基于INFORM模型与GEE的根河火烧迹地冠层含水量反演研究

[目的]提出一种结合辐射传输模型与遥感云平台反演火烧迹地冠层含水量(Canopy water content,CWC)的新方法,弥补目前对火烧迹地恢复阶段植被含水量的监测,为定量监测植被水分与火灾预警提供理论参考.[方法]以内蒙古自治区根河市火烧迹地为研究对象,基于INFORM辐射传输模型,使用查找表的方法反演森林冠层...     

面向自然保护区周边的人为扰动影响遥感探测分析——以永德大雪山国家级自然保护区为例

以云南省临沧市永德大雪山国家级自然保护区及周边地区为试验区,以自然保护区周边人为干扰影响最具有指示作用的火烧迹地特征为研究对象,通过遥感归一化植被指数NDVI探测研究区植被覆盖度,并构建归一化燃烧比值NBR及运用相关算法,获得对研究区人为干扰影响的火烧迹地状况快速地识别及定量、定位分析研究。结果得出:1)在不同遥感时段,遥感植被覆盖度,保护区边界内的植被覆盖度空间分布相对稳定;而在保护区边界外,植被覆盖度则随着缓冲距离的增加而呈现减少态势。2)在保护区边界内,可监测到仍然有少量火烧迹地的存在;而在保护区边界外,火烧迹地则表现出随着缓冲距离的增加而增加的趋向。3)进一步调查分析导致研究区火烧迹地空间变化的态势原因。保护区周边客观存在的农村居民点分布是影响植被覆盖度和火烧迹地的一个重要驱动因素,居民点分布与保护区的植被覆盖度及火烧迹地分布具有密切的空间关联机制,有待深化探讨研究保护区周边农村聚落对保护区的人为扰动影响的减缓措施。     

基于Sentinel-2影像的火烧迹地快速提取方法比较研究

利用Sentinel卫星数据,特别是其中对植被敏感的红边波段与短红外波段,针对提取灾后火烧迹地研究不足的问题,选取四川省冕宁县4月20日森林火灾发生前后的Sentinel-2卫星数据,使用不同的提取方法探究识别火烧迹地的潜力,并进行对比研究。实验结果表明,决策树分类法识别火烧迹地的能力最好,提取精度最高,BAI指数次之;其余方法均受道路、房屋和裸体不同程度的影响;用红边波段替换可见光红波段的效果相比原有指数提取效果并无明显提升。研究证明在各类方法中,采用决策树分类法能快速高精度地将火烧迹地准确提取出来。     

北京西山地区火烧迹地植被恢复研究

在土壤性质分析的基础上,应用丰富度、多样性、相似度指标,研究了火烧迹地植被恢复情况,并与未过火林地做出了比较,讨论了北京西山地区火烧迹地土壤性质的变化与植被恢复之间的关系。结果表明:1)火烧迹地土壤的土粒密度增加,pH值呈上升趋势,土壤有机质减少,全氮增加,有机质的C/N比值在15左右。2)火烧迹地上植被的物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener指数高于未过火林地,火烧迹地与未过火林地更新层的物种丰富度相差不大,灌木层和草本层的物种丰富度和多样性则是火烧迹地上较高。3)火烧迹地与未过火林地土壤性质的差异导致了植被的差异,植被恢复也对土壤性质的变化产生了影响。     

大兴安岭特大火灾后火烧迹地恢复的研究进展

1987年大兴安岭特大森林火灾烧毁了大面积珍贵的寒温带针叶林,形成了许多不同火烧强度、不同火面积的火烧迹地。从火烧对地表植被和土壤的影响、火烧迹地自然恢复状况、火后不同管理措施对火烧迹地恢复的影响三个方面,阐述了大火对生态系统的影响,对比分析了自然演替和人工管理措施下火烧迹地恢复的差异,并指出火烧迹地恢复的影响因子、火烧迹地恢复模式和技术将是今后火生态学研究的重点方向。     

南岭大东山火烧迹地长柄双花木种群特征

采用植被样方调查法,比较研究了南岭大东山同一海拔高度火烧迹地自然恢复植被和长柄双花木种群与相邻未过火林地植被和种群的生态学特征。结果表明,火烧迹地上,长柄双花木种群恢复迅速,但麻栎、粃栎更占优势;未过火林地植被的优势种则为长柄双花木、马尾松、黄山松等。Jaccard相似度0.194,Cody指数29.00,表明物种替代速率高。火烧迹地植被的郁闭度、物种丰富度、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener指数和均匀度JD,JH均略低于未过火林地,显示在过火后3年多的早期阶段,群落结构不如未过火林地稳定。径级结构表明,长柄双花木火烧迹地种群与未过火林地种群均显示出增长趋势,但火烧迹地种群规模小;高度结构上两者差异大。研究结果提示,长柄双花木种群在火烧迹地自然恢复良好,但应加强管护,以保障该种群得以生存和发展。     

遥感技术在火监测中的应用研究综述

火是地球表面频繁发生的异变现象,也是森林、灌丛、草地等生态系统中植被演替的主要动力。植被火烧释放出来的大量气溶胶颗粒物以及各种痕量气体,会引发大气环境和全球碳循环过程的深刻改变。遥感卫星能够监测和记录全球地表信息,尤其适用于地表异变现象特别强烈的火灾事件。遥感技术在野火识别和监测中的应用主要为了实现以下4个目的:1）火点精确地理位置判定;2）在燃火线的范围制图和火场发展趋势判定;3）火烧强度评价;4）火烧迹地植被恢复监测与评价。文中总结了遥感卫星技术和数据在火险评价与制图、火点识别、火烧面积统计以及火烧迹地植被恢复评价中的应用和贡献。     

PL高分辨率遥感影像在森林火灾评估上的应用

【目的】研究仅依靠一种高分辨率遥感影像（PL）用于森林火灾影像信息提取、数据分析的可行性,为火烧程度评估提供可靠的林火遥感数据源和提取方法。【方法】以2017年毕拉河“5·2”特大森林火灾的火烧迹地为研究区域,使用火前、火后当年、火后更新1年共3期PL影像作为数据源,利用ROI _S提取过火区,分析火干扰前后NDVI的变化特征。结合地面调查数据,采用差值归一化植被指数（dNDVI）划分火烧等级,阈值验证参照罗德昆火灾受害等级划分标准进行精度验证。对火烧迹地植被受害状况进行评估,以获取火烧程度的空间分布格局。【结果】1)火干扰导致NDVI值急剧降低,火后更新1年NDVI略有升高,表明植被恢复能力有限。PL遥感影像的3 m高空间分辨率使其RGB图像高度饱和,地类清晰。2)做土地覆盖类型划分,训练样本分离性在1.91以上,共划分为森林、草本沼泽、道路、河流4类。分类整体精度为98.05%,Kappa＿Coefficient为0.95。3)受害程度等级划分为未火烧、轻度火烧、中度火烧、重度火烧4级,分类整体精度为91.55%,Kappa＿Coefficient为0.91。此...     

大兴安岭火烧迹地土壤抗冲性研究

为了探讨森林火灾对土壤抗冲性的影响,以大兴安岭地区三种不同火烧强度的火烧迹地为研究对象,采用原状土冲刷法对土壤抗冲性进行测定,并结合枯落物蓄积、持水性能及植物根系差异变化进行综合对比分析,结果表明:火烧迹地的土壤抗冲性显著低于未过火地段(P<0.01),随着火烧强度的增加,土壤的抗冲性能逐渐减弱,抗冲系数总体变化趋势为:重度火烧迹地<中度火烧迹地<轻度火烧迹地<未过火天然林。四种样地类型的枯落物蓄积量总体趋势为轻度火烧迹地<中度火烧迹地<重度火烧迹地<未过火天然林。4种样地类型的枯落物最大持水率及有效拦蓄率皆表现为重度火烧迹地<中度火烧迹地<轻度火烧迹地<未过火天然林。在浅层土壤中,重度火烧迹地的根密度及根系总长度均值皆为四者中最小。研究表明:未火烧天然林的土壤抗冲性表现最优,重度火烧迹地的土壤抗冲性能最弱,应与及时治理与植被恢复。     

喜德县中坝村火烧迹地植被恢复初期优势种生态位与种间联结

为探明喜德县中坝村火烧迹地植被恢复初期群落优势物种的生态位与种间联结特征,运用生态位宽度、生态位重叠、方差比率法、X2检验、Spearman秩相关、Pearson相关对火烧迹地植被恢复初期群落的优势物种进行研究.结果表明:(1)火烧迹地植被恢复初期群落优势物种生态位宽度分异明显,帽斗栎、风箱树、乌鸦果的生态位宽度较大,...     

青藏高原东北边缘云杉-冷杉林火烧迹地的灌木群落特征

【目的】探究青藏高原东北边缘云杉-冷杉林火烧迹地植被恢复与重建过程中的灌木群落特征动态，阐明火烧迹地灌木群落多样性格局和维持机制的生态过程，为在火烧迹地恢复与重建过程中对植被进行合理干预、尽快恢复生态效益提供合理依据。【方法】以空间代时间方法，分析恢复5年和15年火烧迹地灌木群落和未过火林地林下灌木层物种组成特征、α物种多样性和β物种多样性。【结果】在5年、15年火烧迹地灌木群落与未过火林地林下灌木层之间，植物种类组成存在差异，5年火烧迹地共调查到11科17属24种，15年火烧迹地共调查到8科10属17种，未过火林地共调查到12科19属35种。5年、15年火烧迹地和未过火林地的物种丰富度指数与Pielou均匀度指数，以及5年火烧迹地的物种丰富度指数与Simpson指数、物种丰富度指数与Shannon-Wiener指数的相关性均不强（P<0.1或P>0.1），其他指数间的相关性均较强（P<0.001或P<0.01）。物种丰富度指数为5年火烧迹地>15年火烧迹地>未过火林地，Shannon-Wiener指数和Simpson指数均为15年火烧迹地>未...     

林火对森林虫害发生的影响与防控对策

火灾是影响森林的重要生态因子,对森林生态系统产生直接作用,也直接影响森林昆虫的寄主和生存条件。特别是在火因子的强烈干扰下,火烧迹地林分极易受到森林虫害侵袭,影响下一阶段火烧迹地的植被恢复。笔者通过查阅国内外文献资料,分析了林火与森林虫害发生之间的关系,研究了火烧迹地上喜迹地昆虫的分布与扩散,以及火烧强度与虫害发生的相关关系等。基于森林生态系统自身、调控对象和生态因子3个方面提出防控策略和对策建议,以期为有效控制森林虫害发生,促进森林生态系统的协调与可持续发展,保障火烧迹地森林生态系统的顺利恢复和持续控灾提供理论参考。     

次生林火后演替过程中物种变化及相互关系

采用植被空间序列代替时间系列的研究方法,分析黑河地区近20 a来不同重度火烧迹地上植被的演替变化。研究表明：火后初期,草本、灌木迅速占据火烧迹地,灌木在数量和盖度上不及草本,随着火烧年度的推移,草本、灌木在数量和盖度上逐渐减少,物种结构也发生了很大的变化,乔木在数量和盖度上呈上升趋势。研究发现,灌木、草本高频物种所占比例较高且呈上升趋势,灌木高频物种高于草本的高频物种。另外还发现不同火烧迹地上灌木物种的相似度高于草本物种相似度,相似度范围波动较大,火烧迹地上相邻年份物种的相似度高于年份相差久远物种的相似度。     

森林火灾火烧迹地遥感信息提取及应用

森林火灾是影响陆地生态系统、大气环境以及全球变化的重要因素之一。传统的森林火灾信息统计数据存在收集困难、难以空间化等方面的不足,而遥感技术的发展为火灾研究提供了一种新的技术手段。本文旨在对现有基于遥感的火烧迹地相关研究进行总结,从数据开发以及数据应用2个方面梳理现有研究成果,并对未来的研究提出展望,为森林火灾相关研究提供依据。在参阅近年来国内外相关文献的基础上,本文从2个方面对火烧迹地相关研究进行系统总结:1)现有火烧迹地数据产品集及其开发算法:从产品名称、遥感数据源、覆盖范围、时序范围、空间分辨率、时间分辨率等方面,对11种火烧迹地数据产品集进行介绍;随后,对不同数据产品的开发算法进行比较,包括基于热学异常的提取算法、基于光谱特征变化的提取算法以及两者相结合的提取算法;最后,对现有火烧迹地数据产品的精度特征进行总结。2)火烧迹地数据产品应用:对火烧迹地数据在火灾风险评估、大气污染物排放、全球植被动力学模型、火灾后生态系统监测4个方面的应用进行介绍。现有的火烧迹地数据产品还存在一定的不足,这些不足限制了其应用领域的扩展。未来的火烧迹地数据产品改进可以从以下3个方面展开:1)构建长时间序列火烧迹地数据产品集。2)开发高精度的火烧迹地数据产品集,充分考虑火灾发生时以及火灾发生前后的各种异常特性,真实反映火灾发生所带来的地表特征变化,才能建立更加精确、稳定的提取算法,提高火烧迹地数据产品精度。3)建立多样化的火烧迹地数据产品集,改良现有火烧迹地数据产品,增加新的监测内容,如火烧能量、火焰温度以及火灾规模等,这将进一步扩大火烧迹地数据产品的应用范围。     

大兴安岭不同植被火后NDVI恢复过程

【目的】利用卫星遥感技术研究火后植被恢复过程及影响因子,分析不同火烧强度、不同植被类型的火后归一化植被指数(NDVI)变化特征,研究大兴安岭东南部火后不同植被恢复过程,为在长时间尺度上进行北方林火后植被恢复过程研究与监测提供参考。【方法】基于火烧前后一系列的MODIS数据,利用NDVI和地面调查数据,以2006年大兴安岭松岭特大森林火灾为例,研究不同植被类型在不同强度火烧后的植被恢复过程。根据火烧前后NDVI变化提取过火区;结合地面调查,利用监督分类方法划分火烧强度等级;根据火烧强度分级图和土地覆盖类型图,建立属性数据库,生成火烧强度等级-植被类型图。以2003—2005年同期NDVI最大值为对照,在时间序列上分析植被类型和火烧强度对火后NDVI恢复的影响。根据邻近未过火区的NDVI变化,分析气象因子对NDVI的影响。【结果】轻度、中度和重度火烧区所占比例分别为29%,40%和31%。主要植被类型常绿针叶林、针阔混交林和灌丛的重度火烧部分分别占50%,52%和60%。重度火烧区域所占比例随着坡度增大而升高。在火后NDVI的变化过程中,各森林类型变化趋势相近,灌丛、草地和沼泽的变化趋势相近。【结论】火后NDVI总体呈上升趋势,并呈现明显的年际波动。除草地外其余植被类型在重度火烧后的NDVI值均明显低于中、轻度火烧,但中、轻度火烧的不同植被类型之间差异不明显。森林重度火烧区NDVI在火后第2年达到最低,轻度火烧区火后6年NDVI基本恢复到火前水平。针阔混交林火后盖度的恢复速度较其他森林类型快。火烧强度对森林群落垂直结构的影响显著,森林火烧后灌木层盖度高于未火烧区,且火烧强度越高,这种现象越显著。双因素方差分析显示植被类型和火烧强度对火烧迹地NDVI恢复特征的影响显著,且火烧强度对火后植被恢复的影响更关键,但二者交互影响不显著。未过火区NDVI平均值为0.801 2,波动范围为-3.3%~3.4%,过火区d NDVI的变化约25%是由气象因子引起的,其他主要源于植被变化。d NDVI指标可以很好地反映火烧前后植被指数变化,有较好的时序性和空间可获取性,对火烧迹地恢复过程有指示作用。     

北京西山林场火烧迹地植被更新及可燃物负荷量研究

在野外调查的基础上,对比研究了北京西山林场4种林分类型火烧迹地与对照林地上植被更新及可燃物负荷量的差异,对更新林分的潜在燃烧性进行了分析。所选择林分为侧柏林、油松林、刺槐林与白蜡林,其中侧柏林和油松林为2003年过火林分,刺槐林和白蜡林为2006年过火林分。火烧后,侧柏林采用人工更新,其它3种林分采用天然更新,研究结果表明:人工更新的火烧迹地上(侧柏林)植被多样性指数减少,总可燃物负荷量增加;而天然更新火烧迹地上(油松林、刺槐林及白蜡林)植被多样性指数增加,但总可燃物负荷量减少;火烧迹地可燃物负荷量的多少与更新时间成正比。总体而言,火烧更新使林地上易燃可燃物负荷量增加,难燃可燃物负荷量减少,从而使更新后林分的潜在燃烧性增加。     

不同火烧木管理方式火烧迹地林下物种多样性及地上生物量研究——以寒温带兴安落叶松林为例

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,采用分层取样的方法对群落中植被进行了调查,分析比较了不同火烧木管理方式下兴安落叶松林林下群落恢复过程中物种组成、多样性指数及地上生物量的差异。结果表明:火烧木择伐方式下火烧迹地与未火烧对照样地林下群落相似性最大。不同火烧木管理方式下,火烧迹地林下群落多个α多样性指数均表现为草本层灌木层的趋势。不同火烧木管理样地草本层Simpson和Shannon-Wiener指数均小于对照样地,而在灌木层都大于对照样地。3种不同类型火烧木管理方式火烧迹地恢复13年后,林下草本层生物量均小于对照样地,而灌木层生物量较对照样地相比都有不同程度的增加。     

重庆 对环主城区火烧迹地开展植被恢复

重庆市林业局日前出台《重庆市环主城区火烧迹地植被恢复示范工程建设方案》,要求各区县以及相关部门及时清理环主城区火烧迹地的火烧剩余物,并采用木荷、杜英、火力楠、大头茶、天竺桂、秋枫等6个树种进行造林恢复植被。重庆市林业局有关负责人说,今夏以来,重庆遭遇了百年一遇的大旱,持续的晴热高温天气造成主城区周边山火频发,其中南山、歌乐山、铁山坪、缙云山等环主城区主要山脉受灾较重,影响了城市“肺叶”功能的发挥,必须尽快开展火烧迹地植被恢复工作。重庆这份文件提出,在恢复造林之前,各区县和有关部门要及时清除火烧迹地的枯立木…     

浅议火烧迹地的造林更新技术

笔者简单阐述了我国火烧迹地的现状,从土壤的酶系统、微生物系统以及火灾残存物引发的病虫害3方面对火烧迹地的特征进行了分析。提出了火烧迹地的造林更新措施,包括清理火烧迹地、采用合理的更新方法、选择适宜的更新树种、遵循苗木栽植要求、加大护林巡山力度等。旨在为火烧迹地的植被恢复提供参考。     

基于高分一号影像光谱指数识别火烧迹地的决策树方法

森林火灾发生后,为及时、准确地掌握森林受灾情况,利用高分一号卫星(GF-1)16m宽幅影像各波段反射率信息,结合计算的归一化植被指数(NDVI)、过火区识别指数(BAI)、阴影植被指数(SVI)、归一化差异水体指数(NDWI)和全球环境监测指数(GEMI)等5种光谱指数,构建森林火烧迹地识别决策树模型(CART);在选取的研究区对该模型方法进行验证,并与最大似然监督分类法和非监督分类(ISODATA)方法所得到的结果精度进行了对比分析,结果表明:采用基于CART模型的决策树方法对火烧迹地识别结果精度较最大似然法总体分类精度提高了4.38%,Kappa系数提高了0.102 4,制图精度提高了14.96%,用户精度提高了8.50%;而采用ISODATA方法识别的火烧迹地的总体精度和Kappa系数都较低,制图精度和用户精度都没有达到1%。