大兴安岭火干扰和森林NPP对全球气候变化的响应

联合林火发生统计模型、林火蔓延物理模型、林窗模型LINKAGES、景观模型LANDIS、生态系统过程模型 PnET，研究大兴安岭呼中林业局今后100年内林火干扰、森林景观格局（树种组成和年龄结构）、净初级生产力对全球气候变化的响应。探讨是否可以通过对林火干扰过程的调控（灭火与可燃物处理）来减缓、避免气候变化所造成的不利影响，从而为该地区的林火管理和森林经营提供实践指导。与以往研究中常用的"气候变化-NPP"或"气候变化-林火干扰-森林演替-NPP"思路不同，本研究强调以往不易涉及的林火干扰同森林演替的相互动态作用以及通过该相互作用而形成的景观格局对森林净初级生产力过程的影响，深化"格局和过程关系"这一核心理论，解决了现代森林生态系统对全球气候变化响应研究中对林火干扰的调节作用重视不足的问题。

本项目严格按照申请书计划以及预算执行，实现了“揭示了植被演替与林火干扰的相互动态作用及其在气候变化下对森林净初级生产力的影响；探讨是否可以通过对林火干扰过程的调控（灭火与可燃物处理）来减缓、避免气候变化所造成的不利影响，从而为该地区的林火管理和森林经营提供实践指导”的预期目标。通过对1）林火干扰对气候变化的响应；2）森林演替对气候变化的响应；3）气候变化下林火干扰、森林演替相互动态作用对森林景观格局的影响；4）景观尺度上森林NPP 对气候变化的响应；5）林火干扰的人为调控对森林生产力的影响等方面具体科学问题的研究，得出了以下结论：1）可燃物、地形以及天气对林火扩散作用的相对重要性会因为不同的空间尺度（林火面积）而产生差异，在小面积火中，可燃物是林火传播的主要控制者；而面积较大的林火中，天气是林火传播的主要控制者。2）气候变化可能不会超过人为活动对林火发生密度的影响。要想准确预测未来林火与气候变化之间的关系必须要考虑人为活动的影响，如道路和居民点等；3）在未来气候变暖条件下，研究区的森林景观结构将从以针叶林为主转变为以阔叶林（白桦）为主，森林景观动态以及生态系统服务功能也会因此而发生改变。4) 林火行为的空间异质性对树种组成、年龄结构和空间格局有较大的影响。而且林火烈度对落叶松年龄结构的影响要大于对白桦的影响。5）基于火烧概率的可燃物处理策略还可以指出更加分散的，更小的高火险的地点，因此可以提高林火扑救的效率。这些结果已经以学术论文形式发表于国际、国内相关学术期刊。一共发表SCI 6篇以及中文核心期刊5篇，包括1篇在生态学顶级期刊（Global Chang Biology），1篇在遥感学科顶级期刊（Remote Sensing of Environment），1篇在林学顶级期刊（Forest Ecology and Management）。