大兴安岭呼中森林大火碳释放估算

森林火灾不仅破坏森林生态系统,还向大气中释放了大量含碳温室气体,影响碳循环。对林火碳释放进行有效地估算,可以更加深入了解林火对碳循环的作用。利用卫星遥感影像,分析了2010年6月大兴安岭呼中森林大火后植被指数变化,对火烧程度进行了分级,结合野外火烧迹地调查和可燃物含碳率,估算出不同火烧等级、不同植被类型林火过火面积、火烧消耗可燃物量和释放碳量。结果表明:此次大兴安岭呼中森林大火总过火面积为5 812.4hm2,消耗可燃物总量76 742.51t,释放碳34 534.13t,其中落叶松林和针阔混交林释放碳量分别为14 934.16和19 599.97t。     

科学认识森林火灾提高黑龙江省森林火灾应急处理能力

从过火林地能否维护自我更新,群落过火后的演替方向是进展演替还是逆行演替,能否保持物种多样性,能否维护群落的稳定性四个方面界定林火是否构成火灾。在森林防火工作实际中,应采取科学的手段和技术,将林火控制在森林生态系统能忍受的弹性范围内。结合黑龙江省森林火灾的特点,提出了提高森林火灾应急处理能力的对策。     

北方森林林火发生驱动因子及其变化趋势研究进展

北方森林作为气候变化最敏感的陆地生态系统之一,近些年来随着林区气候变暖,林火发生的数量和过火面积都呈显著的增加趋势,因此研究北方森林林火发生驱动因子及其变化趋势对维护其生态系统的稳定具有重要意义。文中主要从北方森林林火发生的主要控制因子和未来气候变暖条件下林火发生的预测方法及变化趋势进行综述。研究结果表明,林火的驱动因子既包括在大尺度上气候的作用,也包含植被、地形、可燃物和人类活动等局部尺度的影响。近几年来对气候变暖下林火状况趋势预测更倾向综合考虑气候和局部控制因子的作用。对我国而言,需要在更大的区域尺度上开展林火发生预测的研究。研究认为,北方森林林火变化趋势及预测研究的关键问题在于如何在不同空间尺度上确立林火发生的关键控制因子以及完善现有的林火预测方法。     

大兴安岭呼中区2010年森林火灾碳排放的计量估算

林火是森林生态系统中特殊而重要的生态因子,亦是导致植被和土壤碳储量动态变化的重要干扰因子.森林火灾的碳排放对气候变化及大气碳循环具有重要影响,科学有效地对其进行计量,对了解区域和全球的森林生态系统碳循环和碳平衡具有重要意义.根据大兴安岭野外森林可燃物的调查数据和2010年森林火灾统计资料,利用GIS技术工具,通过野外火烧迹地调查与室内控制环境实验相结合的方法确定各种计量参数,从林分水平上,采用排放因子法,估算大兴安岭2010年森林火灾碳排放量和含碳气体排放量.结果表明:大兴安岭2010年森林火灾碳排放量为117 870.62t;含碳气体排放量CO2、CO、CH4和NMHC分别为379 606.01,23 425.74,1 081.46和758.61 t.虽然针阔混交林火烧面积占总过火面积的26.35％,但是碳排放量只占总排放量的13.79％,而2种偃松林型的火烧面积只占总过火面积的29.92％,碳排放量却占总排放量的50.35％,对此提出了相应的林火管理策略.研究结果为正确认识森林火灾对区域碳平衡及全球生态环境的影响提供参考数据.     

利用不同时相遥感影像估算大兴安岭北部火干扰后NPP

森林火灾是森林生态系统中重要的干扰,对碳循环和碳平衡具有影响。林火作为大兴安岭森林生态系统中主要的干扰因子,直接影响区域的净初级生产力NPP(net primary productivity)。林火的发生使NPP迅速下降,改变了区域碳平衡。以多时相遥感数据为基础,利用CASA(Carngie-Ames-stanford-Approach)模型估算大兴安岭北部地区未过火区和过火区植被NPP变化。结果表明:1987年6月,未过火区植被NPP为145 g C m-2,轻度过火区为74 g C m-2,中度过火区为58 g C m-2,重度过火区植被NPP为38 g C m-2,火干扰后NPP分别降低了49%、60%、73%;1999年8月,火干扰12 a后,过火区NPP是未过火区NPP的96%以上,NPP恢复迅速,基本达到未过火区水平。2009年8月,火干扰22 a后,过火区NPP是未过火区93%以上,与火干扰12 a时相比,下降3%。虽然NPP增速下降,但是NPP总量增加,生产力也与未过火区基本处于同水平。     

基于地理加权回归模型与林火遥感数据估算森林年龄

【目的】通过地理加权回归(GWR)模型估算非干扰林龄,利用遥感数据和林火发生历史数据,获取过火区域信息,进而对林火烈度分级,讨论林火烈度与森林类型的交互作用,估算干扰林龄,最终获得黑龙江省森林年龄的空间分布。【方法】以黑龙江森林为研究区域,基于研究区域的多光谱数据结合地面森林资源清查数据,通过逐步回归方法提取了包括遥感因子绿度指数(Greeness)、湿度指数(Wetness)、林分平均胸径(ADBH)、林分平均树高(ASH)及海拔(Altitude)在内的5个显著因子作为自变量,采用GWR模型建立非干扰林龄估算模型。采用全局Moran I来描述模型残差的空间自相关性。绘制研究区非干扰林龄空间分布图并探究林龄的空间分布状态。[JP+1]结合林火位置与面积记录对多光谱数据目视解译提取过火区域,根据dNBR将过火区域火烈度分级。将火烈度图与植被类型图叠加分析,讨论不同森林类型在不同火烈度下的演替情况。定义干扰林龄时,未发生树种更替的森林林龄不变,树种发生更替的森林在林火发生年将其林龄归为0,并在新的优势树种萌发时从1开始累加,以此类推干扰后森林的林龄。【结果】黑龙江省非干扰森林平均林龄为48年,标准差为16年。GWR模型的 Radj^2 为0.68,RMSE为16.171 7。使用Moran I来检验模型的残差,发现GWR模型可很好地消除残差的空间自相关性。研究区林龄整体空间分布状态不均匀,大兴安岭地区林龄普遍高于黑龙江林区。黑龙江省2000―2010年林火主要发生在大兴安岭及小兴安岭地区,根据dNBR将已提取的过火区域林火烈度分为:未过火、轻度过火、中度过火和重度过火4类,总过火面积为527 932 hm^2,其中重度29 157 hm^2、中度180 268 hm^2、轻度318 507 hm^2。兴安落叶松林和蒙古栎林在整个研究区中过火面积最大,分别占总过火面积的28.63%和47.23%。根据不同森林类型在不同火烈度下的演替情况,估算干扰森林的林龄并绘制干扰林龄空间分布图。【结论】 GWR模型能较有效地估算黑龙江省非干扰林龄,成功地降低了残差的空间自相关性。在估算林龄的过程中加入林火干扰因素,以获取更真实的林龄空间分布数据,可为黑龙江地区森林NPP、NEP以及森林碳储量、森林生物量等相关研究提供数据支持。     

基于地理加权回归模型与林火遥感数据估算森林年龄

【目的】通过地理加权回归(GWR)模型估算非干扰林龄,利用遥感数据和林火发生历史数据,获取过火区域信息,进而对林火烈度分级,讨论林火烈度与森林类型的交互作用,估算干扰林龄,最终获得黑龙江省森林年龄的空间分布。【方法】以黑龙江森林为研究区域,基于研究区域的多光谱数据结合地面森林资源清查数据,通过逐步回归方法提取了包括遥感因子绿度指数(Greeness)、湿度指数(Wetness)、林分平均胸径(ADBH)、林分平均树高(ASH)及海拔(Altitude)在内的5个显著因子作为自变量,采用GWR模型建立非干扰林龄估算模型。采用全局Moran I来描述模型残差的空间自相关性。绘制研究区非干扰林龄空间分布图并探究林龄的空间分布状态。[JP+1]结合林火位置与面积记录对多光谱数据目视解译提取过火区域,根据dNBR将过火区域火烈度分级。将火烈度图与植被类型图叠加分析,讨论不同森林类型在不同火烈度下的演替情况。定义干扰林龄时,未发生树种更替的森林林龄不变,树种发生更替的森林在林火发生年将其林龄归为0,并在新的优势树种萌发时从1开始累加,以此类推干扰后森林的林龄。【结果】黑龙江省非干扰森林平均林龄为48年,标准差为16年。GWR模型的 Radj^2 为0.68,RMSE为16.171 7。使用Moran I来检验模型的残差,发现GWR模型可很好地消除残差的空间自相关性。研究区林龄整体空间分布状态不均匀,大兴安岭地区林龄普遍高于黑龙江林区。黑龙江省2000―2010年林火主要发生在大兴安岭及小兴安岭地区,根据dNBR将已提取的过火区域林火烈度分为:未过火、轻度过火、中度过火和重度过火4类,总过火面积为527 932 hm^2,其中重度29 157 hm^2、中度180 268 hm^2、轻度318 507 hm^2。兴安落叶松林和蒙古栎林在整个研究区中过火面积最大,分别占总过火面积的28.63%和47.23%。根据不同森林类型在不同火烈度下的演替情况,估算干扰森林的林龄并绘制干扰林龄空间分布图。【结论】 GWR模型能较有效地估算黑龙江省非干扰林龄,成功地降低了残差的空间自相关性。在估算林龄的过程中加入林火干扰因素,以获取更真实的林龄空间分布数据,可为黑龙江地区森林NPP、NEP以及森林碳储量、森林生物量等相关研究提供数据支持。     

林火对森林土壤有机碳影响的研究进展

指出了森林生态系统土壤有机碳是全球碳循环的重要组成,在全球生态系统碳循环和全球变化的研究中占据着重要的地位。火因子是干扰森林生态系统发展的重要因子之一,对森林生态系统中土壤与大气的碳素交换过程有着重要的影响。因此,加强火干扰对森林生态系统土壤有机碳的研究,了解林火对森林生态系统土壤有机碳循环过程的具体影响,对发现火干扰下森林土壤中碳循环的机理,特别是土壤有机碳的动态变化有着重要的作用。综述了林火对森林土壤有机碳的研究进展,讨论了测定土壤有机碳的几种不同方法,比较了其适用性,探讨了在不同林火强度和不同土壤深度条件下土壤有机碳的变化情况。对实际工作中遇到的问题以及今后森林土壤有机碳研究进行了展望。     

林火对森林演替动态的影响及其应用

森林火灾是危害森林的一个重要的自然因子,但中等强度的林火干扰又是森林生态系统的一个建设因子,林火与森林演替动态的关系密切相关.通过查阅国内外有关林火与森林演替之间相互关系的资料,阐述了林火对森林演替动态的影响,分析了林火与原生演替、次生演替、进展演替和逆行演替的相互关系,列举了林火在维持偏途演替顶极群落和火顶极群落中的作用.     

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。     

基于聚类分析法的我国森林火险等级区划研究

森林火险等级区划是林火管理的基础,研究森林火险等级区划有利于把握森林火灾发生规律,可为林火管理提供火灾预测预警信息,使林火管理具有针对性,达到减灾的目的 ,对林火预防工作和生态系统平衡更具有重要意义.基于2003-2018年我国全国各地森林火灾数据,利用统计描述法对全国森林火灾进行时空特征分析,采用聚类分析法将我国受灾...     

欧美及中国林火损失分析

收集、整理1980～2006年加拿大、美国、中国以及欧洲南部5个主要国家葡萄牙、西班牙、法国、意大利、希腊的林火资料,针对森林火灾中林火发生次数、过火面积、平均每次过火面积、经费投入等方面分析欧美及中国林火的损失情况,总结规律,探讨适合我国国情的控制林火对策.     

八六年春大兴安岭林火发生发展特点

大兴安岭林区,是我国重要的木材生产基地之一,其地位无与伦比,北坡则是大兴安岭的佼佼者。可是,森林火灾却一直威胁着北坡森林资源的安全,吞没着大片的原始森林,有林地过火面积以万亩计,特别是今春护林防火期间,有林地过火面积之大,扑救林火所耗费用之多,是令人吃惊的。之所以如此,以笔者之浅见,是有关防火部门对86年春林火发生的新特点分析不够,计估不足,对林火的发展程度估计不够,顾此失彼,事倍功半。今春森林火灾的发生和发展,有着与往年大不相同的特点:     

火与森林生态系统能量流动

林火是森林中释放能量的一种形式,它与森林生态系统中的能量流动有着密切的联系,研究林火在森林生态系统中能量流动中的作用是火生态学中一个重要组成部分。一、火是森林生态系统能量流动的一个过程能量流动是森林生态系统的一种功能,对于维持森林生态系统的稳定有着重要作用。具体的能量流动主要有三个过程: 1.绿色植物将太阳能转化成生物化学能。由一级消费者(C_1)转化,构成次级生产,再由二级消费者(C_2)构成三级生产,也可能     

林火干扰对森林生态系统碳库的影响研究进展

森林生态系统是重要的碳库,在减缓全球气候变暖中具有独特的功能。林火干扰作为非连续的生态因子,是全球生物地球化学循环的驱动因子,可显著改变生态系统的结构和功能以及养分循环和能量传递,引起森林碳库和碳分配格局的变化,进而影响森林演替进程及固碳能力。本文阐述林火干扰对森林生态系统碳库影响的国内外研究方法进展,重点论述林火干扰导致的直接碳损失以及通过森林净初级生产力和土壤呼吸的改变间接影响森林碳循环和碳平衡;并分别阐明林火干扰对植被碳库、凋落物碳库和土壤有机碳库的影响,林火干扰通过直接改变植被覆盖度进而影响植被碳库和营养元素周转,最终影响植被的碳固定及碳从植被向土壤的转移,导致不同碳库之间的重新分配。通过探讨净初级生产力变化对林火干扰的响应,揭示林火干扰对植被碳库循环的间接且长期影响的机制;在林火干扰对生态系统凋落物碳库的影响方面,主要探讨林火干扰后凋落物生产量在不同林火强度和环境梯度下的变化;在林火干扰对土壤有机碳库的影响方面,通常在小尺度范围内影响土壤有机碳库垂直分布变化的主要原因可能是地形条件的变化,而在相对大的区域尺度下,气候、土壤质地、地形、植被及人类活动和管理水平及其交互作用均可影响土壤有机碳库的空间迁移和形态转化,从而导致不同区域范围的土壤有机碳库分异。在此基础上,指出目前研究存在的问题,并提出林火干扰对森林碳库影响的定量化研究路径:1)深入开展林火干扰对森林生态系统碳库循环的影响机制研究; 2)加强"植被-土壤-水-微生物-气候"的系统研究; 3)完善不同时空尺度下林火干扰对森林碳库周转过程的定量化研究; 4)深入探讨林火干扰与森林生态系统碳元素的相互作用关系及影响机制。     

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。     

林火与气候变化研究进展

火是全球大多森林生态系统中的一个重要干扰因子, 它对大气中的温室气体和气溶胶的增加有显著影响。林火与气候变化是当前林火研究领域的热点问题。文中综述了气候变化对林火的影响和林火排放物对气候变化的影响。大量研究表明, 气候变化将导致森林火险期延长, 出现潜在极端火行为的天数增多, 森林火灾更加严重, 特别是北方森林火灾增加显著。未来的研究趋势是, 采用卫星遥感数据在大尺度上研究气候变化对林火的影响, 把林火模型与气候模式和全球植被动力学模型耦合, 构建更为复杂的林火排放模型, 以深入揭示林火与气候变化的关系。     

俄罗斯林火研究的发展与国际合作

俄罗斯有大面积的北方森林和温带森林，他们主要扑救威胁公共和工业利益的火灾，对北方林的保护比较少，所以在北方林和温带林中每年发生大量的火烧。林火在俄罗斯的北方林与温带林中发挥着显著作用，并对森林生态系统组成、结构和功能产生影响。１林火研究历史在开展林火研究初期，林火研究紧密联系实际，并随着防火能力的提高而发展。在二十世纪２０年代初，俄罗斯把直升飞机应用于大量泰加林的保护上，当时的研究也集中于这一地区。３０年代，在正式开展航空护林项目的初期，零星开展一些实验性的航空护林研究。在西伯利亚、乌拉尔中部和…     

林火碳排放研究进展

火是森林生态系统主要的干扰因子, 森林火灾的频繁发生不仅使森林生态系统遭到破坏, 同时也造成了含碳温室气体的大量释放。综述了火烧面积、森林可燃物以及燃烧效率等主要因子对森林火灾排放碳量估计的影响, 分析了这一领域未来研究发展趋势。大量研究表明:1)卫星遥感是估测大尺度上森林过火面积的主要手段, 随着高分辨率卫星的应用, 森林火灾面积的估计精度不断得到提高。目前的研究主要集中于大尺度上林火面积的估计和估算方法的改进。2)遥感数据是目前估计大尺度可燃物燃烧量的有效手段, 利用遥感数据的同时结合有效可燃物计算模型, 运用多元线性与非线性分析结合等方法提高对可燃物燃烧量的估计。3)燃烧效率是决定可燃物消耗量的主要因子, 也是估计森林火灾释放含碳气体量的关键。未来的研究是利用高分辨率的遥感数据, 结合复杂的可燃物计算模型, 更精确地估计林火碳排放。     

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。