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。     

大兴安岭北坡火烧迹地森林郁闭度恢复及其影响因子分析

1987年发生在大兴安岭北坡的特大火灾造成了森林资源的巨大损失,其森林景观恢复一直是人们关注的热点.本研究选取与森林生产力具有密切联系的郁闭度因子作为研究对象,以 ArcView、ArcGIS等地理信息系统软件为研究平台,采用1987年和2000年两期森林资源二类调查数据,对郁闭度、火烧强度、抚育类型、地形因子等进行分级,通过数据叠加,探讨了森林郁闭度格局的恢复状况以及火烧强度、更新类型、地形因子对郁闭度恢复的影响.结果显示:2000年郁闭度等级构成与1987年火前相比发生了明显变化,无林地以及高郁闭度等级比重明显下降,较低郁闭度等级比重显著上升;火烧强度是影响火后恢复的初始因子,火烧强度与郁闭度等级呈负相关;更新措施短期内对郁闭度恢复影响不显著,但可以缩短森林演替的周期,对未来针叶林群落生产力恢复具有重要促进作用;地形因子中坡度对郁闭度恢复影响最为明显,其次为坡位,坡向影响最弱.     

火后森林土壤中捕食线虫真菌的即时恢复能力及驱动因子研究

火是森林生态系统常见的干扰因子,土壤微生物是森林生态系统的重要组成部分,火后土壤微生物的恢复直接影响地上生态系统的恢复,但对土壤微生物的火后即时恢复能力及不同土层微生物在火后土壤微生物群落恢复中的作用尚缺乏研究.本研究以火干扰后40?d的云南松火烧迹地为研究区域,以相邻的非火烧地为对照,分层采集土壤样本(0～10?cm...     

森林群落的发生和演替

森林植物群落和其他客观事物一样,处于发展变化的过程中。今天所看到的具有一定外貌特征的某一群落,不过是群落自然发展过程中的一个片断形象。为了科学经营利用森林、不断发挥森林的直接和间接效益,应掌握一些森林群落的发生(也称“形成”)和发展(也称“演替”)的规律。这部分简要谈一下森林形成的几个阶段和有关演替的基本概念。     

青岛市三标山林火迹地早期恢复植被特征研究

以青岛市三标山林火迹地为例,对该地区林火迹地和未过火样地进行对比调查,同时分析火干扰后群落乔木树种个体密度变化情况;火干扰对木本植物幼苗更新的影响;火干扰后群落草本植物的恢复情况。结果表明,火干扰后:大径阶立木的成活率普遍高于小径阶立木;乔木树种个体密度随着火烧强度的增强而降低;豆科、阳性木本植物重要值增加,其在未过火样地、轻度火烧样地、中度火烧样地和重度火烧样地内的重要值分别为0.26、0.28、0.87和0.78。在过火样地内,草本层植物的种类数增加,在重度过火样地内禾本科植物成为群落中的优势类型。     

我院一项科研项目获得国家自然科学基金资助

由我院教务处处长高宝嘉副教授主持的科研项目“森林植物与昆虫群落多样性的变化及其相互关系的研究”,获得国家自然科学基金资助。该项目从今年起至1996年,主要研究森林植物群落多样性与昆虫群落多项性的时空变化动态及机制,探讨森林植物群落结构变化对昆虫群落多样性,稳定性及种群平衡的影响,并分析其作用程度及主要影响因子。这将为进一步研究     

林火干扰与森林群落动态研究综述

林火是森林生态系统最常见的干扰类型,在森林群落演替中起着重要的作用。本文回顾了林火对森林群落演替的影响、物种对火干扰的适应、火干扰与森林更新、火干扰与物种和景观多样性、火干扰森林群落动态的研究方法,讨论了未来研究方向。     

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。     

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。     

云南松群落类型的研究

本文根据植物群落学基本理论,森林与立地环境有机统一的原理,结合云南松森林的自然特征和林业生产经营条件,以云南松林的伴生植物,林下优势植物为群落类型的标志,对滇西、滇东南和滇中的部分地区,初步划分了15个云南松群落类型。仅作为进一步研究云南松群落类型和用于生产实践的一些线索和参考。     

计划火烧对区域森林燃烧性的影响

[目的]利用燃烧概率模型模拟计划火烧前后两种情景下的森林燃烧概率,在景观尺度上定量评估计划火烧在林火预防中的作用。[方法]利用SPOT6卫星数据提取大兴安岭部分区域在2016年火险期前进行计划火烧处理的可燃物状况,基于研究区附近地面气象观测数据利用R软件计算2016年火险期每日的火险指数,通过BURN-P3模型分别模拟计划火烧前后的森林燃烧性,评估计划火烧对森林燃烧概率和火行为的影响。[结果]2016年火险期前该区域进行计划火烧的面积为44 931 hm~2,占区域总面积的20.8%。计划火烧后,研究区平均燃烧概率从0.016 4降到0.012 4,落叶针叶林、常绿针叶林、针阔混交林、草地和落叶阔叶林平均燃烧概率分别降低4.2%、3.5%、5.9%、2.3%和0.6%。计划火烧前研究区的平均火烧强度和平均蔓延速度分别为548.9 kW·m~(-2)和2.2 m·min~(-1),通过计划火烧处理,火烧强度和蔓延速度分别降低17.9%和24.3%。落叶针叶林和针阔混交林是发生树冠火的主要类型,火强度高、火蔓延速度快。计划火烧处理后研究区的树冠火比例降低了11.7%。[结论]火险期前的计划火烧减少了区域内草类可燃物的空间分布,降低了草类可燃物载量,也有效降低了区域内的森林燃烧性,平均火强度、蔓延速度和树冠火发生比例均显著降低。计划火烧区附近2 500 m范围内的燃烧概率明显降低。     

林火与病虫害的相互作用

火是森林生态系统演替过程中的一种自然干扰因子, 在促进森林发育、维持生物多样性特别是景观多样性方面起着积极的作用。森林中的多种干扰间有关联性, 火灾、虫害和病原体之间存在着复杂的相互作用。文中综述了火干扰与森林病虫害的相互影响。火灾会引起森林组成和景观的变化, 进而影响森林病虫的生存与发生条件。病虫害通过改变可燃物特性及其分布, 影响火烧频度和强度。这一研究领域的未来发展趋势是更注重火与病虫害之间的量化关系, 研究结果将为开展科学的林火管理提供理论依据, 实现森林经营的可持续。     

喀纳斯泰加林群落与环境和火干扰因子的关系

【目的】划分森林群落类型,定量分析森林群落形成与其环境因子和火干扰因子之间的关系,为新疆喀纳斯泰加林群落物种多样性保护与森林可持续经营提供科学依据。【方法】以新疆喀纳斯泰加林火成演替森林群落为研究对象,基于149个森林群落样地及其火干扰发生时间和火烈度的调查,采用双向指示种分析(two-way indicator species analysis,TWINSPAN)方法对喀纳斯国家自然保护区科学实验区处于不同演替阶段的森林群落进行群落类型划分,并采用冗余分析(redundancy analysis,RDA)方法通过对其森林群落进行排序,分析森林群落形成与环境因子和火干扰因子的关系,定量分离环境因子、火干扰因子及其二者的交互作用对森林群落形成的影响。【结果】 1)TWINSPAN将149个森林群落调查样地划分为16种森林群落类型;2)RDA排序结果较好地反映了喀纳斯泰加林群落形成与环境因子和火干扰因子之间的关系,环境因子中的海拔、坡位、坡度、坡向、土壤有机质和全钾含量对森林群落的形成起较大的作用,其中海拔、坡位、坡度和坡向与RDA第1排序轴存在极显著相关性( P <0.01),土壤有机质和全钾含量与RDA第1排序轴存在显著相关性( P <0.05);火干扰因子中的火烈度对森林群落形成也起较大的作用,火烈度与RDA第2排序轴存在极显著相关性( P <0.01);3)因子分离显示,在影响喀纳斯泰加林群落形成的因素中,环境因子解释的部分占21.96%,火干扰因子解释的部分占1.80%,二者交互作用解释的部分占49.82%,未能解释的部分占26.42%。【结论】喀纳斯国家自然保护区科学实验区有16种森林群落类型,其森林群落形成受环境因子和火干扰因子的共同控制,并且二者的交互作用尤为突出。火干扰是新疆喀纳斯泰加林群落物种多样性保护与森林可持续经营不可或缺的重要因素。     

模拟计划火烧对哈尔滨城市林业示范基地典型林型土壤呼吸的影响

火干扰是森林生态系统重要的干扰因素之一,尤其在北方森林生态系统中火干扰的作用更为明显。但是关于火干扰到底如何影响北方森林生态系统的土壤呼吸,以及计划火烧开展对土壤呼吸的影响程度目前研究非常有限,相关科学问题尚不能给出准确答案。因此,本文选择哈尔滨城市林业示范基地的典型3种森林类型白桦林、兴安落叶松林和蒙古栎林,通过小范围控制火烧试验采用LI6400测定火后不同时间(5~9月份)的土壤呼吸,研究计划火烧对3种林型土壤呼吸通量的影响。结果表明,在火后5~9月份中,3种林型火后样地与对照样地相比,白桦林土壤呼吸速率上升了10%,蒙古栎土壤呼吸速率下降了30%,落叶松土壤呼吸速率上升了14%。白桦林、蒙古栎林、落叶松林对照样地与火烧样地的Rc值均呈现出显著的动态变化,但并无一定规律,3种林型中白桦林火后短期内Rc的变化规律并不显著,而蒙古栎林与落叶松林火后短期内Rc的变化规律非常明显,蒙古栎林的Rc值的变化显著降低为34.98%,而落叶松林的Rc值变化却显著升高为13.77%。因为本次小范围计划控制火烧试验对环境温度改变最大,因此研究结果表明本次试验控制土壤呼吸的因素中,温度占主导地位。     

美国林业工作者学会对计划火烧的评价

火是森林生态系和牧场生态系统中的一个自然因子。火能破坏生态系统;也能有益于生态系统。火的效应涉及许多因子,其中包括火烧的强度。强度大的火烧会烧死上层乔木,危害表层土壤等等;而强度小的火烧,通常会产生有益的影响。一、火烧的效应火能烧掉活的和死的森林可燃物放出矿质养料。它能影响生物环境。释放的养料     

大兴安岭林火特征分析

通过对2007年大兴安岭两场大火的火烧迹地调查和2007年春季火险分析,发现这两场大火都发生在高火险时段.火烧类型以地表火为主,火后大部分林地地表可燃物载量减少,但落叶松纯林在中度和重度火烧后地表径级可燃物栽量增加.针对大兴安岭林区林火蔓延快、容易发展为大火的特点,建议改进森林火险预报技术,加强可燃物管理,提高初始扑救成功率.     

大兴安岭南部春季火行为特征及可燃物消耗

利用标准地调查分析2007年春季大兴安岭2起森林火灾的火行为及可燃物变化.采用加拿大火险天气指数(FWI)系统分析火险变化,地表可燃物载量调查采用线状相交可燃物调查方法,并利用MODIS遥感数据对火烧程度进行分级.结果表明:FWI系统各指标可以很好地指示森林火险变化,2007年4-5月细小可燃物湿度码(FFMC)基本都在90以上,腐殖质湿度码(DMC)和干旱指数(DC)在4月份持续升高,2场大火也发生在火险高的时段.火烧类型以地表火为主,部分林分有冲冠火.火后阔叶林地表径级可燃物增加不明显,针阔混交林主要是5.0～6.99 cm径级可燃物增加,而落叶松纯林火烧后除0.50～0.99 cm径级可燃物减少外,其他径级可燃物都明显增加.不同火烧程度对地表可燃物载量的影响有差异.中度和重度火烧后草本盖度明显下降,有些林分下木层死亡率较高.罕诺河火场和松岭区壮志林场过火区重度火烧分别占33.2%和46.4%.     

火干扰对森林水文的影响

在森林生态系统中 ,火是一种相当普遍的自然现象 ,森林火灾和森林水文二者有着密切的关系。森林火灾对水的影响是间接的 ,主要表现为火烧后植被、地被物、土壤以及生态环境的改变影响水分循环过程、水质、水生生物等方面。火对水文的影响有大有小 ,它取决于火强度和频度。轻度野火或计划火烧对水文可能不产生明显影响 ,但是 ,频繁的或严重的野火却可以导致乱砍滥伐所造成的类似水文变化     

火烧强度对苏南地区植被土壤呼吸的影响研究

林火是森林生态系统碳循环的重要影响因子。火干扰引起的土壤碳通量变化会直接影响森林生态系统的碳循环过程。以苏州市光福镇潭山2016年森林火灾后的火烧迹地为研究区域,对不同强度(轻度、中度)火烧迹地和未过火区域(对照)的土壤呼吸速率进行测定。结果表明,火干扰导致该地区一年后土壤呼吸速率显著升高,且中度火烧轻度火烧未过火;轻度、中度火烧迹地和对照样地土壤呼吸速率的数值分别为(3.43±0.15)μmol CO_2m~(-2)s~(-1)、(3.84±0.28)μmol CO_2m~(-2)s~(-1)、(3.02±0.26)μmol CO_2m~(-2)s~(-1)。通过进一步对土壤温湿度测定表明,火烧后土壤温度和土壤含水率对土壤呼吸速率的影响均为正相关且前者影响更为显著。研究结果对苏南地区火干扰后森林生态系统碳循环变化的研究具有重要意义。     

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...