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。     

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含水量,并结合Google Earth Engine(GEE)大数据遥感平台与Mann-kendall模型分析了火烧迹地的冠层含水量时序性变化,最后绘制根河2018年8月森林冠层含水量分布图。【结果】1)基于样地的CWC反演精度较高(R2为0.79);2)大范围的归一化水分指数(Normalized difference water index, NDWI)和CWC呈指数关系(R2为0.77),但CWC比NDWI的饱和点更高;3)CWC可作为火烧迹地恢复的生态指标,获得了34 a的CWC时序性反演结果,表明火灾后CWC明显降低,并基于Mann-kendall模型得到各样地CWC和LAI的恢复速率。【结论】联合INFORM模型与GEE反演并监测火烧迹地冠层含水量,方法通用且高效。火烧迹地在恢复过程中面临再次发生火烧和虫害病害的风险,研究结果可为森林防火和森林病虫害监测提供技术支持,对该区域森林火灾与森林虫害的预警有一定意义。     

火烧迹地更新与恢复研究进展

火是森林生态系统中重要的干扰因子, 它对森林植被的演替与恢复均有重要的影响。火后植被的更新与恢复过程一直以来是火后植被恢复过程研究的一个热点。文中简述了火烧迹地更新与恢复的研究历史, 当前的研究内容及发展方向。     

大兴安岭盘中林场火烧迹地森林恢复的对策

“5、6”特大森林火灾发生后,解决火烧迹地森林恢复问题已成为当务之急,现据1937年大兴安岭林管局林业调查规划院完成的二类资源清查数据,就重度火烧迹地盘中林场的森林恢复问题剖析如下。一、火烧区概况盘中林场位于大兴安岭北坡,塔河县境内。全场过火面积90313公顷,占总面积的     

林火干扰对土壤氮组分及微生物氮循环影响研究进展

林火干扰作为森林生态系统中能量传递和养分循环的重要因子,对于研究火烧迹地植被更新与快速恢复可提供一定的数据理论支撑,而林火干扰对土壤微生境及微生物氮循环的影响机制一直是广大学者研究的热点。文中从火烧强度、恢复时间、火烧木管理方式等3个方面总结国内外林火干扰对土壤氮组分及氮循环的影响研究进展,揭示了林火干扰和全球气候变化对土壤氮循环的短期及长期影响机制,探讨不同生物技术在林火干扰下土壤微生物氮循环基因丰度变化中的应用;提出未来林火干扰对森林生态系统土壤氮循环影响的研究展望:1）全面比较研究不同林火干扰模式对土壤氮组分、微生物氮循环的影响;2）研究评价不同林火干扰模式下土壤氮库的稳定性;3）加强高通量测序、定量PCR技术、宏基因组学、稳定同位素探测等技术在林火干扰与气候变化对森林生态系统影响研究中的应用。研究结果对火烧迹地植被更新、土壤氮库的重建与功能发挥具有重要意义。     

基于EVI的大兴安岭火烧迹地植被恢复特征研究

[目的 ]选取Landsat数据源,基于dNBR和EVI指数开展火烧迹地识别和植被恢复特征研究。[方法 ]以1987年大兴安岭北部林区根河林业局金林林场森林火灾为研究背景,在地类划分的基础上,以dNBR为基础数据,采用K-means方法识别并提取火烧迹地,并进行轻、中、重火烈度等级划分;基于火烧迹地的EVI(增强型植被指数)值,采用一元线性回归分析、Mann-Kendall和Theil-Sen median趋势分析等方法分析火烧迹地1987—2019年的植被恢复特征,探究大兴安岭火烧迹地植被恢复进程。[结果 ]基于dNBR得到研究区过火面积为1 291.68 hm2,轻、中、重度火烧迹地面积占比分别为45.70%、32.16%和22.14%,重度过火区分布于火烧迹地中心,从中心向外,过火强度逐渐降低;林火对迹地EVI影响明显,轻、中和重度火烧迹地EVI值分别下降约30.0%、48.3%和68.8%;林火后,随着植被的恢复,迹地EVI值逐渐增加,与对照区的差异逐渐缩小。不同烈度林地火烧迹地EVI恢复速率表现为重度中度轻度,灌草地火烧迹地的EVI值在林火发生后2 a即与对照持平;火烧迹地植被恢复过程中,林地EVI突变点较灌草地少,林地轻度火烧迹地EVI突变点较重、中度迹地少,对照区的突变时间点均滞后于火烧迹地。[结论 ]dNBR可用于研究区火烧迹地和火烈度提取研究。林火使迹地EVI值明显下降,下降程度随火烈度升高而增大。植被恢复过程中,迹地EVI值逐渐增加,林地轻度和中度火烧迹地在火后6～8 a,重度火烧迹地在火后14 a左右恢复为正常植被状态;而灌草地火烧迹地在林火发生后2 a即可恢复正常。火烈度和自然环境是影响大兴安岭火烧迹地植被恢复的主要因素。     

林火迹地森林恢复研究进展

森林火灾后如何恢复被破坏的森林是人们面临的一个非常重要的问题。本文回顾了国内外火烧迹地森林恢复的研究概况,从种群、群落、生态及景观四个尺度上概括了该领域研究的主要方法;总结了在森林恢复的研究方面采用的地理信息系统和遥感等先进技术和方法,并探讨了林火迹地森林植被恢复的对策及发展趋势。参38。     

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。     

喜火迹地森林昆虫及林火感受器研究进展

在森林发生火灾后,一些适应火迹地的生物种类能够进行自然演替和进化。因此,在某些情况下,被火干扰过的森林呈现出比未过火的森林具有更高的生物多样性,尤其是喜迹地昆虫物种的多样性,而我国尚未对森林喜迹地昆虫进行系统研究、关注和报道。文中综述了喜迹地昆虫物种多样性、生态学特性以及红外感受器、烟雾感受器研究及其仿生学意义,并对我国喜迹地昆虫研究进行了展望。     

兴安落叶松林重度火烧迹地林分结构特征及植物多样性研究

以内蒙古大兴安岭寒温带兴安落叶松林3个年份的重度火烧迹地为研究对象,利用样地调查数据,阐述重度火烧迹地森林恢复的重要性,研究其林分结构特征及植物多样性为该迹地森林恢复与重建提供理论依据。采用SPSS及R语言进行分析,研究林分结构以及植物多样性变化情况。结果表明:林地经过重度火干扰后,树种的平均胸径有所增大,其林分胸径分布频率均符合威布尔分布,为单峰形偏左倾分布。火干扰后植被物种多样性与火烧强度和火烧时间紧密相关,重度火烧迹地在不同恢复时间上恢复的植物种类有所不同,植物种的α多样性指数因恢复时间的变化而变得较为复杂,其多样性指数总体上呈先上升后下降的趋势。一段时间内高强度的火干扰有利于森林群落内植物种多样性不断更新与恢复。     

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。     

油松林间火烧迹地深层土壤物理性质及碳储量的变化研究

林火的干扰在北方森林生态系统更新演替、物质循环中发挥着重要的作用,林火对北方地区森林表层土壤碳密度、生物量有着明显的改变作用,然而有关较深土层（≤40 cm）的碳储量变化情况研究相对较少。以辽西地区油松林火烧迹地作为调查样地,通过对周边立地条件一致的未发生火灾的林区作为对照,以土壤物理性质、碳储量作为指标开展调查分析,结果表明,油松林火烧迹地土壤的物理性质、碳元素含量发生了不同程度的变化,林火显著增加了土壤的温度和pH值,极显著降低了土壤的含水量;林火对深层土壤容重的影响不明显;火烧迹地上深层土壤全碳含量、可溶性有机碳含量均极显著低于对照处理。     

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。     

林火对北方森林深层土壤有机碳的影响

林火干扰是驱动北方森林生态系统更新、演替以及物质循环的重要生态过程。林火的发生,显著地改变了北方森林地表以及土壤表层生物量和碳密度。然而,我们对林火是否对北方森林深层土壤(40cm以下)这个储量巨大的碳库的影响却缺乏关注。以大兴安岭呼中林区2010年火烧迹地为研究对象,并以相邻同等立地条件的未过火区为对照,通过样地调查、实验室分析,对林火对北方森林深层土壤碳密度的影响以及其与驱动因子的关系做了分析。结果显示:火烧迹地土壤有机碳随深度的分布规律与未火烧对照样地有显著差异,其深层土壤有机碳含量与碳密度显著低于未火烧区(n=56,P0.001);火烧迹地深层土壤有机碳中微生物量碳含量、易氧化有机碳含量显著高于未火烧迹地(n=56,P0.01),而土壤碳氮比、可溶性有机碳含量显著低于未火烧样地(n=56,P0.01);火烧迹地深层土壤含水量显著低于未火烧样地(n=56,P0.001),而土壤温度和p H值则显著高于未火烧迹地(n=56,P0.001)。由此可见,林火显著地降低了北方森林深层土壤有机碳的化学稳定性,并使土壤温度增加,促进了土壤微生物的生长,最终导致了深层土壤有机碳分解加速,储量下降。     

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。     

高山松天然更新特性

高山松在采伐后，幼苗发生状况与迹地地被物关系密切，幼苗发生从采伐次年开始，没有明显苗木发生年限。少灌型的采伐迹地，盖度低，对高山松天然下种影响不大，可天然更新成林；多灌型的采伐迹地一般不能仅靠天然更新恢复成林。高山松林易发生森林火灾，多数情况下，火烧迹地可靠天然更新恢复成高山松林。影响高山松火烧迹地更新效果的主要因素是种源。高山松林能得以延续与其在火烧迹地上天然更新能力强有关。     

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,...     

虫害暴发与森林火灾发生的动态交互影响

森林虫害和森林火灾是最重要的自然干扰因子,且二者之间存在一定的动态交互影响。文章综述了二者之间的相互影响及其机制。森林火灾主要通过影响林分结构和年龄、树脂流量和树干熏黑高度,以及昆虫与寄主树木的相互营养关系影响虫害发生。虫害则能改变可燃物载量及林分结构进而影响森林火灾发生风险。了解二者之间的关系,对森林资源管理以及森林生态研究都具有重要的参考价值。     

基于无人机遥感的森林火烧迹地面积调查应用

森林火烧迹地面积的传统调查方法存在劳动强度大、效率低、数据可靠性不高等问题。为解 决上述问题,研究设计了无人机荷载多光谱传感器对森林火烧迹地面积进行调查的方法,并利用野外实 验对该方法进行了初步验证。结果表明该调查技术可快速准确获取较大范围的森林火灾火烧迹地面积, 精度可达94.44%,提高了火烧迹地调查的效率。     

火烧迹地形成数量的模型研究

采用抽样调查方法,调查县域火烧迹地数量,研究林业用地中火烧迹地面积比例与针叶林面积比例、针阔混交林面积比例之间的相关规律,建立火烧迹地回归模型.根据研究结果,提出减少森林火灾、减少火烧迹地的对策.