火烧强度对山西太岳山油松林地表可燃物的影响

【目的】分析不同火烧强度下油松林地表可燃物负荷量特征及其与火后环境因子间的关系,并研究林下草本和灌木层的物种多样性特征,为有效管理油松林地表可燃物及探索火烧迹地林下植被早期更新提供依据。【方法】以山西太岳山天然油松林火烧迹地为研究对象,根据不同火烧强度（轻度火烧、中度火烧和重度火烧）分别设置3块20 m×20 m的样地,以未过火样地为对照,统计各样地中未烧死木株数百分比、树木平均熏黑高度、平均胸径、林分密度等林分因子及坡向、坡度、海拔等地形因子;每块样地中再设置2 m×2 m和1 m×1 m的样方各5个,调查样方内未分解落叶、半分解枯叶、1 h时滞枯枝、10 h时滞枯枝等死可燃物负荷量和灌木、草本等活可燃物负荷量,并测量灌木和草本层的物种数、株数、盖度、密度和频度,计算物种多样性指数。利用多重比较（LSD）法分析不同强度火烧迹地地表可燃物负荷量和林下草本与灌木层的物种多样性,通过冗余分析（redundancy analysis,RDA）探讨各林分因子和地形因子对地表可燃物负荷量的影响。【结果】①不同火烧强度对油松林地表可燃物总负荷量影响显著（P<0.05）,未分解落叶（P<0.05）、半分解落叶（P<0.05）、1 h时滞枯枝（P<0.05）、10 h时滞枯枝（P>0.05）等死可燃物负荷量随着火烧强度的增加呈下降趋势,草本（P<0.05）、灌木（P<0.05）等活可燃物负荷量则呈先下降后上升趋势。②RDA分析表明,半分解落叶可燃物负荷量与未烧死木株数百分比呈正相关,与平均熏黑高度呈负相关;1 h时滞枯枝、草本可燃物负荷量与平均胸径呈显著负相关;未分解落叶可燃物负荷量与坡度呈正相关,灌木可燃物负荷量与海拔呈正相关。③不同火烧强度对油松林草本层Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数均有显著影响（P<0.05）,但对丰富度指数影响不显著（P>0.05）,上述指数均以轻度火烧迹地最高;不同火烧强度对灌木层Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、丰富度指数均有显著影响（P<0.05）,且均以中度火烧迹地最高。【结论】中、重度火烧可以有效降低油松林地表可燃物负荷量;不同火烧强度干扰下,林分、地形因子共同对地表可燃物负荷量产生影响;轻度火烧可以促进草本层的物种多样性,中度火烧可以促进灌木层的物种多样性。因此,对地表可燃物进行合理管理,可以降低森林火灾风险,并可促进火烧迹地林下植被的初期恢复。     

大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地群落演替状况

采用由植被空间序列推断时间系列的方法,分析了大兴安岭地区兴安落叶松(Larix gmelinii)林不同火强度火烧迹地群落演替状况。研究结果显示,重度火干扰后,兴安落叶松林群落演替趋势规律为:杂草丛或灌草丛→白桦山杨混交林→阔叶兴安落叶松林→兴安落叶松林;中度火干扰后,兴安落叶松林的群落演替趋势为:杨桦林或以阔叶树为主的针阔混交林→兴安落叶松林;轻度火干扰后,对兴安落叶松群落的影响较小,不能改变原有的树种组成,林分群落结构变化主要表现在灌木层和草本层中一些旱生物种与中湿生物种的替代过程。     

云南松林火烧迹地自然更新群落的物种组成及演替特征分析

以昆明西山林场2008年、2001年和1993年3个梯度的云南松林火烧迹地自然更新的植物群落为研究对象,分析不同演替梯度下植物群落的物种组成及区系成分,采用DCA排序分析植物的演替梯度变化,并分析不同演替梯度下的物种多样性变化。结果表明:调查样地内共计有物种102种,分属50科,88属;除5 a自然更新群落外,12 a和20 a自然更新群落均以乔木层为优势,优势树种为云南松;灌木层主要以杜鹃花科的碎米花杜鹃、卵叶南烛为优势,草本层主要以菊科、禾本科和蕨科的物种为优势;植物区系成分以温带成分为主,其中尤以北温带分布的属为多;在不同演替阶段植物物种重要值也发生规律性变化,反映了火烧迹地植被演替的梯度变化趋势。DCA排序揭示了云南松林火烧迹地从灌丛至森林的演替变化趋势,也反映了植被随时间序列的演替梯度变化。不同演替梯度上群落物种多样性呈现规律性变化,自然更新20 a云南松林的Gleason丰富度指数、Shannon-Weiner多样性指数、Simpson多样性指数均显著高于自然更新12 a的云南松林;灌木层的物种丰富度、多样性和均匀度指数均以12 a自然更新群落为最高,且显著高于5 a和20 a自然更新的植物群落,自然更新5 a的灌丛则最低;草木层3个演替梯度中自然更新5 a的灌丛丰富度、多样性指数、均匀度均显著高于另外2个梯度,自然更新20 a的灌丛则最低。     

林火干扰对兴安落叶松林下植被多样性和生物量的影响

以寒温带大兴安岭受林火干扰的兴安落叶松林下植被为研究对象,采用植物多样性测度方法和收获法,分析火烧强度和自然恢复年限对林下植被物种多样性和生物量的影响。结果表明:在不同火烧强度的影响下,林下植被物种多样性有所降低,Shannon-Wiener指数表现为随林火强度呈递减趋势,Margalef指数表现出未过火区中度火烧迹地轻度火烧迹地重度火烧迹地的规律;火烧降低了林下植被的总生物量,主要降低的是灌木生物量;重度火烧和轻度火烧后草本生物量有所提升,但提升量不足以改变总生物量降低的趋势。在自然恢复过程中,Margalef指数表现为先升高后降低的单峰变化趋势,而Pielou指数的变化趋势与之相反;恢复年限与植被生物量呈正相关关系,草本生物量在经过5 a恢复后逐渐达到一个稳定期,灌木生物量在1~10 a的自然恢复期内持续增长。     

川西高山松林火烧迹地植被天然恢复过程中物种多样性动态研究

以“空间序列”代替“时间序列”的研究方法对川西灌木高山松林不同年龄火烧迹地调查研究,结果表明：灌木高山松林火烧迹地恢复早期,物种多样性波动较大．其并非绝对随群落演替的顺向发展而增加．火烧后4～5年是群落发生剧变的时期,火烧后8～20年、20～27年是群落结构组成连续变化的时期,群落中物种多样性最大值出现在恢复27年时耐荫物种和不耐荫物种同时出现的阶段。     

油松林火烧迹地恢复初期林下植被特征

以山西省沁源县2019年“3.29”森林火灾形成的油松林火烧迹地为研究对象,按火烧程度将火烧迹地划分为重度、中度、轻度3类,通过调查林下灌草样方,分析火烧迹地林下植被组成和物种多样性特征。结果表明,不同强度林火干扰后林下群落物种组成明显不同,植物种类在重度火烧迹地内最多,轻度火烧迹地次之,中度火烧迹地最少;林下物种多样性以重度火烧迹地内最高,不同强度火烧迹地林下植物群落间均表现为极不相似;不同强度火烧迹地林下植物群落多样性均达到了“较好Ⅲ”级及以上。油松林重度火烧迹地恢复初期林下植被的组成及物种多样性均较轻、中度的高,火烧在一定程度上可促进林下植被的生长。     

滇中针阔混交林火烧迹地的天然更新

为揭示自然状态下天然林火烧迹地生态恢复的规律和机制,选取滇中楚雄西山针阔混交林火烧迹地,研究未过火林地和火烧迹地物种的组成、数量和空间分布及群落各层次优势种.结果表明,未过火林地和火烧迹地内,乔木层中的云南松和灌木层中的厚皮香、斑鸠菊、乌鸦果和草本层中的黄茅等为共同的优势种；火烧迹地的生态恢复初期(4年内),群落垂直结构主要以灌木层和乔木层为主；火烧迹地早期生态恢复过程中,构成群落的物种种类和数量呈逐渐增加趋势,群落层次由一两层逐渐发育为多层；火烧迹地自然恢复能力有限.     

大兴安岭火烧迹地主要目的树种的天然更新

对不同火烧方式、火烧强度、林分组成、坡向、坡位、郁闭度、土壤厚度、下木盖度、地被物盖度、林龄等条件下的样地的天然更新情况进行了调查。结果表明:地表火火烧迹地的天然更新效果好于树冠火火烧迹地;中度火烧迹地好于重度火烧迹地;发生火烧的林分比未发生火烧的林分天然更新效果好。     

滇中安宁地区火烧迹地光叶石栎灌木林的火行为模拟

为评估火烧迹地灌木林再次发生火灾的可能性以及火灾发生后的危险性,在滇中安宁地区2006年"3·29"重大森林火灾火烧迹地没有人为干扰的光叶石栎过火灌木林设置样地,通过外业调查、采集样品,并在自制燃烧床内测定火行为,包括活灌木(带枝条和叶)、死灌木和粗木质残体(course woody debris,CWD)的引燃时间、熄灭时间、辐射热、火焰高度和火强度等。结果表明:活灌木的最大火焰高度为70cm,死灌木为60cm,CWD为40cm;活灌木的火强度最大,达到5251.14k W·m-1,为高强度火,是死灌木(2001.74 k W·m-1)的2.62倍,是CWD(2651.28k W·m-1)的1.98倍,死灌木和CWD都为中强度火。从实验室内小尺度模拟的火行为可见,火烧迹地上的光叶石栎灌木林仍具有很大的燃烧能量,一旦着火,很有可能释放出大量的热量,仍有可能再次发展成重大森林火灾,扑救也将会非常困难。     

渝西地区火烧迹地早期恢复植被特征研究

通过对渝西地区黄瓜山火烧1年后的迹地以及未火烧林地的群落学调查,研究了不同强度火干扰后群落早期恢复植被特征。结果表明:与未火烧林地相比,火烧迹地内阳生木本植物幼苗物种种数增加,更新苗主要以杉木(Cunninghamia lanceolata)、桉树(Eucalyp-tus robusta)、白栎(Quercus fabric)、油茶(Camellia oleifera)等萌生枝为主。不同强度火干扰迹地具萌枝的优势乔木树种及所有树种的密度大小均表现出中度火烧迹地显著高于未烧林地和重度火烧迹地(P<0.05);未经火烧林地物种多样性丰富,火烧以后在短时期内降低了群落的多样性及均匀性水平。中度火烧迹地的草本植物盖度明显大于未烧林地(P<0.05),蕨(Pteridium aquilinum)和小白酒(Conyzacanadensis)成为草本优势种。     

大兴安岭森林景观在不同火干扰及人工更新下的演替动态

该文应用LANDIS模拟大兴安岭图强林业局森林景观1987年特大火灾后,在不同的火干扰条件（不模拟火、火烧轮回期为150年和325年）和不同人工更新方式（完全自然更新、种植落叶松和种植樟子松）,3×3种（共9种）模拟方案下300年的动态变化.研究结果表明:火烧轮回期为150年条件下的火烧明显比火烧轮回期为325年方案下的火烧频繁,总的过火面积也多,但前者以轻度火为主,后者以重度火为主.而人工更新下（无论是种植落叶松还是种植樟子松）过火面积要高于自然更新下的过火面积.造林树种的不同对火也有较大的影响,种植樟子松方案下的过火面积相对较大.不同火干扰条件不仅会影响森林主要物种组成面积,而且还会造成其年龄结构的巨大差异.一般而言,火烧轮回期长有利于低耐火性物种,火烧轮回期短有利于高耐火性物种.但如果物种具有很强的种子扩散和定居更新能力,无论该物种的耐火性高还是低,火烧轮回期短则更利于该物种的生存,但幼龄林所占的比重较大.不同的种植更新方案对于森林物种有显著的影响,可以明显地增加所种植的物种在该区所占的比例.      

天然次生林火干扰史的重建方法

采用多证据综合分析法重建近20a火烧迹地火干扰历史。通过样地调查,对照分析样地内林木龄级结构(火前年龄峰及残存树的结构、火后年龄峰及更新状况)及乔、灌、草数量、盖度等植被特征。结合各样地树木火疤年轮、火疤木成疤时的树龄、粗木质残体状况、可燃物积累量、树木熏黑高度、熏黑木数量等现存死活物状况,得出包括火烧年份、火烧程度、火烧次数等在内的样地火干扰历史。     

大兴安岭东麓火烧迹地恢复初期植被特征

为研究大兴安岭东麓地区火烧迹地恢复初期植被特征,以2017年毕拉河"5.2"特大森林火灾的火烧迹地为研究区域。于2018年7月对研究区展开调查,按照不同火烧程度将火烧迹地划分为3类样地,分别为轻度火烧迹地(乔木死亡率≤30%)、中度火烧迹地(30%<乔木死亡率≤70%)及重度火烧迹地(乔木死亡率>70%),运用多样性指数和改进的M-Godron法,分析不同程度火烧迹地内物种组成、植被多样性及群落稳定性。结果表明:不同程度林火干扰下群落物种组成存在显著差异,多样性指数表现出中度火烧迹地最高、重度火烧迹地居中、轻度火烧迹地最低的格局;随着林火干扰程度加重,火烧迹地内植物群落稳定性越低。     

不同强度火干扰下盘古林场天然落叶松林的空间结构

基于2011年7月大兴安岭外业调查数据以林隙为主要研究对象,选取景观生态学中斑块类型指数分析样地内林隙状况,并结合林木分布状态,分析不同强度林火干扰对天然落叶松林空间结构的影响。结果表明:在受中度林火干扰的林分内,只保留了少量的落叶松中径木、大径木,先锋树种在林分内呈现聚集分布;在未受林火干扰的林分和受林火轻微干扰的林分内,天然落叶松均呈现显著聚集分布;由于受到不同强度的林火干扰,林下区域与林隙区域出现不同程度的相互转化,林分空间结构发生了改变。林分按照所受林火干扰强度的递减,在同一时间不同空间上表现出了森林循环过程中所经历的林隙阶段状态、建立阶段状态、成熟阶段状态。     

基于遥感指数的草原火后植被恢复研究

草原火是草原生态系统重要的干扰因子，严重影响着系统的结构与功能。基于遥感数据，以2015年“4·16”特大草原火灾为例，利用ENVI和ArcGIS等软件，分别对NDVI和GPP指数及火烧严重度下的植被恢复过程进行定量分析。结果表明，基于NDVI和GPP指数的火后植被恢复过程表现相似，不同年份植被恢复情况存在一定差异。火灾发生当年（2015年）火烧迹地植被恢复状况高于未发生火灾区域，而在火后第1年（2016年）却又稍低于未发生火灾区域，直到火后第2年（2017年），火烧迹地植被基本恢复到火前状态。同时，不同火烧严重度下的植被恢复过程在存在明显差异。草原火灾发生后当年（2015年），中强度火烧下植被恢复最好，其次是轻度，重度表现最差。草原火烧严重度对植被恢复的影响，主要表现在火后第1个植被生长季。在之后的年份里，由于草原更新能力强大，不同火烧严重度对草原植被的影响不明显。本研究可丰富草原火灾及火烧迹地植被恢复等相关研究成果，同时为草原火灾管理和草原生态系统的可持续发展提供科学依据。     

复杂地形下风场插值与林火蔓延模拟应用研究

山区地形复杂多变,风场随地形而变化,作为影响林火蔓延的主要因素,风场数据的准确程度将直接影响山地林火蔓延预测的结果。选择同时考虑地形起伏变化和距离作为主要因子的风场插值方法,设计并开发实现风场插值功能,并与基于空间距离的传统反距离权重(IDW)插值方法进行了比较研究。通过实验验证表明,所实现的基于地形起伏的风场插值方法对山区风场的模拟更接近实际;利用该方法的插值结果输入林火蔓延模拟,模拟的火场形状与实际范围具有更高的相似度。     

火灾干扰对松林节肢动物群落的影响

在云南安宁市火烧迹地采用样地调查法初步研究了火干扰对云南松和地盘松林节肢动物群落的影响,共采集节肢动物标本853头,计104种.其中火烧云南松林278头,计48种,未火烧云南松林189头,计55种;火烧地盘松林201头,计26种,未火烧地盘松林185头,计34种.与未火烧对照样地相比,火干扰减少了植食性和捕食性类群的种类与数量,却提高了杂食性类群的种群与数量.火烧样地的物种多样性指数和均匀度指数都小于其对照;而优势度指数则大于其对照,样地间的相似性系数为0.139~0.271,体现了火干扰对整个节肢动物群落产生的负面影响,降低了节肢动物群落的稳定性.     

浙江省防火期内森林火险天气指标动态

基于森林火灾统计资料,采用加拿大森林火险天气指标系统(Canadian Forest Fire Weather Index System,CFFWIS)分析了浙江省森林火险期内森林火险天气指标动态变化趋势。结果表明:研究区火险期内森林火灾发生次数呈递减趋势,但每场火灾的平均过火面积呈显著增加趋势(P<0.01);细小可燃物湿度码(C_FFM)和初始蔓延指标(I_IS)达到显著水平(P<0.05),可作为浙江省森林火险期火险状况的良好指标;1991-2011年,研究区森林防火期内可燃物湿度指标、火行为指标及火灾控制难易度指标总体呈增加趋势。其中,春季火险期可燃物干燥状况增加趋势较秋、冬季火险期幅度大,且已达到显著水平(P<0.05)。因此,加大该区的森林火灾防控工作,尤其是春季火险期的防控工作刻不容缓。     

2001-2017年西南地区森林火灾数据特征分析

根据中国林业信息网提供的2001-2017年西南地区森林火灾数据,计算森林火灾发生次数、火灾面积、受害森林面积、人员伤亡和火源类型等森林火灾指标的年际和空间变化,得到各指标之间的相关性,分析西南5省市森林火灾特点和规律,并根据火源引起森林火灾次数和方差分析,确定西南地区主要火源和不同省市之间的差异。结果表明:1）2001-2017年,西南地区年均森林火灾次数1 977次,年均过火面积2.43万hm²,年均过火森林面积0.50万hm²,年均成林蓄积损失15.68万m³,年均人员伤亡29人,年均投入扑火车辆2.24万辆,均呈逐年下降趋势;2）火灾次数、火灾面积和受害森林面积等在不同省市和空间差异显著,火灾面积对伤亡人数、扑火经费、出动车辆和飞机数量等都有显著影响;3）人为火源占已查明火源的96%以上,其中烧荒烧炭（38.98%）和上坟烧纸（15.39%）分别是最主要的生产性火源和非生产性火源;4）近几年,烧荒烧炭、炼山造林、上坟烧纸、野外吸烟和电线引火是西南地区主要火源,不同省市间人为火起因差异显著。研究结果表明:西南地区森林火灾绝大多数都是人为,与人类活动密切相关,建议在掌握研究区各省市森林火灾时空分布和火源特征基础上,加强基层防火宣传与教育,加大烧荒烧炭及上坟烧纸等火源的管控力度,是减少该地区森林火灾的重要措施。研究能够为西南地区各省市林火预测和林火管理防治提供科学依据。