林火烈度定量评价及其空间异质性形成机制

林火烈度指火对森林生态系统的影响或破坏程度。近年来，林火烈度的定量评价、林火烈度的空间异质性研究成为景观生态学和火生态学研究的热点。本项目将在大量野外调查的基础上，建立适合黑龙江林区特点的林火烈度评价指数（综合火烧指数，CBI）与评价标准，分析CBI与遥感光谱指数（归一化火烧比率NBR，差分归一化火烧比率dNBR，相对差分归一化火烧比率rdNBR）的相关关系，以TM/ETM+为数据源，定量评价研究区近年10来面积>25ha过火区的林火烈度，在GIS支持下，应用单因素方差分析方法（ANOVA）检验林火烈度的空间异质性与地形、火前植被和气候是否存在显著差异，具有重要的理论和实践意义。理论上，可以帮助我们深入理解林火空间干扰过程和植被的恢复、演替过程的关系，分析景观异质性的形成机理，深化景观格局与生态过程的关系研究；在实践上，可以为火后植被的生态恢复规划、森林可燃物处理方案的制定提供科学依据。

林火直接将森林生态系统固定的碳释放到大气中，可使森林生态系统由碳汇转变成碳源，从而影响森林生态系统的碳循环过程。林火烈度的大小直接决定森林的受损程度，林火烈度的定量评价可以为林火碳释放的准确估算以及火后森林恢复措施的制定提供可靠的科学依据。本项目首先在不同烈度的火烧迹地上，调查了85个样地，计算了每个样地的综合火烧指数（CBI），建立了基于TM的遥感光谱指数（NBR，dNBR，rdNBR，NDVI，dNDVI）与CBI的线性回归方程，其中NBR与CBI的决定系数最高，据此，我们划定了林火烈度遥感定量评价的NBR阈值；然后选取了29个火场，运用ArcGIS进行目视解译，确定每个火场的范围。在每个火场范围内，根据上述林火烈度的NBR阈值来划分林火烈度等级，完成了研究区近年来林火烈度的制图；其次分析了各烈度等级在海拔、坡度、坡向和植被类型上的分布，结果表明高烈度等级主要分布在高海拔、斜坡、阴坡和针叶林内；最后采用DCCA分析了地形、可燃物和气象条件对林火烈度的综合影响，结果表明前2个排序轴可以解释86.6%的林火烈度空间变异，海拔高度、坡度和日均湿度与第一排序轴显著相关(p<0.05)，坡向与第二排序轴显著相关（p<0.05）；林火烈度呈现出南北梯度变化，大兴安岭地区林火烈度高，小兴安岭地区林火烈度低，本项研究对黑龙江省森林火灾的防控具有一定的指导意义。