全 文 ：大兴安岭北坡火烧迹地森林景观恢复及其影响因子 3
———以郁闭度指标为例
解伏菊1 ,2 　肖笃宁1 　李秀珍1 3 3 　魏建兵1 ,2 　王绪高1 ,2
(1 中国科学院沈阳应用生态研究所 ,沈阳 110016 ;2 中国科学院研究生院 ,北京 100039)
【摘要】　1987 年发生在大兴安岭北坡的特大火灾造成了森林资源的巨大损失 ,森林景观恢复一直是人们
关注的热点. 本研究选取与森林生产力密切相关的郁闭度因子作为研究对象 ,以 ArcView、Arc GIS 等地理
信息系统软件为研究平台 ,采用 1987 年和 2000 年两期森林资源二类调查数据 ,对郁闭度、火烧强度、抚育
类型和地形因子等进行分级 ,利用 Kendall 等级相关分析、相似性分析等方法 ,探讨了森林郁闭度格局的恢
复状况以及火烧强度、更新类型、地形因子对郁闭度恢复的影响. 结果表明 ,2000 年郁闭度等级构成与
1987 年火前相比发生了明显变化 ,无林地以及高郁闭度等级比重明显下降 ,较低郁闭度等级比重显著上
升 ;火烧强度对火后恢复的影响最为关键 ,火烧强度与郁闭度等级呈负相关 ;更新措施短期内对郁闭度恢
复影响不显著 ,但可以缩短森林演替的周期 ,对未来针叶林群落生产力恢复具有重要的促进作用 ;地形因
子中坡度对郁闭度恢复影响最为明显 ,其次为坡位 ,坡向影响最弱.
关键词 　火烧因子 　生产力恢复 　郁闭度 　影响因子 　等级相关分析
文章编号 　1001 - 9332 (2005) 09 - 1711 - 08 　中图分类号 　Q149 ,Q948 ;S71815 　文献标识码 　A
Forest landscape restoration and its affecting factors in burned area of northern Great Xing′an Mountains —
Taking forest coverage as an example. XIE Fuju1 ,2 ,XIAO Duning1 ,L I Xiuzhen1 ,WEI Jianbing1 ,2 ,WAN G Xu2
gao1 ,2 ( 1 Institute of A pplied Ecology , Chinese Academy of Sciences , S henyang 110016 , China ; 2 Graduate
School of Chinese Academy of Sciences , Beijing 100039 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2005 ,16 (9) :1711～
1718.
Forest landscape restoration has been an attractive issue since the catastrophic fire took place on the northern
slope of Great Xing′an Mountains in 19871Based on the China forest inventory data and employing Kendall Bi2
variate and Distances Correlation Analyses ,an investigation was made to search for what changes of the forest
coverage pattern being happened in this area during the past 13 years after fire ,and how the fire severity ,foster
type and terrain factors influenced the restoration of forest coverage. The results showed that the forest coverage
in 2000 changed a lot ,in comparing with that in 1987 before fire. The percentage of non2stocked land area and
coverage grade declined markedly ,with lower coverage grade increased. Among all test factors ,fire severity which
was inversely correlated with forest coverage grade was the key one. Though the regeneration measures didn’t
markedly affect forest coverage restoration within a short period ,they might shorten the cycle of forest succession
and promote the productivity of coniferous forest in the future. Among three terrain factors , slope was the
strongest one affecting forest coverage ,followed by position and aspect .
Key words 　Fire , Productivity restoration , Forest coverage , Factor analysis , Kendall correlation analysis.3 国家自然科学基金项目 (30270225 ,40331008) 、中国科学院知识创
新工程项目 ( KSCX22SW2133)和中俄自然资源与生态环境联合研究
中心专项经费资助项目.3 3 通讯联系人.
2005 - 04 - 06 收稿 ,2005 - 05 - 12 接受.
1 　引 　　言
林火作为森林生态系统不可或缺的生态因子对
生态环境造成的正负生态效应以及火后的生态恢
复 ,早已引起国外学者的广泛重视[2 ,3 ] . 我国的林火
生态研究起步较晚 ,1987 年发生在大兴安岭北坡总
过火面积达 1133 ×104 km2 的特大森林火灾 ,历史
罕见 ,既给生态环境造成了极大破坏 ,也为林火生态
研究提供了契机 ,自 1988 年后 ,各相关研究领域陆
续取得了大量研究成果[5 ,8 ,18 ,20 ,22～24 ] . 比较国外该
领域的研究 ,我国林火生态研究尚存不足 ,如研究尺
度较小 ,内容单一 ,研究不连续 ,加之此次森林火灾
受灾面积大 ,造成的生态影响严重 ,而森林生态环境
演替又具有复杂性和长期性 ,火灾所引起的负面生
态效应不可能在十几年内彻底消除 ;人类对火烧迹
地恢复的干预也加剧了恢复的复杂性和不确定
性[4 ,7 ,10～12 ,14～16 ] . 因此 ,从景观格局恢复研究转向
生态功能恢复研究 ,由种群、群落恢复研究过渡到景
应 用 生 态 学 报 　2005 年 9 月 　第 16 卷 　第 9 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY , Sep. 2005 ,16 (9)∶1711～1718
观尺度的恢复研究将成为今后火烧迹地恢复研究的
新议题. 景观生态学关于景观格局与过程的相关理
论可以作为研究的理论基础[1 ,17 ] ;而地理信息系统
技术的快速发展和广泛应用则为大范围的火后恢复
研究提供了强大的技术支持[6 ,21 ] .
森林生产力是衡量树木生长状况和生态系统功
能的主要指标之一[9 ] . 火后生产力恢复程度关乎整
个森林生态系统能否正常运行. 森林植被的郁闭度
是反映森林生产能力的重要指标 ,也是国家森林资
源二类调查的一个关键统计数据. 因此 ,本研究选取
郁闭度作为研究对象 ,利用地理信息系统技术将火
前 (1987 年)与火后 (2000 年) 森林空间信息数据进
行比较 ,探讨森林景观生产力恢复及其与主要影响
因子的关系.
2 　研究地区与研究方法
211 　研究区概况
本研究选取大兴安岭北坡“5·6”火灾区图强林业局中部
的育英林场、奋斗林场为研究区 ,总面积约 1 200 km2 ,“5·6”
大火过火面积达 1 050 km2 ,占总面积的 8715 %. 图强林业局
位于我国北部边陲 ,大兴安岭北坡 ,黑龙江上游 ,阿木尔河流
域 ,隶属黑龙江省漠河县 (122°18′05″E～123°29′00″E ,52°15′
55″N～53°33′40″N) . 其东与阿木尔林业局交界 ,西与西林吉
和富克山林业局毗邻 ,南与满归林业局接壤 ,北以黑龙江与
俄罗斯隔江相望 ,东西宽约 60 km ,南北长约 150 km ,总面积
约 4 023 km2 ;该局属于大兴安岭北部起伏和缓的中山丘陵
地区 ,山顶浑圆 ,沟谷宽阔. 地势南高北低 ,东陡西缓. 海拔最
低 270 m ,最高 1 210 m ,平均约 500 m ;本区属于寒温带大陆
性气候 ,冬季严寒漫长 ,夏季炎热短暂 ,雨热同期. 年均温
- 4194 ℃,年平均最低温达 - 53 ℃,年平均降水量 43210
mm ,主要集中于 6～8 月 ;区内森林属寒温带森林 ,分布最广
的树种有兴安落叶松 ( L arix gmelimii) 、樟子松 ( Pinus
sylvest ris var. mongolica) 和白桦 ( Betula platyphylla) ,其次为
云杉 ( Picea koraiensis) 和山杨 ( Populus davidiana) 等. 土壤
以棕色针叶林土为主 ,土层较薄 ,约 10～30 cm. 图强林业局
总过火面积约 2 310 km2 ,占总面积的 5713 %.
选择该研究区主要基于过火面积比重大 ,便于大尺度景
观恢复研究 ;过火区中地势起伏相对较大 ,利于研究地形对
景观恢复影响 ;火后采取了天然更新为主、人工更新为辅的
更新策略 ,为火后人工干预恢复的成效研究提供了有利条
件.
212 　研究方法
21211 数据来源 　1987 年和 2000 年地形林相图及相应的森
林资源调查二类清查数据库 ;1987 年火烧强度图 ;大兴安岭
林业管理局林业专业调查报告 ;大兴安岭林业管理局森林经
营方案 ;野外考察资料.
21212 制图 　利用 ArcView313 将 1987 年火烧强度图、1987
年和 2000 年两期林相图矢量化 ,并建立属性数据库 ;根据研
究需要 ,利用 Arc GIS地理信息系统软件参照下列标准提取
郁闭度指标 (表 1)及各影响因子 (图 1～4) .
图 1 　2000 年郁闭度等级分布图
Fig. 1 Distribution map of forest coverage grade in 2000.
图 2 　1987 年火烧强度分布图
Fig. 2 Distribution map of fire severity in 1987.
图 3 　火后抚育类型图
Fig. 3 Map of regeneration type after fire.
21213 提取标准 　分别将研究区矢量化火烧强度图、更新类
型图、坡度等级图以及坡向、坡位类型图与郁闭度等级分布
图叠加 ,分析上述因素对火后植被恢复的影响. 火烧强度与
郁闭度等级构成的关系采取 Kendall 等级相关分析法 ;更新
类型、地形因子对郁闭度恢复的影响分析采用距离相关分析
中的相似系数进行比较. 为消除不同火烧强度区、不同更新
类型区以及各地形梯度之间的面积差异 ,郁闭度等级分布采
用面积百分比表示 ,即每个等级占本类型区或本梯度级面积
的比重. 数据统计分析在 Spss1010 与 Excell 下进行.
2171 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
表 1 　各研究因子的提取标准
Table 1 Criterion of various factors
等级 (类型) Grade (type) 特征描述 Description
郁闭度 1 无林地或未达统计标准的幼龄林、疏林地
Forest coverage 2 郁闭度 0～012
3 郁闭度 012～014
4 郁闭度 014～016
5 郁闭度 016～018
6 郁闭度 > 018
火烧强度 轻度火烧 Lightly burned 烧死木≤30 %
Fire severity 中度火烧 Moderately burned 烧死木 30 %～70 %
重度火烧 Severely burned 烧死木≥70 %
更新类型 天然更新 Natural regeneration 不采取任何人工措施 ,完全靠母树种源自然传播更新
Regeneration type 人促更新 Human promoted regeneration 种源来源于母树 ,人工辅助幼苗扎根、生长
直播更新 Direct seeding regeneration 采用人工或飞机播种提供种源进行更新
植苗更新 Direct planting regeneration 人工种植幼苗以提高成活率
坡度 平坡 Flats < 5°
Slope 缓坡 Gentle slope 5°～15°
斜坡 Moderate slope 15°～25°
陡坡 Steep slope 25°～35°
急坡 Sharp slope > 35°
坡向 阴坡 Shaded aspect 北坡、东北坡
Slope aspect 半阴坡 Semi2shaded aspect 西北坡、东坡
半阳坡 Semi2sunny aspect 西坡、东南坡
阳坡 Sunny aspect 西南坡、南坡
无坡向 No aspect 宽谷、平地
坡位 谷 Valley 山麓谷地坡度 < 5°、河岸或溪流两岸带状地带、谷地低洼排水不畅或
Slope position 沼泽化地带、宽阔河谷地带
下坡位 Low slope position 海拔 < 900 m 山地 ,自山麓至 1/ 3 高度处的各坡向
中坡位 Middle slope position 海拔 < 900 m 山地 ,自 1/ 3 至 2/ 3 高度处的各坡向
上坡位 Upper slope position 海拔 < 900 m 山地 ,2/ 3 高度至山顶的各坡向
岭 脊 Hill top 海拔 > 900 m 山岭顶部的各坡向
图 4 　坡向 (a) 、坡位 (b)类型及坡度等级 (c)分布图
Fig. 4 Distribution map of aspect (a) ,position ( b) type and slope grade
(c) .
3 　结果与分析
311 　森林景观郁闭度等级构成
由图 5 可以看出 ,火前与火后 (2000 年) 郁闭度
各等级面积分布均存在两个优势等级 ,火前为等级
1 与等级 4 ,2000 年为等级 1 与等级 3. 2000 年等级
1 所占比重由火前 3211 %降为 2317 % ,与火后采取
的各项森林抚育更新措施密切相关 ,特别是天然林
保护工程的实施 ,加快了宜林地植树造林速度 ,而无
林地的减少对于森林资源的后续发展具有重要意
义 ;另一优势等级则由火前的等级 4 降为等级 3 ,且
所占面积比重由火前的 716 %增加到 2000 年的
3916 % ,表明火后森林演替尚处于早期阶段 ,大量同
期更新的林木处于同一等级 (等级 3) .
图 5 　森林景观郁闭度等级面积百分比构成
Fig. 5 Area percentage of forest coverage grade.
a) 1987 ;b) 2000.
31719 期 　　　　　　解伏菊等 :大兴安岭北坡火烧迹地森林景观恢复及其影响因子 ———以郁闭度指标为例 　　　　　　　　　　　
　　与火前相比 ,2000 年高郁闭度等级比重明显减
少 ,等级 5 和 6 所占面积分别由火前的 1818 %和
1510 %降为 811 %和 011 %. 火灾损失严重以及火后
恢复时间较短是出现这种格局的主要原因. 由此可
见 ,大面积的森林正处于较低生产能力阶段 ,远未恢
复到火前水平 ;但森林景观基质已基本形成 ,生产力
具有较大发展空间 ,随着森林进一步演替 ,高郁闭度
等级所占面积将逐步增加 ,各等级所占面积将趋于
均衡 ,从而达到高生产力的顶级水平.
312 　火烧强度与森林景观生产力的恢复
2000 年各火烧强度区郁闭度等级面积构成与
未火烧区相比具有明显差异 (图 6) . 从等级面积构
成曲线看 ,与未火烧区最为接近的是轻度火烧区 ,中
度与重度火烧区相似 ,但与未火烧区差异显著. 轻度
火烧区郁闭度等级构成与未火烧区相比 ,优势分布
范围降低了一个等级 ,未火烧区是等级 4 到等级 5 ,
而轻度火烧区降至等级 3 到等级 4 ,等级 1 比重却
高于未火烧区 1114 %. 这说明轻度火烧区生产力水
平有所下降 ,无林地和未成林地面积增加 ;中度与重
度火烧区各等级所占面积差异明显大于轻度火烧区
与未火烧区 ,呈现两极分化特征 ,最大与最小分布面
积之差分别达 5319 %和 5215 % , 而未火烧区为
4116 % ,等级 1 面积比重却分别高于未火烧区 11 %
和 19 % ; 优势分布面积出现于等级 3 , 分别达
5412 %和 5217 % ,高于未火烧区的 919 % ;等级 4、5
面积比重分别低于未火烧区 2110 %、2913 %和
30 %、41 %. 其主要原因是火烧程度越高 ,残存的活
立木越少 ,而高郁闭度等级主要来自于火后残存的
林木 ,因此 ,轻度火烧区生产力水平与未火烧区相比
虽有所下降 ,但仍明显高于中度与重度火烧区 ;火烧
迹地火后同期更新的林木其郁闭度大都已达到等级
图 6 　2000 年火烧区郁闭度等级面积构成
Fig. 6 Area percentage of forest coverage grade in areas under different
fire severity in 2000.
Ⅰ1 轻度火烧区 Lightly burned area ; Ⅱ1 中度火烧区 Moderately
burned area ; Ⅲ1 重度火烧区 Severely burned area ; Ⅳ1 未火烧区 Un2
burned area.
3 的水平 ,造成了等级 3 面积大幅增加 ,各等级的分
布面积差异随之增大 ;位于重火烧区的部分火烧迹
地由于立地条件较差 ,缺乏种源而无法恢复 ,导致无
林地比重增加.
由此可见 ,郁闭度各等级面积构成与火烧强度
之间存在一定的相关性. 采用非参数 Kendall 等级
相关分析方法进行检验 ,结果表明 ,火烧强度与郁闭
度等级的 Kendall 相关系数 tau - b = - 01422 , P <
0101 ;二者之间存在负相关关系. 火烧强度对森林郁
闭度恢复产生显著性影响 ,为中等相关. 产生这一结
果的原因是 1987 年“5·6”特大火灾造成森林生产能
力大幅降低 ,火烧强度越强 ,森林生产力受损越严
重 ,恢复难度越大 ,所需恢复时间越长. 表现在郁闭
度等级构成上则是等级越高所占面积比重越低 ,呈
现出明显的负相关关系. 由于森林受损面积大 ,破坏
严重 ,火后采取了人工辅助天然更新策略 ,尤其是对
重度火烧区采取了人工造林的方式帮助其恢复 ,降
低了等级 1、2 的面积 ,弱化了火烧强度与森林生产
能力之间的负相关性. 另外 ,未火烧区郁闭度等级
5、6 的面积也分别由火前的 4810 %、110 %下降为
4117 %、011 % ,野外调查发现 ,火后仍然存在的采伐
行为是导致未火烧区高郁闭度等级面积比重降低的
主要原因.
313 　更新类型与郁闭度的关系
由图 7 可以看出 ,2000 年各更新类型区与各火
烧强度区的郁闭度等级面积构成 (图 6) 具有较高的
一致性. 这与当年的火后经营规划有关. 天然更新主
要选择轻度火烧区、各种火烧强度下的阔叶林区以
及立地条件较差的重度火烧区 ;人工促进天然更新
主要以中度火烧区的针叶林分为主 ;人工更新则以
重度火烧区立地指数较高的针叶林林地为主.
为验证更新措施对森林恢复的实际效果 ,采用
距离相关分析对几种更新方式下的郁闭度等级构成
进行相似性分析 (表 2) ,结果表明 ,各种更新类型下
郁闭度等级构成与未火烧区的相似性系数均较低 ,
火烧区高郁闭度等级所占面积明显低于未火烧区 ,
而优势分布面积出现的等级均下降了一位 ,无林地
面积也明显增加 (图 7) . 与未火烧区相似性最高的
是天然更新区 ,两者的相似性系数仅有 01398 ;其它
3 种更新方式效果相近 ,但与未火烧区相差甚远. 可
见火烧区郁闭度恢复最好的是天然更新区 ,但这并
不意味着更新措施对森林景观生产力恢复没有产生
积极作用. 其原因 :1)更新措施是根据火烧程度与立
地条件设计的 . 天然更新主要以轻度火烧区和阔叶
4171 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
图 7 　2000 年各类型区郁闭度等级面积构成
Fig. 7 Area percentage of forest coverage grade in 2000 in various re2
gions.
Ⅰ1 天然更新 Natural regeneration ; Ⅱ1 人促更新 Human promoted re2
generation ; Ⅲ1 直播更新 Direct seeding regeneration ; Ⅳ1 植苗更新
Direct planting regeneration ; Ⅴ1 未火烧区 Unburned area. 下同 The
same below.
图 8 　2000 年各更新类型区的树种构成
Fig. 8 Area percentage of forest type in various regeneration regions in
2000.
a)针叶林 Conifer forest ;b)阔叶林 Broadleaved forest ;c) 混交林 Mixed
forest .
表 2 　火后不同更新类型区与未火烧区间郁闭度等级构成的相似性
Table 2 Similarity matrix of coverage grade in areas under various re2
generation measures and unburned area
1 2 3 4 5
1 11000 01941 01805 01830 01398
2 11000 01965 01981 01165
3 11000 11000 01000
4 11000 01108
5 11000
1)天然更新 Natural regeneration ;2)人促更新 Human promoted regen2
eration ;3) 直播更新 Direct seeding regeneration ; 4) 植苗更新 Direct
planting regeneration ;5)未火烧区 Unburned area.
林区为主 ,存在大量未烧死树木 ,阔叶树种又具有较
高的萌发更新能力 ,因此天然更新区的效果较好 ;而
人工更新区多以重度火烧区为主 ,并且采取直接播
种或种植生长缓慢的针叶树种的方式 ,短期内郁闭
度恢复成效不十分明显. 2)从时间尺度上看 ,短期内
人工更新方式对森林景观格局恢复更有成效. 由图
8 可见 ,2000 年人工更新区 (直播和植苗更新区) 针
叶林的比重要高于天然更新区 (天然更新和人工促
进天然更新区)和未火烧区 ,大大缩短了火烧区特别
是重度火烧区由阔叶树种到顶级群落针叶树种的演
替周期[16 ] ,对于较大时间尺度上顶级针叶林群落生
产力的恢复具有重要意义. 3) 火烧区其它几种恢复
方式效果与天然更新相似性 (均大于 018) 也较高 ,
说明对更新方式的选择是合理的.
314 　地形因子与森林郁闭度的关系
31411 坡度对森林郁闭度恢复的影响 　由表 3 可以
看出 ,平坡、急坡与其它几个坡度级差异较大 ,其它
几个坡度级每两个相邻级别之间具有较高相似性 ,
不相邻等级之间相似性较低. 说明坡度对郁闭度恢
复具有明显影响. 平坡等级 1 所占比重为 43125 % ,
明显高于其它坡度级 ,等级 4～6 则明显低于其它坡
度级 (图 9A) . 这主要是平坡地中沼泽、灌丛等无林
地所占比重很大 ,即使是有林地往往也由于土壤过
湿导致林木生长缓慢 ;过火面积比重大 ,特别是重度
火烧区所占比重最高 (图 10A) ,而高郁闭度等级所
占面积极为有限.
表 3 　各坡度、坡向和坡位的郁闭度等级构成相似性矩阵
Table 3 Similarity matrix of coverage grade on slope ,aspect and slop
position grade
1 2 3 4 5
A 1 11000 01420 01271 01221 01000
2 11000 11000 01797 01295
3 11000 01948 01517
4 11000 01854
5 11000
B 1 11000 01993 01944 01940 01006
2 11000 01906 01894 01000
3 11000 11000 01108
4 11000 01175
5 11000
C 1 11000 01491 01003 01000 01000
2 11000 01867 01866 01848
3 11000 11000 01982
4 11000 01962
5 11000
A :坡度 Slope , 1) 平坡 Flats , 2) 缓坡 Gentle slope , 3) 斜坡 Moderate
slope ,4)陡坡 Steep slope ,5)急坡 Sharp slope ;B :坡向 Aspect ,1) 阴坡
Shaded aspect ,2)半阴坡 Semi2shaded aspect ,3)半阳坡 Semi2sunny as2
pect ,4)阳坡 Sunny aspect ,5)无坡向 No aspect ;C :坡位 Position ,1) 谷
Valley ,2)下坡位 Low slope position ,3) 中坡位 Middle slope position ,
4)上坡位 Upper slope position ,5)岭脊 Hill top .
　　缓坡、斜坡、陡坡的郁闭度等级 1、2 面积比重随
着坡度的增加而增大 ,等级 3 则随坡度增加而降低 ,
等级 4、5 又随坡度增加而增加 (图 9A) . 从过火面积
比重和火烧程度看 ,随着坡度增加 ,过火面积比重、
火烧强度均越来越低 (图 10A) ,但郁闭度等级最低
的两级所占比重却表现出增加趋势 ,而代表火后恢
复较好的等级 3 却随坡度增加而减少. 这一变化规
律说明在这 3 个坡度中 ,坡度越低 ,火后郁闭度恢复
越好. 这是因为坡度既影响太阳入射角 ,导致气温、
地温的变化 ,又是水平方向上水分、土壤养分的驱动
因子 ,对土壤厚度、理化性质等有显著影响[13 ] . 坡度
越大水分流失越严重 ,土壤侵蚀的可能性越大 ,造成
51719 期 　　　　　　解伏菊等 :大兴安岭北坡火烧迹地森林景观恢复及其影响因子 ———以郁闭度指标为例 　　　　　　　　　　　
了土壤的浅薄与贫瘠[7 ] ,影响到火后植被的恢复 ;
等级 4、5 所占比重随着坡度级的升高而增加 ,则是
由于火烧面积比重减少、强度降低 ,来自于火后残留
的林木增加所致. 急坡所占面积比重极低 ,仅占总面
积的 01035 % ,且主要位于轻度火烧区 (图 10A) . 因
此 ,等级 4 所占面积极大.
31412 坡向对森林郁闭度的影响 　由表 3 可以看
出 ,除无坡向地外 ,各坡向级的郁闭度等级构成具有
非常高的相似性 ,相似性系数均在 0189 以上. 这表
明坡向对森林景观生产力恢复影响极其微弱. 无坡
向地主要以沼泽、灌丛为主 ,无林地所占比重较大 ,
加之近些年气候变暖和人为活动等大强度的干扰导
致多年冻土融化 , 森林沼泽湿地出现明显的扩
张[25 ] ,从而导致郁闭度等级一所占比重明显高于其
他几个坡向 (图9B) . 阴坡与半阴坡、阳坡与半阳坡
图 9 　2000 年郁闭度等级在各地形因子梯度上的面积分布
Fig. 9 Area distribution of forest coverage grade on terrain gradients in
2000.
A :坡度 Slope , 1) 平坡 Flats , 2) 缓坡 Gentle slope , 3) 斜坡 Moderate
slope ,4)陡坡 Steep slope ,5)急坡 Sharp slope ;B :坡向 Aspect ,1) 阴坡
Shaded aspect ,2)半阴坡 Semi2shaded aspect ,3) 半阳坡 Semi2sunny as2
pect ,4)阳坡 Sunny aspect ,5)无坡向 No aspect ;C :坡位 Position ,1) 谷
Valley ,2)下坡位 Low slope position ,3)中坡位 Middle slope position ,4
上坡位 Upper slope position ,5)岭脊 Hill top . 下同 The same below.
更为相似 ,阳坡、半阳坡前 3 个等级所占比重大于阴
坡、半阴坡 ,后 3 个等级则相反. 造成这种差异的主
要原因 :1)从火烧程度和范围来看 ,阳坡、半阳坡都
高于阴坡、半阴坡 (图 10B) ,导致了高郁闭度等级所
占面积较少 ,而无林地比重却高于阴坡、半阴坡 ;2)
坡向主要通过影响光照条件进而影响水分、土壤等
其它生长条件 ,阳坡、半阳坡光照强 ,较干燥 ,更适宜
白桦 ( Bet ula platyphylla) 、山杨 ( Popul us davi di2
ana)等阔叶树种生长[19 ] ,因此 ,等级 3 所占面积比
重明显高于阴坡和半阴坡.
31413 坡位对郁闭度的影响 　由表 3 可见 ,谷地与
其它坡位相似性最低 ,中坡位与上坡位相似性最高 ,
其它坡位居于两者之间. 谷地因其沼泽湿地面积比
重大以及火干扰强度较高 (图 10C) 而表现为无林地
比重高 ,高郁闭度等级比重极低的特点 ;下坡位土壤
湿度大 ,对于适应干旱环境的白桦、山杨等生长较快
的阔叶树种具有一定的排斥力 ,火后更新主要以对
生境适应性更强但生长较慢的针叶林为主 ,加之过
火面积比重大、强度高 ,因而表现出无林地比重较
高 ,较高郁闭度等级面积比重低的特点 ;中坡位、上
图 10 　火烧强度在各地形因子梯度上的面积分布
Fig. 10 Area distribution of fire severity on various terrain gradients.
a)轻度火烧区 Lightly burned area ; b) 中度火烧区 Moderately burned
area ;c)重度火烧区 Severely burned area ;d)未火烧区 Unburned area.
6171 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
坡位以及岭脊的郁闭度等级构成具有明显的规律
性 ,等级 3～5 是其优势等级 ,分别占各坡位面积的
8415 %、9018 %和 9415 %. 这几个坡位由于排水条
件良好、土壤湿度偏干 ,适宜白桦、山杨等阔叶树种
生长 ,因而郁闭度恢复良好. 结合过火区面积比重以
及火烧强度来看 ,上坡位虽然火烧面积比重大 ,强度
高 ,但恢复状况最好.
综上所述 ,坡度、坡向和坡位对森林景观郁闭度
恢复均有一定的影响 ,从相似性系数的分布来看 ,坡
度的影响最为显著 ,而坡向的影响最弱. 这主要是通
过影响过火区面积比重和火烧强度进而影响到火后
的恢复 ;由于地形因子各梯度提供的生长条件不同
导致了森林生产力恢复的差异.
4 　结 　　论
411 　经过十几年的恢复 ,2000 年大兴安岭火烧迹
地的森林景观郁闭度等级格局与火前相比仍存在很
大差异. 2000 年各等级所占面积比重极不均衡 ,中
等郁闭度等级 (等级 3) 占据绝对优势 ,从而成为郁
闭度分布格局的基质 ,也是森林生产力进一步恢复
的基础 ;高郁闭度等级比重显著下降 ,格局更趋破
碎. 可以推知 ,2000 年的较高郁闭度等级大多来自
于火后残留 ,等级 2、3 则主要来自于火后更新. 郁闭
度要达到高生产力格局还需较长时间的恢复和演
替.
412 　火烧强度决定了有无种源 ,残存活立木的多少
是对火后恢复起重要作用的更新条件. 即使人工更
新解决了种源问题 ,但在较短时间内 ,残存活立木仍
是决定高郁闭度等级所占面积比重的最主要因子.
重度火烧也导致了立地条件较差的有林地难以恢复
而沼泽化或形成灌丛. 因而重度火烧区等级 1 比重
往往较高. 轻度火烧区即使完全利用天然更新 ,效果
也仍好于人工更新的中度、重度火烧区. 可见火烧强
度是制约郁闭度恢复的重要因素.
413 　更新类型是叠加于火烧强度之上的人类干预
因子. 更新措施的选择是依据于火烧强度和立地类
型 ,解决了重度火烧区针叶树种的种源问题 ,缩短了
由阔叶林到针叶林的演替周期 ,使可能退化的林地
得以维持 ,对短期内的森林生产能力恢复没有显著
性的影响 ,但可以预期对未来针叶林群落的生产力
恢复起到一定促进作用.
414 　地形因子通过对火烧强度的影响以及所提供
的森林生长条件的差异对森林生产能力恢复产生影
响. 在 3 个影响因子中 ,坡度影响最为显著 ,其次为
坡位. 郁闭度等级在平坡、谷、无坡向 3 个梯度与其
它梯度上的分布均有明显差异. 这与本区沼泽广布、
土壤湿度大有关. 火后水分条件的变化很可能使上
述梯度的生境进一步恶化 ,进而影响到其它梯度的
立地条件 ,阻碍森林景观的恢复. 因此 ,探讨火后森
林湿地的变化 ,对于森林景观的进一步恢复具有重
要意义.
参考文献
1 　Cao Y(曹 　宇) , Xiao D2N (肖笃宁) , Zhao Y(赵 　羿) , et al .
2001. Analysis on landscape ecology literatures in China during re2
cent ten years. Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) , 12 (3) :474～
477 (in Chinese)
2 　Garren KH. 1943. Effects of fire on vegetation of the Southeastern
United States. Bot Rev ,9 (3) :733～736
3 　Gill AM. 1975. Fire and Australian flora :A review. A ust For ,38 :1
～25
4 　Grogan P ,Bruns TD ,Chapin FS. 2000. Fire effects on ecosystem
nitrogen cycling in a Californian bishop pine forest . Oecologia ,122
(4) :537～544
5 　Guan K2Z(关克志) ,Zhang D2J (张大军) . 1990. Analysis of forest
fire effect on forest in Great Xing’anling. Envi ron Sci (环境科
学) ,11 (5) :82～88 (in Chinese)
6 　Guan W2B(关文彬) ,Xie C2H(谢春华) ,Wu J2A (吴建安) , et al .
2002. Plot analysis in the dark coniferous ecosystem using GPS and
RS techniques. Chin J A ppl Eocl (应用生态学报) ,13 (7) :773～
776 (in Chinese)
7 　Kong F2H(孔繁花) ,Liu X2Z(李秀珍) . 2004. Gradient analysis on
the influence of terrain on the forest landscape pattern in the burned
blanks of the north slope of Mt . Daxing’anling. Acta Ecol S in (生
态学报) ,24 (9) :1863～1870 (in Chinese)
8 　Li F2Z(李凤珍) ,Zheng H2Y(郑洪元) ,Lu Y2B (卢跃波) . 1988.
Effects of catastrophic forest fire in the Great Xingan Mountains on
soil microorganisms. Chin J Ecol (生态学杂志) ,7 (supp . ) :60～62
(in Chinese)
9 　Liu G2H(刘国华) ,Fu B2J (傅伯杰) . 2001. Effect of globle climate
change on forest ecosystem. Nat Resour (自然资源学报) ,16 (1) :
71～78 (in Chinese)
10 　Luo J2C(罗菊春) . 2002. Influence of forest fire disaster on forest
ecosystem in Great Xing’anling. J Beiji ng For U niv (北京林业大
学学报) ,24 (5/ 6) :101～107 (in Chinese)
11 　Nakagoshi N. 2001. Forest fire and management in pine forest e2
cosystem in Japan. Hikobia ,13 :301～311
12 　Pianka E. 1992. Disturbance ,spatial heterogeneity ,and biotic diver2
sity : Fire succession in arid Australia. Res Ex plor ,8 :352～371
13 　Shen Z2H (沈泽昊) , Zhang X2S (张新时) ,Jin Y2X (金义兴) .
2000. Gradient analysis of the influence of mountain topography on
vegetation pattern. Acta Phytoecol S in (植物生态学报) , 24 (4) :
430～435 (in Chinese)
14 　Turner M G ,Romme WH , Gardner RH , et al . 1997. Effect of fire
size and pattern on early succession in Yellowstone National Park.
Ecol Mon ,4 :411～433
15 　Turner M G ,Romme WH , Gardner RH , et al . 1999. Prefire hetero2
geneity , fire severity , and early postfire plant reestablishment in
subalpine forests of Yellowstone National Park , Wyoming. Inter J
Wildland Fi re ,9 (1) :21～36
16 　Wang X2G(王绪高) ,Li X2Z(李秀珍) . 2003. Model of vegetation
restoration under natural regeneration and human interference in
the burned area of northern Daxinganling. Chin J Ecol (生态学杂
志) ,22 (5) :30～34 (in Chinese)
17 　Xiao D2N (肖笃宁) ,Li X2Z(李秀珍) . 2003. Forefronts and future
strategies of landscape ecology. Acta Ecol S in (生态学报) ,23 (8) :
1615～1621 (in Chinese)
18 　Xiao D2N (肖笃宁) , Tao D2L (陶大立) ,Xu Z2B (徐振邦) , et al .
71719 期 　　　　　　解伏菊等 :大兴安岭北坡火烧迹地森林景观恢复及其影响因子 ———以郁闭度指标为例 　　　　　　　　　　　
1988. Impacts of an extra2ordinarily disastrous fire on forest re2
sources and environment . Chin J Ecol (生态学杂志) ,7 ( supp . ) :5
～9 (in Chinese)
19 　Xu H2C (徐化成) . 1998. Forest in Great Hing’an Mountains in
China. Beijing :Science Press. (in Chinese)
20 　Yang S2C(杨树春) ,Liu X2T(刘新田) ,Cao H2B (曹海波) . 1998.
Vegetation change on burn blank in Daxinganling forest area. J
Northeast For U niv (东北林业大学学报) ,26 (1) :19～23 (in Chi2
nese)
21 　Zhang N (张　娜) , Yu G2R (于贵瑞) ,Zhao S2D (赵士洞) , et al .
2003. Ecosystem productivity process model for landscape based on
remote sensing and surface data. Chin J A ppl Ecol (应用生态学
报) ,14 (5) :643～652 (in Chinese)
22 　Zhao D2C (赵大昌) . 1988. Vegetations and their restoration after
the disastrous fire in the Great Xingan Mountains. Chin J Ecol (生
态学杂志) ,7 (supp . ) :35～40 (in Chinese)
23 　Zhao K2Y(赵魁义) ,Zhang W2F (张文芬) , Yang Y2X(杨永兴) .
1994. The impact on swamp and countermeasure of the fire in the
Daxingan Mountains analysed by vegetation. In : Zhao K2Y (赵魁 义) ,Zhang W2F(张文芬) ,Zhou Y2W(周幼吾) ,eds. Environmen2tal Influences and Strategies of Forest Fire in Daxinganling Moun2tains. Beijing :Science Press. 54～63 (in Chinese)24 　Zhao Y2W (周幼吾) ,Liang L2H (梁林恒) , Gu Z2W (顾钟伟) .1994. Changes of the Hydro2Thermal regime of frozen ground afterthe forest fire in the Northern part of the Daxingan Mountains. In :Zhao K2Y(赵魁义) ,Zhang W2F (张文芬) ,Zhou Y2W (周幼吾) ,eds. Environmental Influences and Strategies of Forest Fire inDaxinganling Mountains. Beijing : Science Press. 25 ～ 35 ( in Chi2nese)25 　Zhou M (周　梅) , Yu X2X(余新晓) , Feng L (冯 　林) . 2003. Ef2fects of permafrost and wetland in forests in Great Xing’an Moun2tain on ecology and environment . J Beiji ng For U niv (北京林业大学学报) ,25 (6) :91～93 (in Chinese)作者简介 　解伏菊 ,女 ,1969 年生 ,高级讲师 ,博士生. 主要从事景观生态学、城市规划等方面的研究 ,发表论文 4 篇.
致　读　者　·　作　者
　　《应用生态学报》系中国科学院沈阳应用生态研究所和中国生态学会主办的国内外公开发行的学术性期
刊 ,科学出版社出版. 国际标准刊号为 ISSN100129332. 专门刊载有关应用生态学 (主要包括森林生态学、农
业生态学、草地牧业生态学、渔业生态学、自然资源生态学、景观生态学、全球生态学、城市生态学、污染生态
学、化学生态学、生态工程学和恢复生态学等)的具有创新性的综合性论文、研究报告和研究简报等.
　　本刊创刊于 1990 年 ,现为月刊 ,采用国际标准开本 (210 mm ×285 mm) ,192 面 ,每期 43 万字. 本刊系中
国自然科学核心期刊 ,曾荣获全国优秀科技期刊和中国科学院优秀期刊称号. 本刊整体质量和水平已达到相
当高度 ,在国内外应用生态学界的影响日益扩大.《中国科学引文索引》、《中国生物学文摘》、美国《生物学文
摘》(BA) 、美国《化学文摘》(CA) 、英国《生态学文摘》( EA) 、日本《科学技术文献速报》(CBST)和俄罗斯《文摘
杂志》(РЖ)等数十种权威检索刊物均收录本刊的论文摘要 (中英文) .
　　据悉 ,您们正在从事有关生态与环境科学研究项目 (如国家基础科学人才培养基金项目、国家杰出青年
科学基金项目、国家自然科学基金重大和重点项目、国家攀登计划项目、国家“863”和“973”计划项目、国家重
点科技攻关项目、“百人计划”项目、“长江学者计划”项目和国际合作研究项目等) ,并有望取得重大研究成果
和产生一系列创新论文 ,本刊编辑同仁热切希望您及您的同行们充分利用这一科学园地 ,竭诚为您们提供优
质跟踪服务 ,本刊将及时发表您们的创新成果论文 (或以特刊、专刊及增刊等形式发表 ,或以专刊形式发表优
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