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四川省冕宁县华岩子沟火后泥石流成灾机理

中国地质灾害与防治学报 2021年第5期32卷 79-85页

作者：张绍科胡卸文王严金涛杨瀛西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都610031

以四川省冕宁县腊窝乡华岩子沟2019年7月发生的火后泥石流为典型案例,通过对火烧迹地现场地质勘察、降雨模拟试验研究了与火后泥石流形成相关的地形地貌、火行为分布、松散物源规模、产流产沙特征以及相应的灰烬层、斥水性、渗透性等相... 详细信息

以四川省冕宁县腊窝乡华岩子沟2019年7月发生的火后泥石流为典型案例,通过对火烧迹地现场地质勘察、降雨模拟试验研究了与火后泥石流形成相关的地形地貌、火行为分布、松散物源规模、产流产沙特征以及相应的灰烬层、斥水性、渗透性等相关试验。结果表明:(1)火烧迹地的斥水性强度越强,径流产流量越大;(2)严重火烧区的产沙量明显高于中度和轻度火烧区;(3)火烧迹地的斥水性与火烈度大致呈正相关,而渗透性恰好与之相反。研究揭示了火后泥石流的演变过程,为火后泥石流的防治和预警提供了理论依据。

关键词：火后泥石流火烧迹地火烈度降雨模拟产流产沙

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火烧对胡桃楸人工林土壤化学性质的影响

东北林业大学学报 2008年第7期36卷 34-36页

作者：姚余君刘菲胡海清金森东北林业大学哈尔滨150040

对胡桃楸人工林进行控制火烧,利用摄像机记录火烧情况,对火烧前后土壤pH值、全氮、速效氮、速效磷、钾、钙、镁等化学性质的变化及其与林火能量释放指标的相关性进行了分析。结果表明,火烧使胡桃楸人工林土壤肥力总体增加。火烧后土壤p... 详细信息

对胡桃楸人工林进行控制火烧,利用摄像机记录火烧情况,对火烧前后土壤pH值、全氮、速效氮、速效磷、钾、钙、镁等化学性质的变化及其与林火能量释放指标的相关性进行了分析。结果表明,火烧使胡桃楸人工林土壤肥力总体增加。火烧后土壤pH值、速效磷、钾、钙、全氮、速效氮增加,镁变化不显著。火烧对土壤各主要化学性质影响的程度与点烧时的能量释放有关,其中全氮、速效氮、速效磷的绝对变化值与样地总能量释放呈负相关,镁的绝对变化值和钙的相对变化值与单位面积能量释放呈正相关,而pH值和钾与这两个能量释放指标都不相关。上述所有化学性质的变化与林火强度都不存在线性相关关系,以林火强度为依据划分的轻度地表火和低度地表火对土壤各化学性质变化程度没有影响。同时对林火烈度与林火能量释放诸指标的关系进行了讨论。

关键词：林火土壤化学性质火烈度

中烈度火干扰后喀纳斯泰加林火成演替群落的稳定性

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新疆农业科学 2019年第11期56卷 2054-2061页

作者：李清云潘存德余戈壁李贵华新疆农业大学林学与园艺学院/新疆教育厅干旱区林业生态与产业技术重点实验室乌鲁木齐830052 喀纳斯国家自然保护区新疆布尔津836600 新疆林业和草原局乌鲁木齐830000

【目的】分析中烈度火干扰后,不同火后时间喀纳斯泰加林群落在火成演替过程中的稳定性状态,加深对其火干扰后群落演替和恢复过程的科学认识。【方法】运用采用数学模型改进的Gordon稳定性测度方法,计算并判定中烈度火干扰后不同火后时... 详细信息

【目的】分析中烈度火干扰后,不同火后时间喀纳斯泰加林群落在火成演替过程中的稳定性状态,加深对其火干扰后群落演替和恢复过程的科学认识。【方法】运用采用数学模型改进的Gordon稳定性测度方法,计算并判定中烈度火干扰后不同火后时间喀纳斯泰加林通过火成演替其群落所达到的稳定性状态。【结果】受到中烈度火干扰后,随着火后时间的增加和森林群落的持续恢复,喀纳斯泰加林火成演替群落的稳定性由低逐渐升高,并在火后60 a达到相对持续稳定。【结论】喀纳斯泰加林群落的稳定性受火干扰的深刻影响,在中烈度火干扰后,大约需要60 a群落才能通过演替恢复到相对持续稳定的状态。中烈度火干扰后森林群落达到相对稳定状态的演替恢复时间为通过计划火干扰恢复退化泰加林提供参考。

关键词：火干扰火烈度北方森林火成演替相对频度

火干扰烈度对喀纳斯针叶阔叶林主要植物种生态位的影响

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新疆农业科学 2017年第11期54卷 1961-1971页

作者：刘景潘存德余戈壁李贵华刘小菊崔倩杨玉萍新疆农业大学林学与园艺学院/新疆教育厅干旱区林业生态与产业技术重点实验室乌鲁木齐830052 喀纳斯国家自然保护区新疆布尔津836600 新疆维吾尔自治区林业厅乌鲁木齐830000

【目的】分析不同火干扰烈度下喀纳斯针叶阔叶林主要植物种生态位变化特征,从生态位角度解释植物群落的火干扰演替机制,为喀纳斯泰加林群落物种多样性保护与森林可持续经营提供科学依据。【方法】采用Shannon-Wiener生态位宽度和Pianka... 详细信息

【目的】分析不同火干扰烈度下喀纳斯针叶阔叶林主要植物种生态位变化特征,从生态位角度解释植物群落的火干扰演替机制,为喀纳斯泰加林群落物种多样性保护与森林可持续经营提供科学依据。【方法】采用Shannon-Wiener生态位宽度和Pianka生态位重叠度,定量分析喀纳斯针叶阔叶林乔木层、灌木层和草本层主要植物种在不同火干扰烈度下的生态位宽度和生态位重叠度变化。【结果】在不同火干扰烈度之间,西伯利亚红松(Pinus sibirica)和老芒麦(Elymus sibiricus)的生态位宽度均存在显著差异(P0.05);西伯利亚落叶松(Larix sibirica)、蓝果忍冬(Lonicera caerulea)和多叶苔草(Carex polyphylla)等主要植物种的生态位宽度在任一火干扰烈度与其他两种火干扰烈度之间存在显著性差异(P烈度下最大,但与中度火干扰烈度之间的差别不大;森林群落灌木层和草本层主要植物种生态位重叠值则均是在中度火干扰烈度下最大。生态位重叠值>0.8的物种对在中度火干扰烈度下最多,轻度火干扰烈度下最少。【结论】不同的自然火干扰烈度通过制造资源环境的异质性,进而导致喀纳斯针叶阔叶林主要植物种的生态位发生变化,并受到植物生物学特性的影响。

关键词：自然火干扰火烈度针叶阔叶林植物种生态位

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喀纳斯泰加林火成演替群落的稳定性

喀纳斯泰加林火成演替群落的稳定性

作者：李清云新疆农业大学

学位级别：硕士

火成演替作为喀纳斯泰加林演替的主要形式,对其森林群落的更新与发展有着不可或缺的重要作用。但是,受不同烈度火干扰后,泰加林群落通过演替恢复到稳定状态所需的火后时间以及群落达到稳定状态的演替过程尚不清楚。本文以喀纳斯泰加林... 详细信息

火成演替作为喀纳斯泰加林演替的主要形式,对其森林群落的更新与发展有着不可或缺的重要作用。但是,受不同烈度火干扰后,泰加林群落通过演替恢复到稳定状态所需的火后时间以及群落达到稳定状态的演替过程尚不清楚。本文以喀纳斯泰加林火成演替群落为研究对象,基于群落典型样方调查数据,采用空间换时间的演替序列构建方法和数学模型改进的Gordon稳定性测度方法,分析了强、中、弱烈度历史火干扰后森林群落演替过程中的稳定性状态演变过程,以及群落达到稳定状态在火成演替过程中的物种组成与群落结构变化。所得主要研究结果如下:受到强烈度火干扰后,随着火后时间的增加,森林群落的稳定性由低逐渐升高,并在火后80 a达到相对持续稳定。森林群落从强烈度火后的不稳定状态,经阔叶针叶混交林、针叶阔叶混交林演替达到了相对稳定的针叶混交林,森林群落以西伯利亚落叶松（Larix sibirica）、西伯利亚云杉（Picea obovata）、西伯利亚红松（Pinus sibirica）、红果越橘（Vaccinium hirtum）、林奈木（Linnaea borealis）和老芒麦（Elymus sibiricus）等阴性物种为主,乔木树种株数密度约为（1 511±21）株·hm-2。受到中烈度火干扰后,随着火后时间的增加,森林群落的稳定性由低逐渐升高,并在火后60 a达到相对持续稳定。森林群落从中烈度火后的不稳定状态,经针叶阔叶混交林演替达到了相对稳定的针叶混交林,森林群落同样以西伯利亚落叶松、西伯利亚云杉、西伯利亚红松、红果越橘、林奈木和老芒麦等阴性物种为主,乔木树种株数密度约为（1 426±22）株·hm-2。受到弱烈度火干扰后,随着火后时间的增加,森林群落的稳定性由低逐渐升高,并在火后40 a达到相对持续稳定。森林群落从弱烈度火后处于不稳定状态的针叶混交林,通过演替达到了相对稳定的针叶混交林,森林群落也同样以西伯利亚落叶松、西伯利亚云杉、西伯利亚红松、红果越橘、林奈木和老芒麦等阴性物种为主,乔木树种株数密度约为（1 329±18）株·hm-2。结果表明,群落受到强、中、弱烈度火干扰后,分别大约需要80 a、60 a和40 a方可通过演替恢复到相对持续稳定的状态;不同烈度火干扰后,随火后时间增加群落通过演替恢复到相对持续稳定状态的过程中,物种组成均经历了阴性物种所占比例持续上升,并在相对稳定临界时间点之后占居主导,且主要植物种在组成上大体一致;群落结构均经历了乔木树种株数密度先增后减,并在相对稳定临界时间点之后达到相对稳定。火干扰后森林群落通过演替达到相对稳定状态的恢复时间可为通过计划火干扰恢复退化泰加林提供参考。

关键词：泰加林群落火干扰火烈度火成演替

喀纳斯泰加林火成演替群落类型及其与环境和火干扰因子的关系

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喀纳斯泰加林火成演替群落类型及其与环境和火干扰因子的关系

作者：杨玉萍新疆农业大学

学位级别：硕士

火成演替作为泰加林演替的主要形式,对其森林群落的形成与发展具有不可或缺的重要作用。本文以新疆喀纳斯泰加林火成演替群落为研究对象,采用双向指示种分析（TWINSPAN）、主成分分析（PCA）、群落结构分析和冗余分析（RDA）等方法,重... 详细信息

火成演替作为泰加林演替的主要形式,对其森林群落的形成与发展具有不可或缺的重要作用。本文以新疆喀纳斯泰加林火成演替群落为研究对象,采用双向指示种分析（TWINSPAN）、主成分分析（PCA）、群落结构分析和冗余分析（RDA）等方法,重点分析了喀纳斯泰加林可识别的火成演替群落类型及其结构特征,解析了群落分布与环境因子和火干扰因子之间的关系。主要研究结果如下:喀纳斯泰加林可识别的火成演替群落主要有8个类型,即:西伯利亚云杉+西伯利亚落叶松-大叶绣线菊-黑穗苔草群落、西伯利亚落叶松-大叶绣线菊+西伯利亚铁线莲-黑穗苔草+老芒麦群落、西伯利亚云杉+疣枝桦-密刺蔷薇-黑穗苔草+寄奴花群落、西伯利亚落叶松+疣枝桦-蓝果忍冬+西伯利亚铁线莲-黑穗苔草+北方拉拉藤群落、西伯利亚红松+西伯利亚落叶松-红果越橘+阿尔泰忍冬-黑穗苔草+老芒麦群落、疣枝桦+西伯利亚云杉-红果越橘+蓝果忍冬-黑穗苔草+老芒麦群落、西伯利亚落叶松+疣枝桦-红果越橘-黑穗苔草+老芒麦群落、西伯利亚落叶松+五蕊柳-红果越橘-黑穗苔草+寄奴花群落。喀纳斯泰加林火成演替群落有维管束植物172种,隶属于43科125属。植物科、属的分布型以温带成分占优势。在群落外貌特征上,8个群落类型中均地面芽植物最多,叶级均以小叶为主,叶型均以单叶为主。群落垂直结构较明显,可分为乔木层、灌木层和草本层3个层次,亦有层间植物伴生。不同群落类型物种丰富度和物种多样性均为草本层＞乔木层＞灌木层,物种优势度为灌木层＞乔木层＞草本层,物种均匀度为乔木层＞草本层＞灌木层。影响喀纳斯泰加林火成演替群落分布格局的主要环境因子为海拔、坡度、坡位、坡向、土壤含水量和土壤有效磷、全钾含量;火干扰因子为火烈度。环境和火干扰因子共解释了森林群落分布格局变异的76.11%,其中:环境因子为38.89%,火干扰因子为1.65%;二者的交互作用为35.57%;环境和火干扰因子解释的部分占23.89%。

关键词：泰加林森林群落火成演替火烈度环境因子

内蒙古大兴安岭火烧迹地土地利用与生态环境质量研究

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内蒙古大兴安岭火烧迹地土地利用与生态环境质量研究

作者：任旭内蒙古农业大学

学位级别：硕士

以2017年、2018年以及2019年的内蒙古大兴安岭根河市发生的三次森林火灾区为主要研究区,运用Sentinel-2、Landsat-8、DEM等数据,利用主成分分析法和决策树分析、d NBR阈值法,对土地利用变化与景观生态干扰度进行分析;用RSEI模型,分析了... 详细信息

以2017年、2018年以及2019年的内蒙古大兴安岭根河市发生的三次森林火灾区为主要研究区,运用Sentinel-2、Landsat-8、DEM等数据,利用主成分分析法和决策树分析、d NBR阈值法,对土地利用变化与景观生态干扰度进行分析;用RSEI模型,分析了生态环境质量。研究结果如下:(1)PC3提取火烧迹地的精度最高,漏检率和虚警率较低。植被指数中NDVI召回率较高,但虚警率较高。决策树识别的Landsat-8数据的火烧迹地精度达到96.02%,Kappa系数也达到93.65%。精度高于平行六面体分类器监督分类,也高于Sentinel-2数据中的第三主成分分析结果。(2)火烧迹地的中度火烧和重度火烧占据了火烧迹地面积的76.58%,三次火场的火烧迹地均集中在高海拔的1000-1500m范围和在坡度6°-15°范围内,坡度向两侧递增或递减过程中火烧迹地面积均减少。(3)在火烧迹地及其周边土地利用类型中面积由大到小依次为林地、未利用地、草地、水域和建设用地。2016年的林地面积占比达到了70.22%,但在2020年却减少为67.77%。发生了较大变化,草地也有所减少,二者都超过了自然演替的范畴。其中,火烧迹地范围内林地减少最多,达到了9079.87hm,占到了火烧迹地总面积的78.12%。(4)森林火灾对生态环境具有明显负面影响。RSEI模型中的绿度和干度对生态环境有积极影响,而热度与干度则是对生态环境有消极影响。森林火灾不仅使绿度指标发生较大变化,也使得热度指标与干度指标发生了变化。

关键词：火烧迹地火烈度大兴安岭

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喀纳斯泰加林火成演替群落物种多样性特征

喀纳斯泰加林火成演替群落物种多样性特征

作者：崔倩新疆农业大学

学位级别：硕士

火成演替作为泰加林演替的主要形式,对其森林群落物种多样性的形成与发展有着深刻的影响。本文以喀纳斯泰加林火成演替群落为研究对象,采用典型样方调查法,运用物种多样性测度、冗余分析（RDA）、结构方程模型（SEM）和BP神经网络模型... 详细信息

火成演替作为泰加林演替的主要形式,对其森林群落物种多样性的形成与发展有着深刻的影响。本文以喀纳斯泰加林火成演替群落为研究对象,采用典型样方调查法,运用物种多样性测度、冗余分析（RDA）、结构方程模型（SEM）和BP神经网络模型等方法,对喀纳斯泰加林可识别的火成演替群落物种多样性随火后时间增加的动态特征进行分析,并定量、定性解析群落物种多样性与环境和火干扰因子之间的关系,模拟火成演替群落物种多样性演变趋势。主要研究结果如下:森林群落草本层物种多样性在强烈度火干扰后20 a达到最大,在中烈度火干扰后40 a达到最大,在弱烈度火干扰后随火后时间的增加变化不大。森林群落灌木层和乔木层物种多样性在弱烈度火干扰后20 a达到最大,在中烈度火干扰后50 a达到最大,在强烈度火干扰后60 a达到最大。火干扰后森林群落物种多样性变化趋势与草本层物种多样性大体一致。火成演替森林群落草本层物种多样性主要受外生因子海拔、坡向、坡位、土壤含水量、土壤全氮含量、火烈度和内生因子草本盖度的影响,其中:火干扰因子的路径系数最大,为0.37;草本盖度的路径系数为0.41。灌木层物种多样性主要受外生因子海拔、坡向、土壤含水量、土壤电导率、土壤有机质含量和内生因子灌木盖度的影响,其中:土壤养分的路径系数最大,为0.26;灌木盖度的路径系数为0.32。乔木层物种多样性主要受外生因子海拔、坡度、土壤有机质含量、土壤全氮含量、火烈度和内生因子林分密度的影响,其中:地形地貌的路径系数最大,为0.28;灌木盖度的路径系数为0.32。群落物种多样性主要受外生因子海拔、土壤含水量、土壤有机质含量、全氮含量、火烈度和内生因子草本种类的影响,其中:火干扰因子的路径系数最大,为0.28;草本种类的路径系数为0.43。泰加林群落在弱烈度火干扰后随火后时间的增加,物种丰富度和多样性变化不大;在中烈度和强烈度火干扰后随火后时间的增加,物种丰富度和多样性均呈现先降低后增加再略有降低并于火后100 a趋于稳定的演变趋势,但在中烈度火干扰后物种多样性的恢复速度要快于强烈度火干扰后,且在海拔1 600 m处的物种丰富度和多样性高于海拔1 400 m和1 800 m处,东北坡的物种丰富度和多样性整体上高于西北坡。

关键词：泰加林森林群落火成演替火烈度物种多样性

火烧迹地土壤斥水特性研究及其对火后泥石流诱发机理

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地质灾害与环境保护 2020年第2期31卷 93-99页

作者：于振江胡卸文曹希超西南交通大学地球科学与环境工程学院成都610031 西南交通大学高速铁路运营安全空间信息技术国家地方联合工程实验室成都610031

林火的发生会破坏原有的土壤结构,影响土壤的渗透速率,改变土壤的斥水特性。研究发现,火后泥石流物源启动类型主要为地表灰烬层等物质径流冲刷和降雨入渗触发的浅表层滑坡两种模式。本文为了探究土壤的斥水特性及其对火后泥石流诱发作... 详细信息

林火的发生会破坏原有的土壤结构,影响土壤的渗透速率,改变土壤的斥水特性。研究发现,火后泥石流物源启动类型主要为地表灰烬层等物质径流冲刷和降雨入渗触发的浅表层滑坡两种模式。本文为了探究土壤的斥水特性及其对火后泥石流诱发作用的影响,以四川省雅江县八角楼乡火烧迹地为研究对象,对火烧迹地现场4个不同火烈度区域分别进行水滴入渗试验和圆盘入渗试验并结合室内相关物理力学性质试验测得不同火烈度区域土壤的斥水性分布规律及其渗透速率。试验结果表明:(1)林火燃烧的程度和土壤斥水性能呈正相关关系,林火造成土壤表层斥水性明显增强,但其影响程度随土壤深度逐渐下降,对于3 cm以下土壤影响作用显著减小;(2)严重火烧区土壤渗透速率较未火烧及轻度火烧区显著降低;(3)林火燃烧改变了土壤原有的斥水性能,同时也使土壤的众多物理力学性质发生变化;(4)斥水性土壤更易产生坡面径流,土壤侵蚀程度加深,直接为火后泥石流提供物源启动条件。

关键词：斥水性火烧迹地火烈度火后泥石流诱发机理