气候区的受损治理区乔灌木以粘叶莸(29.853%)和竹柳(24.952 %)为主；草本物种分布相对均匀，野艾蒿和狗哇花[Heteropappus hispidus (Thunb.) Less.]重要值超过10%。在未受损区域，乔灌木重要值最大为扁桃(11.175%)，草本中重要值最大为小叶荩草(18.796%)，灌木与草本分布均较均匀；受损未治理区域，乔灌木以三颗针(Berberis sargentiana Schneid)(24.176%)、垫状迎春(Jasminum nudiflorum Lindl.)(23.626%)和多花蔷薇(21.154%)占主要优势，草本分布较平均，这与受损未治理区植被覆盖率较低，以草本恢复为主，灌木种类稀少有关系。

由表 4可知，在半干旱干热河谷气候区，乔灌木优势度指数表现为受损治理区>受损未治理区>未受损区，香农-威纳指数表现为未受损区>受损治理区>受损未治理区，而均匀度指数在3种不同处理样地中差异不大；草本植物方面，香农-威纳指数和均匀度指数均表现为受损未治理区>未受损区>受损治理区，其中受损治理区的均匀度与香农-威纳指数远远低于另外两个样地，而优势度指数表现为受损治理区>未受损区>受损未治理区。这是由于威州受损治理区以乔灌物种占绝对优势，草本物种稀少且分布不均匀造成的结果。

在亚热带湿润季风气候区，乔灌木植物优势度指数表现为受损治理区>受损未治理区>未受损区，香农-威纳指数表现为未受损区>受损治理区>受损未治理区，均匀度表现为未受损区>受损未治理区>受损治理区，其中受损治理区的均匀度略低于受损未治理区，这与受损治理样地人工治理的影响使得各种类分布不均匀有关；草本植物方面，香农-威纳指数表现为未受损区>受损未治理区>受损治理区，均匀度指数表现为受损未治理区>受损治理区>未受损区；优势度指数表现为受损治理区>未受损区>受损未治理区。

在地震灾区受损生态恢复过程中，影响其恢复的自然因子主要包括滑坡、崩塌、泥石流等，人为因子主要包括放牧等人类活动^[16]。植被恢复过程以群落变化为主要演变特征，群落结构的动态性指示植被恢复进程，群落特征(包括种类组成、水平结构、垂直结构、重要值和多样性指数等)的分析，能够判断该群落灾后恢复情况、恢复潜力以及演替趋势^[17]。本研究表明，地震灾区不同气候区总体物种比较丰富，调查记录物种134种，以草本占多数。不同样地群落物种组成、数量、分布间存在很大的差异，受损未治理样地以草本为主，也有少数灌木物种，但总体植被覆盖度低，群落垂直结构相对简单；未受损样地草灌层物种丰富，且群落分层明显，亚热带湿润季风气候区未受损地区的物种最为丰富，且各生活型物种都有出现；受损治理样地植被恢复以灌木为主，草灌种类镶嵌分布，说明人工植被恢复初期，植物群落从以草本为主的均匀分布状态逐渐演变为灌草镶嵌的集群分布状态^[18]。亚热带湿润季风气候区受损治理的植被恢复总体优于半干旱干热河谷气候区受损治理区，这与不同的气候环境、水分条件、人工治理的方式及植被恢复选种等影响因素有关。受损治理样地的调查研究结果表明，人工治理方式促进植被恢复进程，形成以乔灌为主的群落结构，受损未治理样地在自然恢复下的群落特征也表现良好，且以草本植物恢复为主，表明人工治理与自然恢复植被群落特征表现不一。另外，灾区植被恢复尚处于草本-灌木的发育阶段，植被恢复表现出良性进展演替趋势，地震灾区植被恢复经过近8年的治理恢复，受损植被从一年生草本为主的先锋群落状态向灌草丛方向发展，但仍劣于震前群落结构，这与张坤^[19]的前期研究结论一致。

植被恢复最终目的是使受损植被恢复原有天然植被结构组分和谐的生态关系^[9]。调查发现，不同气候区不同治理方式下植被恢复效果存在差异，群落优势物种的重要值也有差异，这与蔡丽平等^[20]认为不同治理模式的恢复效果不同，在自然状态下植被恢复缓慢困难的研究结果一致。本研究表明地震灾区植被恢复总体以草本为主，且以菊科与禾本科植物占优势植被尚处演替初期阶段^[21]。不同治理区中的草本与乔灌木地位不一，两个气候区的乔灌层香农-威纳指数均表现为未受损区>受损治理区>受损未治理区，这是由于人工治理区灌木层优于受损未治理区，较多的灌木层为土壤固定了较多的养分，人工辅助方式保证植被的基本生长条件，增加了物种多样性及恢复潜力，进而加速人工治理区的植物多样性^[22-23]。然而，两大气候区受损治理区草本层的香农-威纳多样性指数低于未受损区和受损未治理区，这主要是因为人工治理过程中抑制了一年生阳性植物的生长，进而降低草本层的香农-威纳指数。3种处理样地草本层的均匀度指数两种气候区均差别不大，而半干旱干热河谷气候区的草本层和亚热带湿润季风气候区的乔灌层在三种处理样地的均匀度指数存在差异，其中受损治理区的均匀度最低，这可能与受损治理区各生活型物种数量较少有关。

通过对汶川地震灾区两种不同气候区类型植被恢复群落特征研究发现，调查样地中共出现植物134种，其中蕨类植物3种，藤本植物5种，一年生草本23种，二年及多年生草本51种，乔木10种，灌木植物42种，植物以草本占优，其中菊科与禾本科占草本物种总数的25.35%和23.94%。研究区各样地的乔灌木物种数未受损区>受损治理区>受损未治理区；未受损区和受损未治理区的草本物种数均高于受损治理区。地震灾区植被恢复群落总体以草本为主，非一年生草本占草本的主要地位，乔灌木也占有一定的地位，且在不断上升，在改善群落结构和多样性方面有着重要影响，表明灾区近8年的植被恢复表现出良性进展演替趋势。研究区各样地中物种组成、重要值构成存在显著差异，样地中物种的相似度小，物种分布不均匀，同一样地中草本与灌木均匀度不一，尤其在受损治理区，少数几种优势物种出现在样地中，物种重要值差异大，这主要是由于受损治理区人工种植灌木及乔木丰富了物种组成，进而促进植物群落垂直分布发展。乔灌物种的多样性指数为未受损区>受损治理区>受损未治理区，草本的多样性指数表现为未受损区、受损未治理区均高于受损治理区。

本文仅对群落的多样性指标进行分析，研究了地震灾区植物恢复的群落结构，为后期植被演替过程分析提供序列时点数据，但本文未考虑到土壤因子对植被恢复效果的影响，下一步可增加土壤理化性质、土壤持水能力等指标，开展不同气候区各治理区的植被恢复综合评价，可为地震灾区植被恢复的管理与决策提供更详尽的数据支撑。