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林火是森林生态系统中重要的自然干扰,是森林景观格局、及其动态变化的主要驱动力,在维护森林生态系统的物质循环、能量流动以及生物多样性方面起重要作用。林火烈度作为描述林火干扰状况的重要指标之一,是森林景观格局异质性形成的重要因素之一。黑龙江省是我国的重要林区,也是林火频发区,是进行林火烈度研究的理想场所。本研究利用GIS、RS技术和统计方法绘制了黑龙江省林区2007-2010间年过火面积大于100公顷的火烧区和林火烈度分布图,分析了影响林火烈度分布的因素。主要结果如下:
(1)运用野外调查与遥感影像相结合的方法,建立了综合火烧指数(CBI)与遥感光谱指数的关系,结果表明:综合火烧指数与归一化火烧指数(NBR)的相关性最高(R2=0.6275,P<0.0001)。
(2)根据野外调查的实际情况,确定了林火烈度的CBI阈值,其中,轻-中林火烈度阈值为1.16,中-重林火烈度阈值为1.85。然后根据CBI与NBR的线性关系,确定了林火烈度的NBR阈值,其中,未火烧区与火烧区之间的阈僮为585,轻-中林火烈度阈值为252,中-重林火烈度阈值为53。(中、低烈度的林火干扰有利于增加景观的异质性和多样性,有利于改善森林更新条件,使森林生态系统朝着稳定协调的方向演替;高烈度林火使土壤、气候等生态因子间的动态平衡受到干扰,生态功能遭到破坏,最终使森林生态系统的稳定受到威胁。)
(3)根据黑龙江省火烧记录,绘制了2007-2010年过火面积大于100公顷的火烧区分布图。使用Landsat-TM影像能够较好地提取森林过火区空间分布信息,特别是大面积、重烈度的林火。但是,由于受火后植被恢复的影响,在遥感影像上提取低烈度的火烧区还有一定难度。根据NBR阈值完成过火区林火烈度制图,总精度达77%,kappa系数为0.66。
(4)林火烈度受地形、可燃物类型、气象要素的影响。海拔低、坡度小的地区易发生轻烈度林火。海拔高、坡度大的地区易发生重烈度林火;坡向对林火烈度的影响不大:由于针叶林木富含油脂,容易发生重度火灾,干枯的草甸也易引发重烈度林火,而混交林、灌木、沼泽发生林火的概率较小;林火烈度与当日气温、火前一个月日均温显著正相关;降水少、空气干燥也是诱发林火发生的条件之一。