全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 17 期摇 摇 2012 年 9 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
基于生物生态因子分析的长序榆保护策略 高建国,章摇 艺,吴玉环,等 (5287)…………………………………
闽江口芦苇沼泽湿地土壤产甲烷菌群落结构的垂直分布 佘晨兴,仝摇 川 (5299)………………………………
涡度相关观测的能量闭合状况及其对农田蒸散测定的影响 刘摇 渡,李摇 俊,于摇 强,等 (5309)………………
地下滴灌下土壤水势对毛白杨纸浆林生长及生理特性的影响 席本野,王摇 烨,邸摇 楠,等 (5318)……………
绿盲蝽危害对枣树叶片生化指标的影响 高摇 勇,门兴元,于摇 毅,等 (5330)……………………………………
湿地资源保护经济学分析———以北京野鸭湖湿地为例 王昌海,崔丽娟,马牧源,等 (5337)……………………
湿地保护区周边农户生态补偿意愿比较 王昌海,崔丽娟,毛旭锋,等 (5345)……………………………………
湿地翅碱蓬生物量遥感估算模型 傅摇 新,刘高焕,黄摇 翀,等 (5355)……………………………………………
增氮对青藏高原东缘典型高寒草甸土壤有机碳组成的影响 郑娇娇,方华军,程淑兰,等 (5363)………………
大兴安岭 2001—2010 年森林火灾碳排放的计量估算 胡海清,魏书精,孙摇 龙 (5373)…………………………
基于水分控制的切花百合生长预测模型 董永义,李摇 刚,安东升,等 (5387)……………………………………
极端干旱区增雨加速泡泡刺群落土壤碳排放 刘殿君,吴摇 波,李永华,等 (5396)………………………………
黄土丘陵区土壤有机碳固存对退耕还林草的时空响应 许明祥,王摇 征,张摇 金,等 (5405)……………………
小兴安岭 5 种林型土壤呼吸时空变异 史宝库,金光泽,汪兆洋 (5416)…………………………………………
疏勒河上游土壤磷和钾的分布及其影响因素 刘文杰,陈生云,胡凤祖,等 (5429)………………………………
COI1 参与茉莉酸调控拟南芥吲哚族芥子油苷生物合成过程 石摇 璐,李梦莎,王丽华,等 (5438)……………
Gash模型在黄土区人工刺槐林冠降雨截留研究中的应用 王艳萍,王摇 力,卫三平 (5445)……………………
三峡水库消落区不同海拔高度的植物群落多样性差异 刘维暐,王摇 杰,王摇 勇,等 (5454)……………………
基于 SPEI的北京低频干旱与气候指数关系 苏宏新,李广起 (5467)……………………………………………
山地枣树茎直径对不同生态因子的响应 赵摇 英,汪有科,韩立新,等 (5476)……………………………………
幼龄柠条细根的空间分布和季节动态 张摇 帆,陈建文,王孟本 (5484)…………………………………………
山西五鹿山白皮松群落乔灌层的种间分离 王丽丽,毕润成,闫摇 明,等 (5494)…………………………………
长期施肥对玉米生育期土壤微生物量碳氮及酶活性的影响 马晓霞,王莲莲,黎青慧,等 (5502)………………
基于归一化法的小麦干物质积累动态预测模型 刘摇 娟,熊淑萍,杨摇 阳,等 (5512)……………………………
上海环城林带景观美学评价及优化策略 张凯旋,凌焕然,达良俊 (5521)………………………………………
旅游风景区旅游交通系统碳足迹评估———以南岳衡山为例 窦银娣,刘云鹏,李伯华,等 (5532)………………
一种城市生态系统现状评价方法及其应用 石惠春,刘摇 伟,何摇 剑,等 (5542)…………………………………
黄海中南部细纹狮子鱼的生物学特征及资源分布的季节变化 周志鹏,金显仕,单秀娟,等 (5550)……………
蓝藻堆积和螺类牧食对苦草生长的影响 何摇 虎,何宇虹,姬娅婵,等 (5562)……………………………………
黑龙江省黄鼬冬季毛被分层结构及保温功能 柳摇 宇,张摇 伟 (5568)……………………………………………
虎纹蛙选择体温和热耐受性在个体发育过程中的变化 樊晓丽,雷焕宗,林植华 (5574)………………………
水丝蚓对太湖沉积物有机磷组成及垂向分布的影响 白秀玲,周云凯,张摇 雷 (5581)…………………………
专论与综述
城市绿地生态评价研究进展 毛齐正,罗上华,马克明,等 (5589)…………………………………………………
全球变化背景下生态学热点问题研究———第二届“国际青年生态学者论坛冶
万摇 云,许丽丽,耿其芳,等 (5601)
…………………………………
……………………………………………………………………………
研究简报
雅鲁藏布江高寒河谷流动沙地适生植物种筛选和恢复效果 沈渭寿,李海东,林乃峰,等 (5609)………………
学术信息与动态
生态系统服务时代的来临———第五届生态系统服务伙伴年会述评 吕一河,卫摇 伟,孙然好 (5619)…………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*334*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*36*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄09
封面图说: 带雏鸟的白枕鹤一家———白枕鹤是一种体型略小于丹顶鹤的优美的鹤。 体羽蓝灰色,腹部较深,背部较浅,脸颊两
侧红色,头和颈的后部及上背为白色,雌雄相似。 其虹膜暗褐色,嘴黄绿色,脚红色。 白枕鹤常常栖息于开阔平原芦
苇沼泽和水草沼泽地带,有时亦出现于农田和海湾地区,尤其是迁徙季节。 主要以植物种子、草根、嫩叶和鱼、蛙、软
体动物、昆虫等为食。 繁殖区在我国北方和西伯利亚东南部。 我国白枕鹤多在黑龙江、吉林、内蒙古繁殖,与丹顶鹤
的繁殖区几乎重叠,为国家一级保护动物。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 17 期
2012 年 9 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 17
Sep. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:“十二五冶国家科技支撑计划项目(2011BAD37B0104);国家自然科学基金项目(31070544);林业公益性行业科研专项(200804002);
中央高校基本科研业务费专项资金项目(DL12CA07)资助
收稿日期:2011鄄09鄄09; 摇 摇 修订日期:2012鄄04鄄06
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: weishujing2003@ 163. com
DOI: 10. 5846 / stxb201109091324
胡海清,魏书精, 孙龙.大兴安岭 2001—2010 年森林火灾碳排放的计量估算.生态学报,2012,32(17):5373鄄5386.
Hu H Q, Wei S J, Sun L. Estimating carbon emissions from forest fires during 2001 to 2010 in Daxing忆anling Mountain. Acta Ecologica Sinica,2012,32
(17):5373鄄5386.
大兴安岭 2001—2010 年森林火灾碳排放的计量估算
胡海清,魏书精, 孙摇 龙*
(东北林业大学 林学院, 哈尔滨摇 150040)
摘要:林火是森林生态系统重要的干扰因子,是导致植被和土壤碳储量减少的重要路径之一。 森林火灾总碳和含碳气体的排放
对气候变化具有重要影响,科学有效地对其进行计量,对了解全球的碳平衡和碳循环,以及森林火灾对大气碳平衡的影响机理
均有重要意义。 大兴安岭是我国唯一的寒温带针叶林区,又是森林火灾的多发区,科学计量该区森林火灾的碳排放量,对了解
区域碳平衡具有重要意义。 根据大兴安岭 2001—2010 年森林火灾统计资料和森林资源清查中各林型可燃物载量数据,通过野
外调查和采样,并结合野外火烧迹地调查与室内控制环境实验相结合的方法确定各种计量参数,从林分水平上计量大兴安岭
2001—2010 年间森林火灾所排放的总碳和含碳气体排放量。 结果表明:大兴安岭在 10a 间森林火灾所排放的总碳量为 5郾 36伊
106 t;含碳气体排放量 CO2、CO、CH4 和 NMHC分别为 1. 73伊107 t、1. 10伊106 t、7. 10伊104 t和 3. 50伊104 t。 通过分析可知 3 种兴安落
叶松林型(杜鹃鄄落叶松林、杜香鄄落叶松林和草类鄄落叶松林)对该区的碳排放具有重要贡献,占总碳排放量的 83. 08% ,占含碳
气体排放量 CO2、CO、CH4 和 NMHC分别为 83. 36% 、82. 25% 、57. 96% 、81. 00% 。 同时研究表明,该区年均的碳排放对区域碳
平衡产生重要影响。
关键词:大兴安岭;森林火灾;碳排放;排放因子;含碳气体排放
Estimating carbon emissions from forest fires during 2001 to 2010 in Daxing忆
anling Mountain
HU Haiqing, WEI Shujing, SUN Long*
College of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China
Abstract: Forest fires are a primary disturbance in forest ecosystems, and can reallocate carbon among different carbon
pools by influencing ecosystem structure and processes, thus significantly decreasing carbon stored in vegetation and soil.
Large amounts of carbon are released into the atmosphere from forest fires each year, which has significant effects on the
carbon cycle and carbon storage. Forest fires are a significant source of a number of important trace gas species to the
atmosphere; thus they significantly contribute to variations of atmospheric concentrations of carbon鄄containing trace gases.
Accurate estimations of carbon emission from forest fires are critical to the understanding of effects of forest fires on
atmospheric carbon balance mechanisms. Daxing忆anling Mountain is the only cold temperate coniferous forest in China, and
is the area in China with the most forest fires. Therefore, assessment of the atmospheric contribution of fires in the Daxing忆
anling Mountain forest is critical to the understanding of regional carbon balance.
In this paper, we estimated emissions of carbon (C) and carbon鄄containing trace gases, including CO2, CO, CH4,
and nonmethane hydrocarbons (NMHC) from forest fires in Daxing忆anling Mountain of Heilongjiang Province from 2001 to
2010, using a combination of forest fire inventory, forest resources inventory, field research, and laboratory experiments.
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Our results suggest that the total carbon emissions from forest fires of the forest types in Daxing忆anling Mountain was about
5. 36伊106 metric tons (t) during this period, and mean annual carbon emissions from forest fires in Daxing忆anling Mountain
come to about 5. 36伊105 t per year, which is the sum of the atmospheric emissions of four trace gases as follows: (1) 1. 73
伊107 t CO2, mean annual 1. 73伊10
6 t CO2; (2) 1. 10伊10
6 t CO, mean annual 1. 10伊105 t CO; (3) 7. 10伊104 t CH4,
mean annual 7. 10伊103 t CH4; and (4) 3. 50伊10
4 t NMHC, mean annual 3. 50伊103 t NMHC.
Our study indicates that carbon emissions for three major Larix gmelinii forests in the region ( i. e. , Larix鄄
Rhododendron, Larix鄄Ledum, and Larix鄄grass forests) are significant, accounting for total carbon emissions of 83. 08% ,
and including carbonaceous gases emissions for CO2, CO, CH4, and NMHC of 83. 36% , 82. 25% , 57. 96% , and
81郾 00% respectively. Average area annual carbon emissions were also found to have an important impact on the regional
carbon balance. Our study indicates that fire鄄induced carbon emissions are considerable interannually, but have remained
relatively low and stable since 2001 because of the use of fire suppression policies. Large spatial variation in fire鄄induced
carbon emissions exists because of spatial variability in climate, forest types, and fire regimens.
Our investigation suggests that the management strategy for forest fires should be to strengthen the sustainable
management of forest fuel. As the Daxing忆anling Mountain boreal forest is cold and dry, fuel can not easily be broken down
on the ground. We should implement reasonable prescribed burning to reduce the accumulation of combustible fuel on the
ground. Prescribed burning is a fundamental measure to reduce forest fires, allowing us to control the rate of fire incidence
within the larger state of the ecosystem. At the same time, we should give full play to the effects of forest fires as factors in
the role of forest ecosystem balance.
Key Words: Daxing忆anling Mountain; forest fires; carbon emissions; emission factor; carbonaceous gases emissions
森林是陆地生态系统的主体,是陆地生态系统最大的植被碳库,在全球碳循环和碳平衡中起着重要作用,
其碳通量和碳储量的变化对全球碳平衡具有决定性影响[1]。 火干扰作为森林生态系统重要的干扰因子[2],
其不仅影响森林生态系统的结构和功能,破坏森林生态系统的平衡,而且还向大气中排放大量的 CO2、CO、
CH4 等含碳温室气体[3],加剧了温室效应,对全球气候变化和环境具有重要影响,并影响着生物地球化学循
环,在碳循环中起着重要作用[2]。 全球平均每年大约有 1%的森林遭受火干扰的影响,从而导致每年大约 4
Pg的碳排放到大气中[4],这相当于每年化石燃料燃烧排放量的 70% [5]。 森林火灾总碳及含碳气体的排放是
大气和环境污染的主要来源之一[6],而且随着全球气候变暖,森林火灾强度和频率加剧,因此,准确计量森林
火灾直接排放的碳量,对进一步量化森林火灾对区域的大气碳平衡及全球变化的贡献,以及森林火灾对大气
碳平衡的影响机理和定量评价火灾碳排放在森林生态系统碳平衡中的作用[7],减少全球变化研究中碳平衡
计量中的不确定性提供参考数据等方面均有重要意义。
国内外对于森林火灾直接碳排放的计量估算亦进行了大量研究。 通过室内模拟试验和野外观测法:
Amiro等[8]对 1959—1999 年加拿大森林火灾直接碳排放进行估算。 采用统计资料法:Kasischke 等[9]估算了
北方林 1998 年森林火灾碳排放。 利用遥感数据法:Kasischke 等[10]估测了阿拉斯加 1990—1991 年森林火灾
的碳排放。 使用通用排放因子法:De Groot等[11]对加拿大森林火灾的碳排放进行估算。 L俟 等[12]结合森林资
源清查资料和遥感影像估算 1950—2000 年我国森林火灾所排放的碳量和含碳气体。 王效科等[13]对我国
1959—1992 年森林火灾排放的含碳气体进行计量。 陆炳等[14]通过统计数据估算各省生物质燃烧排放清单。
单延龙等[3]估算吉林省 1969—2004 年火灾碳排放。 通过以上研究人们进一步了解火灾对大气碳平衡的影
响,但计量参数的来源很多没有经过实际测定,而仅仅通过模型手段、估测或通用参数,许多通过小尺度的分
析直接外推到大尺度上,缺乏实测参数,造成计量结果的不确定性。
大兴安岭是我国重要林区,亦是我国唯一的寒温带针叶林区,气候寒冷干燥,又是林火的多发区[15鄄16],火
干扰在生态系统碳平衡中的作用尤为明显[17],对区域碳平衡产生重要影响。 因此对该区的森林火灾碳排放
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进行准确计量,对定量评价森林火灾在区域碳平衡和碳循环中的贡献具有重要意义。 根据大兴安岭 2001—
2010 年森林火灾统计资料和森林资源清查中各林型可燃物载量数据,通过野外调查和采样,并结合野外火烧
迹地调查与室内控制环境实验相结合的方法,通过实测确定各种计量参数,从林分水平上,计量大兴安岭
2001—2010 年间森林火灾所排放的总碳和含碳气体排放量及其年均排放量,这对评价火灾对该区域的碳平
衡和碳循环的作用以及对全球气候变化的影响均有重要意义。
1摇 材料与方法
图 1摇 研究区域的地理位置图
Fig. 1摇 The geographic location of the study area
1. 1摇 研究地区概况
大兴安岭林区是我国最北且面积又最大的林区
(50毅10忆—53毅33忆N,121毅12忆—127毅00忆E),研究区域的地
理位置见图 1,面积为 835 万 hm2。 该区属寒温带季风
气候,年均气温为-2—-4 益,冬季长达 9 个月,夏季不
超过 1 个月。 全年降水量 350—500 mm,且集中于暖季
的 7—8 月,达全年降水量的 85%—90% ,相对湿度为
70%—75% ,积雪期有 5 个月。 土壤主要为棕色针叶林
土、暗棕壤、灰色森林土、草甸土和沼泽土等。 全区地势
比较平缓,海拔 300—1400 m。 该区属于寒温带针叶林
区,森林类型以兴安落叶松(Larix gmelinii)为优势建群
种,是该区典型的植被类型,其它乔木树种有白桦
( Betula platyphylla )、 樟 子 松 ( Pinus sylvestris var.
mongolica)、蒙古栎(Quercus mongolica)、山杨(Populus davidiana)等。 该区为我国森林火灾高发区且危害最严
重,2001—2010 年 10a平均过火林地面积为 4. 87伊104hm2,是全国年均森林过火面积[18]的 3. 66 倍,其年均森
林过火面积居全国之首[17]。
1. 2摇 研究资料
1. 2. 1摇 森林火灾统计资料
大兴安岭 2001—2010 年森林火灾统计资料来源于黑龙江省人民政府森林草原防火指挥部办公室所提供
的火警火灾登记表,该数据包括了每次森林火灾起火点的地理坐标、所在行政区域、过火林地面积、起火原因,
林型和扑救信息等内容。 大兴安岭 10a 间共发生森林火灾 367 次,年均约 36. 7 次,森林总过火林地面积达
487469. 78 hm2,年均过火林地面积约为 4. 87伊104hm2。
1. 2. 2摇 森林可燃物载量调查及单位面积可燃物载量估算
结合一类森林资源清查资料,选择森林火灾的典型分布区,在大兴安岭的北部塔河林业局和南部的松岭
林业局,选择森林防火期分别于 2010 年 5 月初、5 月底、9 月底、10 月初进行采样,分 4 次进行外业调查和样品
采集。 选择主要林型,包括兴安落叶松林(由于该林型在大兴安岭林区占绝对优势,为更准确地计量其可燃
物载量,对其 3 种主要林型分别进行采样测定,其代表性林型为杜鹃鄄兴安落叶松(Larix鄄Rhododendron)林、杜
香鄄兴安落叶松(Larix鄄Ledum)林、草类鄄兴安落叶松(Larix鄄grass)林[19])、白桦林、樟子松林、蒙古栎林以及包括
山杨在内的针阔混交林等 7 种林型,对各林型的乔木、林下的灌木、草本、枯枝落叶、地表有机质作为研究对
象,采用随机布点法,每次在每种林型设置 20 m伊20 m 的 3 块重复样地作为标准样地(相对火烧迹地就是对
照样地),即每次设置 21 块样地,4 次共 84 块样地。 同时在当年火烧迹地上根据 3 种不同火烧强度等级(火
烧强度分为轻度、中度、重度 3 种等级)分别设置重复样地 3 块,每种林型的火烧迹地上设置 9 块样地,每次设
置 63 块样地,4 次共设置 252 块样地。
(1)乔木层生物量调查
在设置好的标准样地内,以 5 cm为起测胸径,2 cm 为径阶,调查因子包括胸径、树高、树种组成等,并分
5735摇 17 期 摇 摇 摇 胡海清摇 等:大兴安岭 2001—2010 年森林火灾碳排放的计量估算 摇
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树种统计各径级的平均值,在每个对照样地内选取各径级的标准木 3 株,每个采样重复 3 次。 主要采集乔木
的干、枝、叶和皮,其中干和皮分别从树干基部、胸径和梢头 3 个部位进行分别取样,枝带皮从粗枝到小枝按比
例取样,叶也分别从不同部位取样。 采集的样品野外称其鲜重,并取样,标记好带回实验室进行内业测定及
分析。
(2)灌木层生物量调查
根据灌木分布的均匀程度沿标准样地的对角线设置小样方。 当分布较为均匀时设置 2 m伊2 m重复样方
3 个;当分布不均匀时设置 5 m伊5 m重复样方 3 个。 调查灌木层的盖度、株数和平均高度,各树种数量、地径、
高度等,然后按灌木种类收割样方内的所有灌木,称量,并取样,标记好带回实验室进行内业测定及分析。
(3)草本层生物量调查
在标准样地内沿另一对角线设置 1 m伊1 m 的重复样方 3 个,调查草本层种类、盖度和平均高度,然后全
部收割、称量,并取样,标记好带回实验室进行内业测定及分析。
(4)枯枝落叶层可燃物载量调查
在标准样地内按对角线选取 1 m伊1 m的重复样方 3 个,分别收集小样方内的枯枝和落叶(针叶和阔叶分
开)并记录其鲜质量,并取样,标记好带回实验室进行内业测定及分析。
(5)地表有机质层可燃物载量调查
在标准样地内按对角线选取 1 m伊1 m的小样方 3 个,分别收集小样方内的地表有机质(包括分解层和半
分解层)的样品,并记录其鲜质量,并取样,标记好带回实验室进行内业测定及分析。
应用相对生长法(Huxlye[20]根据林木生长过程中各生长系之间有协调增长的规律,提出“开度量冶
(Allometric)关系法则,亦称相对生长关系,其相对生长关系可用公式表示为: Y = a(D2H) b [21鄄23], Y作为因变
量表示生物量, D2H作为整体的自变量,其中 D表示胸径, H表示树高, a 、 b为回归所得的常数,作为整体的
自变量 D2H与 Y之间存在着一定的关系,其核心思想是建立生物量与测树因子(胸径、树高)的关系)计量乔
木层生物量,根据大兴安岭各主要树种的生物量回归方程计量各树种各部位的生物量[24],根据各树种林龄等
因子估算单位面积生物量,并依据调查样地的单位面积生物量外推到林分水平。 对除乔木以外的其它组分的
可燃物载量,包括灌木、草本的生物量,以及枯枝落叶和地表有机质的载量测定,通过采集得到的样品,利用小
型粉碎机将样品粉碎后进行磨粉、经 60 目筛过滤,使可燃物燃烧更充分,取 50 g 样品在 105 益下,连续烘干
24 h至恒重,用精度 0. 01 g的电子天平称重,用公式计算含水率,通过含水率计算出单位面积可燃物载量,分
别计算各林型中灌木、草本、枯枝落叶、地表有机质的可燃物载量,并把各组分的载量计算出来后,计算林分总
的可燃物载量。
1. 3摇 研究方法
1. 3. 1摇 可燃物碳含量的测定
对以上各可燃物的实验样品进行 3 次粉碎法制样,样品碳含量的测定采用干烧法。 应用 MultiC / N3000
分析仪测定碳含量,每次测 3 个平行样,对测定结果取其平均值,测量精度为 0. 01% ,误差为依0. 3% 。 样品含
碳率通过用碳含量的测定结果与样品绝干状态下质量的比值进行计算。
1. 3. 2摇 火强度的确定
对于森林火灾强度的计算及其等级划分,目前国外主要以火线强度、火焰长度、火焰高度、可燃物载量以
及火蔓延速度等指标进行估算[25鄄27]。 国内关于森林火灾强度的估计中较为科学合理并且具有实际意义的均
来自于火烧迹地的实际调查,以森林生态系统不同层次在火灾中受到伤害程度的差异判断火烧强度,这种方
法较为准确.但也仅限于对火后短时间内开展研究。 上述估算方法对历史火灾研究显得无能为力。 但即使通
过大规模森林火灾试验模拟,由于试验环境与真实火场各种影响因子的不同,两者不能完全等同。 因此本文
利用森林火灾统计数据和可燃物载量的有关情况,结合火烧迹地调查,以及火灾强度和可燃物载量的相关关
系,根据不同强度火灾在火烧迹地的分布情况及比例状况来确定火灾强度,并把火强度分为 3 个等级(轻度、
6735 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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中度、重度),然后通过不同火烧强度的燃烧效率不同,推算不同火强度中生物量的消耗量。
1. 3. 3摇 燃烧效率的测定
燃烧效率是对可燃物燃烧时计量碳排放的关键因子,是指可燃物燃烧掉的部分占总干质量的比例[12]。
通过火烧迹地的调查并在火烧迹地设置标准样地进行采样,对其火灾后的残余可燃物载量进行采样,计算出
不同火烧强度下可燃物消耗所剩余的量[27]。 同时通过火烧迹地附近未烧样地的可燃物载量的估算,通过未
烧样地的可燃物载量减去不同火强度下可燃物消耗所剩余的量,就可得到不同火强度下可燃物的消耗量,再
用可燃物消耗量( Mi )除以可燃物载量( M )来得到不同火烧强度下可燃物的燃烧效率( 茁 )。 其计算公
式为:
茁 =
Mi
M
(1)
1. 3. 4摇 排放因子的测定
虽然近年来我国学者对生物质燃烧进行了深入的研究,获得了一批符合我国实际情况的排放因子,为有
效建立生物质燃烧排放污染物的清单提供了可靠的保障,但对森林火灾和草原火灾的排放因子鲜见报道,许
多研究在计量所有污染物的排放因子时均采用国外学者综合全球不同地区实测数据的结果[14]。 采用动态燃
烧系统进行含碳气体排放的测定,该系统由燃烧室、恒温加热系统、电子秤、KM9106 综合烟气分析仪(英国
KANE)烟气罩、计算机、红外分析模块和 FIREWORKS烟气分析处理软件组成,应用 KM9106 综合烟气分析仪
进行含碳气体的连续分析,然后通过可燃物所排放的某种含碳气体量和可燃物燃烧过程中总碳排放量的比
例,推算出不同含碳气体的排放因子( E fs ),即森林火灾排放的某种含碳气体(Es)与燃烧过程中总碳排放量
(C t)的比值。 其计算公式为:
E fs =
Es
C t
(2)
1. 4摇 碳排放计量方法
1. 4. 1摇 森林火灾总碳排放量计量模型方法
直到 20 世纪 60 年代后期,国外才对森林火灾碳排放进行研究。 Crutzen等[28]在 1979 年对森林火灾的碳
排放进行研究,1980 年 Seiler and Crutzen[6]提出了森林火灾燃烧损失生物量的计量方法。 其表达式为:
M = A 伊 B 伊 a 伊 b (3)
式中,M 为森林火灾所消耗的可燃物载量(t); A 为森林火灾的燃烧面积(hm2); B 为未燃烧前某一单位面积
内平均的可燃物载量(t / hm2); a 为地上部分生物量占整个系统生物量的比重(% ); b 为地上可燃物载量的
燃烧效率
Levine等[29]根据可燃物载量的含碳率( fc ),假设所有被烧掉的可燃物载量中的碳都变成了气体,就可
以计算由于森林火灾燃烧所造成的总碳损失( C t ),表达式为:
C t = M 伊 fc (4)
式中, C t为可燃物燃烧所排放的碳量(t);M为森林火灾所消耗的可燃物载量(t); fc为可燃物中的含碳率,即
可燃物中碳所占的比重
基于 Seiler and Crutzen[6]提出的可燃物估算模型,假定知道森林火灾地区不同可燃物的碳密度,可以把公
式(3)代入公式(4),并进行修正,使之用来估算可燃物燃烧过程中排放的总碳量[10],其表达式为:
C t = A 伊 B 伊 fc 伊 茁 (5)
式中, C t 为可燃物燃烧所排放的总碳量(t); A为森林火灾燃烧面积(hm2); B为未燃烧前某一单位面积内平
均的可燃物载量(t / hm2); fc为可燃物中的含碳率,即可燃物中碳所占的比重; 茁为可燃物的燃烧效率,即单位
面积森林火灾过程中所消耗的可燃物占火灾前未燃烧可燃物的比重。
通常根据公式(5)估算的总碳排放量会小于实际总碳排放量,这是因为其计算森林火灾消耗可燃物时只
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考虑了地上(乔木、灌木、草本)可燃物部分,而忽略了地表可燃物(枯枝落叶、地衣、苔藓、青苔、站立木、倒木
等)和地表有机质对碳排放量的贡献。 尤其是对于大兴安岭北方针叶林,每次火灾消耗的可燃物量平均有 2 /
3 来自地表。 针对这一情况,French等[30]、L俟等[12]和 Choi等[31]在充分考虑到地表可燃物中枯枝落叶和地表
有机质的不同燃烧效率,因此对式(5)进行改造,其表达式[8][27]为:
C t = A(Ba fca茁a + C l茁l + Cd茁d) (6)
式中, C l 为地表枯枝落叶的碳密度( t / hm2); 茁l 为地表枯枝落叶的燃烧效率; Cd 为地表有机质的碳密度( t /
hm2); 茁d 为地表有机质的燃烧效率
1. 4. 2摇 森林火灾含碳气体排放量计量方法
森林火灾含碳气体排放量的计量是利用上一节中的有关公式计算出森林火灾所排放的总碳量,再利用排
放因子法进行含碳气体排放量的计量。 排放因子法是指森林火灾中某种含碳气体的排放量 Es ,为该气体的
排放因子 E fs (Emission Factor)与燃烧过程中排放的总碳量 C t之积[27],某种含碳气体的排放量 Es是基于 1980
年 Seiler and Crutzen[6]提出的森林火灾损失生物量计量模型,其表达式[32鄄33]为:
Es = E fs 伊 C t (7)
式中, Es 为某种含碳气体的排放量(g); E fs 为某种含碳气体的排放因子(g / kg); C t 为森林火灾总碳排放量
把公式(6)代入公式(7)可得:
Es = A(Ba fca茁a + C l茁l + Cd茁d)E fs (8)
利用公式(8)就可以对可燃物各组分的含碳气体排放量进行计量。 公式中各参数的获取用最大似然法
进行参数估计。 森林火灾总碳排放量和含碳气体排放量计量模型流程图见图 2。
图 2摇 森林火灾总碳排放量和含碳气体排放量计量模型流程图
Fig. 2摇 Flowchart of the emission measurement methods model of the total carbon emissions and carbon gas emissions from forest fires
2摇 结果与分析
2. 1摇 各林型火灾面积
大兴安岭 2001—2010 年 10a间总过火林地面积为 487469. 78 hm2。 从表 1 可看出,各林型过火面积由大
到小的顺序为杜鹃鄄兴安落叶松林、草类鄄兴安落叶松林、杜香鄄兴安落叶松林、白桦林、樟子松林、针阔混交林、
8735 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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蒙古栎林。 其中 3 种落叶松林的过火面积为 6629郾 6 hm2,占总过火面积的 73. 80% 。 单因素方差分析结果表
明,虽然林型过火面积之间差异较大,但在总体上林型对火灾面积的影响并不明显。
表 1摇 大兴安岭 2001—2010 年各林型过火面积及火强度等级分布图 / hm2
Table 1摇 Burned area and fire intensity distribution of forest types of Daxing忆anling from 2001 to 2010
火强度等级
Fire intensity grade
杜鹃鄄落叶松林
Larix鄄
Rhododendron
forests
杜香鄄落叶松林
Larix鄄Ledum
forests
草类鄄落叶松林
Larix鄄grass
forests
白桦林
Betula
platyphylla
forests
樟子松林
Pinus sylvestris
var. mongolica
forests
蒙古栎林
Quercus
mongolica
forests
针阔混交林
Coniferous
broad鄄leaved
mixed forests
轻度火烧 Low grade fire 25809. 48 4425. 84 28712. 35 23873. 83 6989. 59 411. 04 10837. 63
中度火烧 Moderate grade fire 33813. 68 12511. 49 16248. 25 8403. 59 7402. 47 676. 21 5279. 15
重度火烧 Serious grade fire 103727. 97 68174. 90 66328. 75 31386. 13 15099. 86 5542. 35 11815. 24
总和 Total 163351. 13 85112. 23 111289. 35 63663. 55 29491. 92 6629. 60 27932. 02
2. 2摇 各林型单位面积可燃物载量
各林型单位面积可燃物载量地上部分主要包括乔木(干、枝、叶、皮)、灌木、草本、枯枝落叶、地表有机质
等,不同林型的可燃物载量见表 2,从表中可看出载量最大的为杜香鄄兴安落叶松林达到 114. 45 t / hm2,其次为
杜鹃鄄落叶松林,最小为针阔混交林只有 50. 66 t / hm2。
表 2摇 大兴安岭各林型单位面积可燃物载量 / ( t / hm2)
Table 2摇 Fuel load per unit area of each main forest type in Daxing忆anling
林型
Forest type
杜鹃鄄落叶松林
Larix鄄
Rhododendron
forests
杜香鄄落叶松林
Larix鄄Ledum
forests
草类鄄落叶松林
Larix鄄grass
forests
白桦林
Betula
platyphylla
forests
樟子松林
Pinus sylvestris
var. mongolica
forests
蒙古栎林
Quercus
mongolica
forests
针阔混交林
Coniferous
broad鄄leaved
mixed forests
乔木 Arbor 80. 31 85. 54 78. 51 58. 61 73. 52 42. 25 34. 58
灌木 Shrubs 3. 12 2. 81 1. 15 0. 53 0. 71 1. 32 0. 62
草本 Herbs 0. 76 1. 38 0. 85 0. 38 0. 41 0. 51 0. 59
枯枝落叶 Litter 9. 13 7. 43 5. 37 6. 36 5. 64 6. 13 5. 24
地表有机质 Duff 15. 47 17. 29 5. 31 17. 66 12. 45 16. 46 9. 63
总和 Total 108. 79 114. 45 91. 19 83. 54 92. 73 66. 67 50. 66
2. 3摇 各林型可燃物载量碳含量
根据 MultiC / N3000 的测定结果,各林型不同组分的可燃物载量含碳率数据见表 3。 从表中可看出 3 种兴
安落叶松林各组分可燃物载量含碳率较高,白桦林和针阔混交林各组分可燃物载量含碳率较低。 国际上常采
用的含碳率为 0. 5,国内外研究者大多亦采用 0. 5 作为所有林型的平均含碳率,对枯枝落叶等可燃物采用
0郾 45 作为平均含碳率[4,34鄄35],从表中可看出各林型的乔木、灌木、草本的含碳率较接近 0. 5,枯枝落叶和地表
有机质的含碳率较接近 0. 45。
表 3摇 大兴安岭各林型不同组分的可燃物载量含碳率 / %
Table 3摇 Carbon content of the fuel load of different components of forest types in Daxing忆anling
林型
Forest type
杜鹃鄄落叶松林
Larix鄄
Rhododendron
forests
杜香鄄落叶松林
Larix鄄Ledum
forests
草类鄄落叶松林
Larix鄄grass
forests
白桦林
Betula
Platyphylla
forests
樟子松林
Pinus sylvestris
var. mongolica
forests
蒙古栎林
Quercus
mongolica
forests
针阔混交林
Coniferous
broad鄄leaved
mixed forests
平均
Mean
乔木 Arbor 51. 43 51. 89 50. 58 49. 54 50. 43 48. 84 49. 36 50. 29
灌木 Shrubs 50. 03 49. 63 50. 31 50. 16 50. 26 49. 08 48. 21 49. 67
草本 Herbs 50. 24 50. 12 49. 46 49. 36 48. 23 48. 03 49. 25 49. 24
枯枝落叶 Litter 47. 55 48. 12 46. 87 46. 32 46. 53 45. 37 45. 89 46. 66
地表有机质 Duff 45. 48 45. 94 45. 33 44. 23 45. 54 44. 68 44. 98 45. 17
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2. 4摇 各林型可燃物载量在不同火强度下的燃烧效率
根据样地调查取样及测定的结果,各林型不同组分的可燃物载量燃烧效率见表 4。 Levine 等测定北方针
叶林的燃烧效率较低,大约为 0. 2—0. 3[10],但只指乔木的燃烧效率。 国外研究者认为在北方林中地上部分生
物量的燃烧效率为 0. 15—0. 34,均值为 0. 25,地表部分可燃物的燃烧效率为 0. 03—0. 90,均值为 0. 50[36鄄39]。
从表中可以看出在林分水平所测定的燃烧效率均在 0. 25—0. 50 之间,与国外研究结果较为相近。
表 4摇 大兴安岭各林型不同组分的可燃物载量在不同火强度下的燃烧效率 / %
Table 4摇 Different combustion efficiency of the fuel load of different components of forest types under fire intensity in Daxing忆anling
林型
Forest type
火强度
Fire
intensity
杜鹃鄄落叶松林
Larix鄄
Rhododendron
forests
杜香鄄落叶松林
Larix鄄Ledum
forests
草类鄄落叶松林
Larix鄄grass
forests
白桦林
Betula
platyphylla
forests
樟子松林
Pinus sylvestris
var. mongolica
forests
蒙古栎林
Quercus
mongolica
forests
针阔混交林
Coniferous
broad鄄leaved
mixed forests
轻度 0. 02 0. 02 0. 07 0. 05 0. 03 0. 09 0. 05
乔木 Arbor 中度 0. 11 0. 08 0. 12 0. 10 0. 08 0. 14 0. 08
重度 0. 14 0. 14 0. 15 0. 12 0. 10 0. 25 0. 17
平均 0. 09 0. 08 0. 08 0. 09 0. 07 0. 16 0. 10
轻度 0. 07 0. 06 0. 07 0. 08 0. 01 0. 09 0. 06
灌木 Shrubs 中度 0. 10 0. 11 0. 11 0. 11 0. 11 0. 13 0. 09
重度 0. 13 0. 14 0. 16 0. 14 0. 13 0. 20 0. 16
平均 0. 10 0. 10 0. 11 0. 11 0. 08 0. 14 0. 10
轻度 0. 53 0. 46 0. 33 0. 43 0. 32 0. 56 0. 22
草本 Herbs 中度 0. 86 0. 92 0. 75 0. 84 0. 61 0. 94 0. 72
重度 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00
平均 0. 80 0. 79 0. 69 0. 76 0. 64 0. 83 0. 65
轻度 0. 23 0. 36 0. 24 0. 28 0. 31 0. 36 0. 27
枯枝落叶 中度 0. 63 0. 55 0. 59 0. 53 0. 46 0. 84 0. 48
Litter 重度 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00
平均 0. 62 0. 63 0. 61 0. 60 0. 59 0. 73 0. 58
轻度 0. 05 0. 19 0. 11 0. 04 0. 14 0. 21 0. 06
地表有机质 中度 0. 24 0. 34 0. 21 0. 15 0. 21 0. 35 0. 08
Duff 重度 0. 94 0. 85 0. 86 0. 69 0. 61 0. 75 0. 61
平均 0. 41 0. 46 0. 39 0. 29 0. 32 0. 44 0. 25
2. 5摇 各林型可燃物载量在不同火强度下的总碳排放量
根据公式(6)计算各森林类型不同组分的可燃物载量在不同火烧强度下的总碳排放量。 从表 5 可看出
大兴安岭 2001—2010 年间总碳排放量为(5364005. 74依661. 86)t,年均碳排放量约为 5. 36伊105 t,其中杜鹃鄄落
叶松林的碳排放量最多,10a共排放碳(2180593. 72依352. 35)t,约占总碳排放量的 40. 65% ;其次是杜香鄄落叶
松林,10a共排放碳(1318930. 55依508. 23)t,蒙古栎林的碳排放量最小,10a共排放碳(84028. 21依325郾 56) t,约
占总碳排放量的 1. 57% 。
2. 6摇 各林型可燃物载量所排放含碳气体的排放因子
根据实验测定各林型不同组分的可燃物载量所排放含碳气体的排放因子见表 6,把表中排放因子与
Levine等[36]、Cofer等[39]和 Laursen等[40]对北方林可燃物燃烧时含碳痕量气体排放因子的测定结果进行比
较,CO、CH4 和 NMHC的排放因子较为接近,而 CO2 的排放因子偏低,主要是因为在室内排放因子测定中,O2
供应不足,有焰燃烧所占比重较小造成的。
0835 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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表 5摇 大兴安岭各林型不同组分的可燃物载量在不同火烧强度下的碳排放量 / t
Table 5摇 Total carbon emissions of the fuel load of different components of forest types under fire intensity in Daxing忆anling (Mean依SD)
林型
Forest
type
火强度等级
Fire
Intensity
grade
杜鹃鄄落叶松林
Larix鄄
Rhododendron
forests
杜香鄄落叶松林
Larix鄄Ledum
forests
草类鄄落叶松林
Larix鄄grass
forests
白桦林
Betula
platyphylla
forests
樟子松林
Pinus sylvestris
var. mongolica
forests
蒙古栎林
Quercus
mongolica
forests
针阔混交林
Coniferous
broad鄄leaved
mixed forests
乔木 轻度 21320. 40依255. 74
3928. 97依
121. 43
79812. 44依
161. 56
34659. 30依
99. 25
7774. 41依
142. 32
763. 36依
15. 52
9249. 21依
135. 39
Arbor 中度 153628. 32依331. 57
44427. 51依
338. 31
77426. 86依
126. 58
24400. 15依
317. 58
8233. 65依
172. 89
1953. 49依
21. 49
7208. 65依
143. 34
重度 599804. 98依597. 42
423648. 29依
208. 24
395090. 76依
224. 77
109357. 03依
296. 49
55984. 45依
783. 77
28591. 46依
121. 36
34284. 01依
236. 56
灌木 轻度 2820. 09依67. 31
370. 34依
13. 24
1162. 84依
43. 64
444. 28依
29. 36
24. 94依
2. 19
23. 97依
1. 32
194. 36依
19. 34
Shrubs 中度 5278. 10依103. 31
1919. 34依
67. 23
1034. 07依
54. 23
245. 75依
33. 26
290. 57依
11. 23
56. 95依
2. 46
142. 02依
7. 98
重度 21048. 65依33. 79
13310. 76依
771. 35
5372. 57依
98. 36
1168. 15依
47. 98
700. 48依
79. 56
718. 13依
47. 56
565. 06依
89. 64
草本 轻度 5222. 98依108. 34
1408. 13依
67. 35
4051. 87依
125. 39
1925. 53依
35. 78
442. 29依
12. 45
56. 38依
4. 29
692. 81依
54. 78
Herbs 中度 11103. 35依261. 46
7961. 36依
175. 36
5123. 20依
156. 18
1324. 05依
84. 29
892. 91依
79. 46
155. 70依
7. 46
1104. 47依
64. 19
重度 39605. 83依203. 46
47153. 58依
193. 56
27885. 27依
476. 19
5887. 03依
144. 30
2985. 89依
76. 23
1357. 62依
51. 09
3433. 21依
78. 29
枯枝落叶
Litter 轻度
25770. 83依
189. 46
5696. 56依
49. 49
17344. 00依
163. 49
19692. 72依
208. 74
5686. 24依
99. 37
411. 54依
15. 49
7036. 35依
108. 34
中度 92481. 38依428. 19
24602. 89依
214. 26
22492. 54依
119. 63
13120. 98依
97. 64
8936. 07依
163. 19
1579. 76依
39. 56
6093. 32依
98. 19
重度 450315. 79依596. 31
243746. 81依
674. 28
166944. 09依
254. 31
92462. 03依
332. 78
39626. 44依
275. 28
15414. 28依
105. 39
28411. 35依
97. 39
地表有机质
Duff 轻度
9079. 46依
115. 24
6679. 37依
89. 56
7602. 24依
132. 49
7459. 16依
67. 48
5548. 07依
203. 78
634. 81依
35. 19
2816. 64依
119. 37
中度 57097. 15依379. 62
33788. 89依
215. 45
8213. 08依
97. 34
9846. 09依
68. 75
8813. 70依
118. 59
1740. 57依
36. 29
1829. 36依
64. 75
重度 686016. 41依594. 31
460287. 75依
463. 28
137303. 15依
194. 68
169158. 76依
168. 42
52223. 40依
264. 78
30570. 19依
182. 97
31218. 94依
368. 19
林分总和 Forest stand total 2180593. 72依752. 35
1318930. 55依
508. 23
956858. 98依
3396. 25
491151. 01依
693. 12
198163. 51依
461. 42
84028. 21依
325. 56
134279. 76依
495. 83
表 6摇 大兴安岭不同可燃物类型燃烧主要含碳气体的排放因 / (g / kg C)
Table 6摇 Emission factors for main carbon species emitted from various types of fuel burning in Daxing忆anling
林型
Forest type
含碳气体类型
Carbonaceous
gases type
杜鹃鄄落叶松林
Larix鄄
Rhododendron
forests
杜香鄄落叶松林
Larix鄄Ledum
forests
草类鄄落叶松林
Larix鄄grass
forests
白桦林
Betula
platyphylla
forests
樟子松林
Pinus sylvestris
var. mongolica
forests
蒙古栎林
Quercus
mongolica
forests
针阔混交林
Coniferous
broad鄄leaved
mixed forests
CO2 3264 3108 3168 3256 3032 3328 3250
乔木 CO 186 201 194 206 239 198 202
Arbor CH4 8. 5 9. 1 8. 9 10 10. 5 11. 3 9. 8
NMHC 6. 3 7. 3 7. 5 6. 5 8. 4 7. 2 7. 6
CO2 3332 3251 3126 3261 3103 3156 3056
灌木 CO 181 193 207 187 204 197 219
Shrubs CH4 9. 2 9. 8 11. 0 9. 3 10. 2 10. 7 11. 5
NMHC 7. 6 7. 9 8. 5 6. 9 8. 2 9. 1 9. 4
CO2 3397 3458 3405 3246 3012 3265 3129
1835摇 17 期 摇 摇 摇 胡海清摇 等:大兴安岭 2001—2010 年森林火灾碳排放的计量估算 摇
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摇 摇 续表
林型
Forest type
含碳气体类型
Carbonaceous
gases type
杜鹃鄄落叶松林
Larix鄄
Rhododendron
forests
杜香鄄落叶松林
Larix鄄Ledum
forests
草类鄄落叶松林
Larix鄄grass
forests
白桦林
Betula
platyphylla
forests
樟子松林
Pinus sylvestris
var. mongolica
forests
蒙古栎林
Quercus
mongolica
forests
针阔混交林
Coniferous
broad鄄leaved
mixed forests
草本 CO 172 195 231 163 243 198 168
Herbs CH4 9. 6 7. 6 8. 2 11. 6 6. 5 8. 4 9. 5
NMHC 5. 9 6. 5 7. 6 8. 4 5. 2 6. 5 7. 1
CO2 3015 3106 3342 3156 3356 3261 3126
枯枝落叶 CO 216 184 163 221 211 195 204
Litter CH4 7. 5 7. 9 8. 6 12. 3 9. 5 8. 7 9. 3
NMHC 5. 9 5. 1 6. 5 7. 1 8. 6 4. 5 5. 6
CO2 3426 3261 3306 3059 3101 3144 3251
地表有机质 CO 219 239 225 201 246 222 207
Duff CH4 10. 6 11. 5 10. 9 11. 9 11. 6 11. 9 10. 7
NMHC 5. 6 6. 5 5. 9 6. 9 8. 9 7. 6 6. 7
2. 7摇 各林型可燃物载量所排放含碳气体量
根据公式(7)计算 2001—2010 年间各林型不同组分因森林火灾而排放的含碳气体量见表 7。 根据公式
(6)并结合表 7 可计算出各林型不同组分的可燃物消耗所排放的含碳气体量以及各种含碳气体的总量。 从
表 8 可看出大兴安岭 10a 间共排放 CO2 量为 17276883. 95 t,年均排放量为 1727688. 40 t;排放 CO 量为
1103574. 21 t,年均排放量为 110357. 42 t;排放 CH4 量为 71045. 62 t,年均排放量为 7104. 56 t;排放非甲烷烃
NMHC量为 3496. 65 t,年均排放量为 3496. 65 t。
表 7摇 大兴安岭 2001—2010 年各林型不同组分的可燃物消耗所排放的主要含碳气体量 / t
Table 7摇 Main carbonaceous gases emissions of the fuel load of different components of forest types in Daxing忆anling from 2001 to 2010
林型
Forest type
含碳气体类型
Carbonaceous
gases type
杜鹃鄄落叶松林
Larix鄄
Rhododendron
forests
杜香鄄落叶松林
Larix鄄Ledum
forests
草类鄄落叶松林
Larix鄄grass
forests
白桦林
Betula
platyphylla
forests
樟子松林
Pinus sylvestris
var. mongolica
forests
蒙古栎林
Quercus
mongolica
forests
针阔混交林
Coniferous
broad鄄leaved
mixed forests
CO2 2528796. 08 1466990. 83 1749781. 63 548364. 06 218281. 29 104194. 06 164911. 08
乔木 CO 144104. 19 94872. 96 107152. 03 34693. 79 17206. 21 6199. 05 10249. 86
Arbor CH4 6585. 41 4295. 24 4915. 74 1684. 16 755. 92 353. 78 497. 27
NMHC 4880. 95 3445. 63 4142. 48 1094. 71 604. 74 225. 42 385. 64
CO2 97117. 27 50717. 03 23662. 19 6059. 52 3152. 62 2521. 80 2754. 80
灌木 CO 5275. 58 3010. 88 1566. 88 347. 48 207. 26 157. 41 197. 42
Shrubs CH4 268. 15 152. 88 83. 26 17. 28 10. 36 8. 55 10. 37
NMHC 221. 52 123. 24 64. 34 12. 82 8. 33 7. 27 8. 47
CO2 190001. 55 195456. 78 126190. 46 29657. 44 13015. 12 5125. 07 16366. 20
草本 CO 9620. 33 11022. 00 8560. 94 1489. 27 1050. 02 310. 80 878. 72
Herbs CH4 536. 95 429. 58 303. 89 105. 98 28. 09 13. 19 49. 69
NMHC 330. 00 367. 40 281. 66 76. 75 22. 47 10. 20 37. 13
CO2 1714232. 52 851187. 68 691060. 87 395370. 20 182058. 81 56759. 60 129857. 23
枯枝落叶 CO 122810. 69 50424. 51 33705. 24 27685. 94 11446. 49 3394. 09 8474. 37
Litter CH4 4264. 26 2164. 97 1778. 31 1540. 89 515. 36 151. 43 386. 33
NMHC 3354. 55 1397. 64 1344. 07 889. 46 466. 54 78. 33 232. 63
CO2 2577013. 29 1632965. 35 506209. 66 570393. 41 206480. 61 103580. 87 116596. 92
地表有机质 CO 164730. 27 119680. 69 34451. 66 37479. 27 16379. 95 7313. 92 7424. 04
Duff CH4 7973. 25 5758. 69 1668. 99 22189. 22 772. 39 392. 05 383. 75
NMHC 4212. 28 3254. 91 903. 40 1286. 60 592. 61 250. 39 240. 30
2835 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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表 8摇 大兴安岭 2001—2010 年各林型可燃物消耗所排放的含碳气体统计表 / t
Table 8摇 Main carbonaceous gases emissions Statistics of the fuel load of the various forest types in Daxing忆anling from 2001 to 2010
林型
Forest
type
杜鹃鄄落叶松林
Larix鄄
Rhododendron
forests
杜香鄄落叶松林
Larix鄄Ledum
forests
草类鄄落叶松林
Larix鄄grass
forests
白桦林
Betula
platyphylla
forests
樟子松林
Pinus sylvestris
var. mongolica
forests
蒙古栎林
Quercus
mongolica
forests
针阔混交林
Coniferous
broad鄄leaved
mixed forests
总和
Total
CO2 7107160. 71 4197317. 67 3096904. 81 1549844. 63 622988. 50 272181. 40 430486. 23 17276883. 95
CO 446541. 06 279011. 04 185436. 75 101695. 75 46289. 93 17375. 27 27224. 41 1103574. 21
CH4 19628. 02 12801. 36 8750. 19 25537. 53 2082. 12 919. 00 1327. 40 71045. 62
NMHC 12999. 30 8588. 82 6735. 95 3360. 34 1694. 69 571. 61 1015. 80 34966. 51
3摇 结论与讨论
森林火灾是导致森林生态系统碳排放的重要干扰因子,并对区域的碳平衡和碳循环产生重要影响。 大兴
安岭林区在 2001—2010 年的 10 年间不同林型在林分水平上因森林火灾排放的总碳量为 5. 36伊106 t,年均排
放量为 5. 36伊105 t,其年均排放量约占全国年均森林火灾排放碳量[12]的 4. 74% ;含碳气体排放量 CO2、CO、
CH4 和 NMHC分别为 1. 73伊107、1. 10伊106、7. 10伊104 t 和 3. 50伊104 t,含碳气体年均排放量 CO2、CO、CH4 和
NMHC分别为 1. 73伊106、1. 10伊105、7. 10伊103 t和 3. 50伊103 t,其 CO2、CO、CH4 和 NMHC 年均排放量分别占全
国年均森林火灾各含碳气体排放量的[12]4. 25% 、4. 07% 、6. 34%和 3. 09% ;其 CO2、CO、CH4 和 NMHC 年均排
放量分别占全球年均森林火灾各含碳气体排放量的[41]0. 13% 、0. 16% 、0. 18%和 0. 07% 。 由此可见大兴安岭
森林火灾年均直接排放的碳量对区域碳平衡和碳循环产生一定影响。 森林具有碳汇的功能,能减缓和适应气
候变化的双重效应,但是在森林火灾后,森林不但起不到应有的碳汇效应,还向大气排放大量含碳气体,对区
域乃至全球碳循环和碳平衡产生重要影响,因此保护森林实现固碳增汇,是森林可持续管理,特别是林火管理
的重要工作[18]。
人类活动可改变森林火灾发生频率、火灾强度以及火灾面积。 人类有目的防火灭火控制可减少森林火灾
次数及面积,从而影响森林生态系统的结构和功能,改变生态统的碳循环,影响森林与大气间的碳交换状况,
对全球气候产生影响[13]。 大兴安岭是我国森林火灾多发区,火灾面积居全国之首[15],但大兴安岭 50a 来实
施严格的灭火控制政策已经极大地改变了自然火格局,同时也改变了森林的物种组成和年龄结构[42]。 刘志
华等[42]应用 LANDIS模型模拟了大兴安岭森林景观对自然火(1950 年以前)和灭火(1950 年以后)的长期响
应(300a)。 结果表明严格的灭火延长火烧轮回期,火烧次数减少,灾难性火灾发生的机率增加,火险在模拟
的 50a内迅速上升到高火险等级。 如果现行的高强度灭火政策继续实施的话,必须要制定大范围的可燃物管
理措施(计划火烧、粗可燃物处理等),以降低灾难性火灾发生的机率。 计划火烧加粗可燃物去除将成为可燃
物管理和森林可持续经营的首选措施。 Chang等[43]通过模拟发现长期的火排除随着火烧轮回期延长到 50—
120a,会导致灾难性的火灾,增加针叶林的比例,阔叶林减少,改变林龄结构和景观格局。 Wang 等[44]通过模
型模拟发现与低强度的灭火控制相比较,高强度的灭火控制会导致火灾发生率更低,而火强度更高。 王绪高
等[45]在大兴安岭模拟不同的火干扰条件与火灾轮回期的关系,结果表明火烧轮回期为 150a 条件下的火烧明
显比火烧轮回期为 325a方案下的火烧频繁,总的过火面积也多,但前者以轻度火为主,后者以重度火为主。
大兴安岭自 1987 年“5·6冶大火后,实施了积极的森林防火措施,但大量的研究表明,长期灭火,改变林
火的频率、大小及强度,会导致一系列生态后果[46],可燃物积累加剧,特别是随着全球气候变暖的影响,对大
兴安岭的北方森林产生重要影响,使得森林火灾发生的频率和强度加剧[47]。 因此,大兴安岭实施森林防火政
策导致森林火烧轮回期延长,可燃物累积,所以需要将森林可燃物的管理纳入到森林防火政策中[48],在现有
的林火管理策略上应加强森林可燃物的可持续管理,特别是对于大兴安岭北方森林,气候寒冷干燥,地表可燃
物不易被分解,地被物层积累较多,降低林火发生次数和强度的有效手段是及时进行可燃物的清除[49]。 计划
烧除是减少可燃物积累过多的有效途径,同时计划烧除也能减少森林火灾带来的碳排放。 实施合理的计划烧
3835摇 17 期 摇 摇 摇 胡海清摇 等:大兴安岭 2001—2010 年森林火灾碳排放的计量估算 摇
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除,优化林分环境和降低林分燃烧性,减少地表可燃物的积累,降低森林大火发生的可燃物条件[42,46],是该区
森林防火工作的治本之策。 同时上述研究发现 3 种兴安落叶松林(杜鹃鄄落叶松林、杜香鄄落叶松林和草类鄄落
叶松林)对该区的碳排放具有重要贡献,占总碳排放量的 83. 08% ,因此在现有的林火管理策略中,应更加注
重 3 种落叶松林的林火管理工作,对重点林型的森林火灾防控时重点考虑[49],加快防火林带建设,大力推行
计划烧除,实现可燃物的可持续管理,使火灾发生率及强度控制在生态系统可持续发展的水平之内,充分发挥
火因子在森林生态系统碳平衡中的作用,减少碳排放,增加森林碳汇,减缓全球气候变暖。
森林火灾总碳和含碳气体排放量的计量模型中涉及到一系列的计量参数,如何更精确地测定这些计量参
数,获得较为有效可靠的参数,使得森林火灾碳排放量的计量更加定量化,这是森林火灾碳排放计量所应关心
的问题,亦是研究的课题。 然而由于森林生态系统的空间异质性和复杂多变性,森林火灾的发生发展受多种
因素的制约,因而定量进行森林火灾总碳和含碳气体排放量的计量并不容易。 对于小尺度的定量计量用实地
调查测量法比较可行,而且能够定量化,但把小尺度的碳排放计量方法外推到大尺度的火灾碳排放计量,就产
生许多不能定量化的问题。 森林火灾总碳和含碳气体排放量计量模型方法流程见图 2,其影响因子(计量参
数)主要包括森林火灾面积、可燃物载量、可燃物碳含量、燃烧效率、排放因子,同时在实际计量中还受火灾强
度、火烈度、气象条件、立地条件等因子的影响。 许多文献中计量参数的来源没有经过实际测定,而仅仅通过
模型手段或估测,或采用通用的参数值以及平均值,且参数的来源亦不同,从而导致计量结果的不确定性。 本
文根据大兴安岭森林资源清查数据和森林火灾统计资料,以 GIS 为技术手段,通过野外火烧迹地调查与室内
控制环境实验相结合的方法确定各种计量参数,从林分水平上,采用排放因子法,通过小尺度的实测值外推到
大尺度上,所得结果更具针对性和准确性,但亦存在对火强度的分类过于简单地分为 3 种强度,而没有考虑实
际的火行为对森林火灾直接碳排放的影响,在今后的研究中,应加强火行为对火灾碳排放的研究,进一步量化
不同火行为及相关因子对碳排放的影响。
森林火灾过程是在林分水平上进行燃烧的,其所燃烧的可燃物载量在空间上包括乔木、灌木、草本、枯枝
落叶、地表有机质等(树根在森林火灾中一般不直接排放碳量,因此没有计量树根的碳排放量),为了计量的
准确性,研究中把其分成 5 个空间层次进行分别计量,分别测定各层次可燃物载量,可燃物载量的含碳率、燃
烧效率、排放因子,在理论上有助于更有效计量森林火灾的碳排放量,但由于森林生态系统的异质性,特别是
对燃烧效率的测定,在国内外并没有较好参考案例的条件下,通过野外火烧迹地的可燃物消耗量调查与室内
控制环境实验相结合,对林分水平上燃烧效率的确定进行初步尝试,有些问题还需进一步商榷,测定方法还需
进一步完善,以期更有效地计量森林火灾总碳和含碳气体排放中所涉及到的一系列计量参数,同时,我国对森
林火灾碳排放的研究还在探索阶段,应尽快开展野外空中采样,进行火灾中实测数据研究,为准确计量森林火
灾总碳和含碳气体排放量奠定基础。 由于火灾统计数据有限,遥感方法虽可获得森林火灾面积、可燃物载量、
燃烧效率和火行为信息,但其精度有待提高。
致谢: 野外调查工作得到塔河林业局防火办、松岭林业局防火办和黑龙江嫩江源森林湿地研究生态站的帮
助,黑龙江省人民政府森林草原防火指挥部办公室提供火警火灾登记数据,特此致谢。
References:
[ 1 ]摇 Dixon R K, Solomon A M, Brown S, Houghton R A, Trexler M C, Wisniewski J. Carbon pools and flux of global forest ecosystems. Science,
1994, 263(5144): 185鄄190.
[ 2 ] 摇 Chen L D, Fu B J. Ecological significance, characteristics and types of disturbance. Acta Ecologica Sinica, 2000, 20(4): 581鄄586.
[ 3 ] 摇 Shan Y L, Wang S Q, Zeng C, Zhai C G, Zhang J. Carbon emission from forest fires of main forest types in Jilin Province. Acta Ecologica Sinica,
2010, 30(9): 2254鄄2260.
[ 4 ] 摇 Crutzen P J, Andreae M O. Biomass burning in the tropics: impact on atmospheric chemistry and biogeochemical cycles. Science, 1990, 250
(4988): 1669鄄1678.
[ 5 ] 摇 Pickett S T A, White P S. The ecology of Natural Disturbance and Patch Dynamics. London: Academic Press, 1985.
[ 6 ] 摇 Seiler W, Crutzen P J. Estimates of gross and net fluxes of carbon between the biosphere and the atmosphere from biomass burning. Climate
Change, 1980, 2(3): 207鄄247.
4835 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
[ 7 ]摇 Hu H Q, Sun L. Estimation of carbon release from shrubs, herbages and litters in Daxing An Mountains by forest fires in 1980—1999. Chinese
Journal of Applied Ecology, 2007, 18(12): 2647鄄2653.
[ 8 ] 摇 Amiro B D, Todd J B, Wotton B M, Logan K A, Flannigan M D, Stocks B J, Mason J A, Martell D L, Hirsch KG. Direct carbon emissions from
Canadian forest fires, 1959鄄1999. Canadian Journal of Forest Research, 2001, 31(3): 512鄄525.
[ 9 ] 摇 Kasischke E S, Bruhwiler L P. Emissions of carbon dioxide, carbon monoxide, and methane from boreal forest fires in 1998. Journal of Geophysics
Research, 2003, 107: 8146, doi: 10. 1029 / 2001JD000461.
[10] 摇 Kasischke E S, French N H F, Bourgeau鄄Chavez L L, Christensen N L Jr. Estimating release of carbon from 1990 and 1991 forest fires in Alaska.
Journal of Geophysics Research, 1995, 100(D2): 2941鄄2951.
[11] 摇 de Groot W J, Pritchard J M, Lynham T J. Forest floor fuel consumption and carbon emissions in Canadian boreal forest fires. Canadian Journal of
Forest Research, 2009, 39(2): 367鄄382.
[12] 摇 L俟 A F, Tian H Q, Liu M L, Liu J Y, Melillo J M. Spatial and temporal patterns of carbon emissions from forest fires in China from 1950 to 2000.
Journal of Geophysics Research, 2006, 111: D05313, doi: 10. 1029 / 2005JD006198.
[13] 摇 Wang X K, Feng Z W, Zhuang Y H. CO2, CO and CH4 emissions from forest fires in China. Scientia Silvae Sinicae, 2001, 37(1): 90鄄95.
[14] 摇 Lu B, Kong S F, Han B, Wang X Y, Bai Z P. Inventory of atmospheric pollutants discharged from biomass burning in China continent in 2007.
China Environmental Science, 2011, 31(2): 186鄄194.
[15] 摇 Qiu Y, Li Z D, Zhang Y J, Xu H C, Yu R Y. The effects of fire disturbance on the biodiversity of understory plant in virginal forest, northern
region of Daxing忆anling Mountains, China. Acta Ecologica Sinica, 2006, 26(9): 2863鄄2869.
[16] 摇 Hu H Q, Zhao Z K, Wang X C, Zhang Y D. Fire history of Mongolian pine (Pinus sylvestris var. mongolica) forests in Mengkeshan of Tahe,
China. Acta Ecologica Sinica, 2010, 30(23): 6372鄄6379.
[17] 摇 Xu H C, Li Z D, Qiu Y. Fire disturbance history in virgin forest in northern region of Daxinganling Mountains. Acta Ecologica Sinica, 1997, 17
(4): 337鄄343.
[18] 摇 Wei S J, Hu H Q, Sun L, Zhou R L. Situation on our country忆s forest fire prevention under the background of climate and its countermeasures.
Forest Fire Prevention, 2011, (2): 1鄄4.
[19] 摇 Sun Y J, Zhang J, Han A H, Wang X J, Wang X J. Biomass and carbon pool of Larix gmelinii young and middle age forest in Xing忆an Mountains
Inner Mongolia. Acta Ecologica Sinica, 2007, 27(5): 1756鄄1762.
[20] 摇 Huxley J S. Problems of Relative Growth. New York: Dial Press, 1932.
[21] 摇 Blackstone N W. Allometry and relative growth: pattern and process in evolutionary studies. Systematic Zoology, 1987, 36(1): 76鄄78.
[22] 摇 Jolicoeur P. The multivariate generalization of the allometry equation. Biometrics, 1963, 19(3): 497鄄501.
[23] 摇 Fang J Y, Chen A P, Zhao S Q, Ci L J. Estimating biomass carbon of China忆s forests: supplementary notes on report Published in Science (291:
2320—2322) by fang et al. (2001) . Acta Phytoecologica Sinica, 2002, 26(2): 243鄄249.
[24] 摇 Zhou Z B. Study on Biomass and Carbon Storage of Main Fuel Type in Daxing忆anling Mountain [D]. Harbin: Northeast Forestry University, 2006.
[25] 摇 Luo J Y. Calculated on the case of forest fire intensity. Forest Fire Prevention, 1988, (4): 13鄄15.
[26] 摇 Wang Y. Calculation of the fire intensity in foreign. Forest Fire Prevention, 1996, (1): 43鄄44.
[27] 摇 French N H F, Kasischke E S, Williams D G. Variability in the emission of carbon鄄based trace gases from wildfire in the Alaskan boreal forest.
Journal of Geophysics Research, 2003, 108: 8151, doi: 10. 1029 / 2001JD000480.
[28] 摇 Crutzen P J, Heidt L E, Krasnec J P, Pollock W H, Seiler W. Biomass burning as a source of atmospheric gases CO, H2, N2O, NO, CH3Cl and
COS. Nature, 1979, 282(5736): 253鄄256.
[29] 摇 Levine J S, Cofer W R 芋, Cahoon D R Jr, Winstead E L. Biomass burning: a driver for global change. Environmental Science and Technology,
1995, 29(3): 120鄄125.
[30] 摇 French N H F, Goovaerts P, Kasischke E S. Uncertainty in estimating carbon emissions from boreal forest fires. Journal of Geophysics Research,
2004, 109: D14S08, doi: 10. 1029 / 2003JD003635.
[31] 摇 Choi S D, Chang Y S, Park B K. Increase in carbon emissions from forest fires after intensive reforestation and forest management programs.
Science of the Total Environment, 2006, 372(1): 225鄄235.
[32] 摇 French N H F, Kasischke E S, Williams D G. Variability in the emission of carbon鄄based trace gases from wildfire in the Alaskan boreal forest.
Journal of Geophysics Research, 2001, 107: 8151, doi: 10. 1029 / 2001JD000480.
[33] 摇 L俟 A F, Tian H Q, Liu Y Q. State of the art in quantifying fire disturbance and ecosystem carbon cycle. Acta Ecologica Sinica, 2005, 25(10):
2734鄄2743.
[34] 摇 Houghton R A, Skole D L, Nobre C A, Hackler J L, Lawrence K T, Chomentowski W H. Annual fluxes of carbon from deforestation and regrowth
in the Brazilian Amazon. Nature, 2000, 403(6767): 301鄄304.
[35] 摇 Fang JY, Chen AP, Peng CH, Zhao SQ, Ci LJ. Changes in forest biomass carbon storage in China between 1949 and 1998. Science, 2001, 292
(5525): 2320鄄2322.
[36] 摇 Levine J S, Cofer W R 芋. Boreal forest fire emissions and the chemistry of the atmosphere / / Kasischke E S, Stoeks B J, eds. Fire, Climate
Change and Cabron Cycling in North American Boreal Forests. Ecological Studies Series. New York: Springer, 2000: 31鄄48.
[37] 摇 French N H F, Kasischke E S, Stock B J, Mudd J P, Martell, D L, Lee B S. Carbon released from fires in North American boreal forests / /
5835摇 17 期 摇 摇 摇 胡海清摇 等:大兴安岭 2001—2010 年森林火灾碳排放的计量估算 摇
http: / / www. ecologica. cn
Kasischke E S, Stoeks B J, eds. Fire, Climate Change and Cabron Cycling in North American Boreal Forests. Ecological Studies Series. New
York: Springer, 2000: 377鄄388.
[38] 摇 Aulair A N D, Carter T B. Forest wildfires as a recent source of CO2 at northern latitudes. Canadian Journal Forest Research, 1993, 23(8): 1528鄄
1536.
[39] 摇 Cofer W R III, Winstead E L, Stocks B J, Overbay L W, Goldammer J G, Cahoon D R, Levin J S. Emissions from boreal forest fires: Are the
atmospheric chemical impacts underestimated / / Levine J S, ed. Biomass Burning and Global Change, vol. II. Cambridge: MIT Press, 1996:
834鄄839.
[40] 摇 Laursen K K, Hobbs P V, Radke L F, Rasmussen R A. Some trace gas emissions from North American biomass fires with an assessment of regional
and global fluxes from biomass burning. Journal of Geophysics Research, 1992, 97(D18): 20687鄄20701.
[41] 摇 Andreae M O, Merlet P. Emission of trace gases and aerosols from biomass burning. Global Biogeochemical Cycles, 2001, 15(4): 955鄄966.
[42] 摇 Liu Z H, Chang Y, He H S, Chen H W. Long鄄term effects of fire suppression policy on forest landscape, fuels dynamics, and fire risks in Great
Xing忆an Mountains. Chinese Journal of Ecology, 2009, 28(1): 70鄄79.
[43] 摇 Chang Y, He H S, Bishop I, Hu Y M, Bu R C, Xu C G, Li X Z. Long鄄term forest landscape responses to fire exclusion in the Great Xing忆an
Mountains, China. International Journal of Wildland Fire, 2007, 16(1): 34鄄44.
[44] 摇 Wang X G, He H S, Li X Z. The long鄄term. The long鄄term effects of fire suppression and reforestation on a forest landscape in Northeastern China
after a catastrophic wildfire. Landscape and Urban Planning, 2007, 79(1): 84鄄95.
[45] 摇 Wang X G, Li X Z, He H S. Long鄄term effects of different management strategies on Larix gmelinii forests in Great Xing忆an Mountains after the
catastrophic fire in 1987. Chinese Journal of Applied Ecology, 2008, 19(4): 741鄄752.
[46] 摇 He H S, Chang Y, Hu Y M, Liu Z H. Contemporary studies and future perspectives of forest fuel and fuel management. Chinese Journal of Plant
Ecology, 2010, 34(6): 741鄄752.
[47] 摇 Overpeck J T, Rind D, Goldberg R. Climate鄄induced changes in forest disturbance and vegetation. Nature, 1990, 343(6253): 51鄄53.
[48] 摇 Liu Z H, Chang Y, He H S, Hu Y M, Wang W J. Effects of different forest fuel treatments on potential forest fire regimes in Great Xing忆an
Mountains: a simulation study. Chinese Journal of Ecology, 2009, 28(8): 1462鄄1469.
[49] 摇 Liu Z H, Yang J, He H S, Chang Y. Spatial point analysis of fire occurrence and its influence factor in Huzhong forest area of the Great Xing忆an
Mountains in Heilongjiang Province, China. Acta Ecologica Sinica, 2011, 31(6): 1669鄄1677.
参考文献:
[ 2 ]摇 陈利顶, 傅伯杰. 干扰的类型、特征及其生态学意义. 生态学报, 2000, 20(4): 581鄄586.
[ 3 ] 摇 单延龙, 王淑群, 曾超, 翟成刚, 张姣. 吉林省主要林型森林火灾的碳量释放. 生态学报, 2010, 30(9): 2254鄄2260.
[ 7 ] 摇 胡海清, 孙龙. 1980—1999 年大兴安岭灌木、草本和地被物林火碳释放估算. 应用生态学报, 2007, 18(12): 2647鄄2653.
[13] 摇 王效科, 冯宗炜, 庄亚辉. 中国森林火灾释放的 CO2、CO和 CH4 研究. 林业科学, 2001, 37(1): 90鄄95.
[14] 摇 陆炳, 孔少飞, 韩斌, 王秀艳, 白志鹏. 2007 年中国大陆地区生物质燃烧排放污染物清单. 中国环境科学, 2011, 31(2): 186鄄194.
[15] 摇 邱扬, 李湛东, 张玉钧, 徐化成, 于汝元. 火干扰对大兴安岭北部原始林下层植物多样性的影响. 生态学报, 2006, 26(9): 2863鄄2869.
[16] 摇 胡海清, 赵致奎, 王晓春, 张远东. 基于树轮火疤塔河蒙克山樟子松林火灾的频度分析. 生态学报, 2010, 30(23): 6372鄄6379.
[17] 摇 徐化成, 李湛东, 邱扬. 大兴安岭北部地区原始林火干扰历史的研究. 生态学报, 1997, 17(4): 337鄄343.
[18] 摇 魏书精, 胡海清, 孙龙, 周汝良. 气候变化背景下我国森林防火工作的形势及对策. 森林防火, 2011, (2): 1鄄4.
[19] 摇 孙玉军, 张俊, 韩爱惠, 王雪军, 王新杰. 兴安落叶松 ( Larix gmelinii) 幼中龄林的生物量与碳汇功能. 生态学报, 2007, 27 (5):
1756鄄1762.
[23] 摇 方精云, 陈安平, 赵淑清, 慈龙骏. 中国森林生物量的估算: 对 Fang等 Science一文(Science, 2001, 291: 2320 ~ 2322)的若干说明. 植
物生态学报, 2002, 26(2): 243鄄249.
[24] 摇 周振宝. 大兴安岭主要可燃物类型生物量与碳储量的研究 [D]. 哈尔滨: 东北林业大学, 2006.
[25] 摇 骆介禹. 关于林火强度计算的情况. 森林防火, 1988, (4): 13鄄15.
[26] 摇 王岳. 国外林火强度计算方法. 森林防火, 1996, (1): 43鄄44.
[33] 摇 吕爱锋, 田汉勤, 刘永强. 火干扰与生态系统的碳循环. 生态学报, 2005, 25(10): 2734鄄2743.
[42] 摇 刘志华, 常禹, 贺红士, 陈宏伟. 火控制政策对大兴安岭森林景观、可燃物动态及火险的长期影响. 生态学杂志, 2009, 28(1): 70鄄79.
[45] 摇 王绪高, 李秀珍, 贺红士. 1987 年大兴安岭特大火灾后不同管理措施对落叶松林的长期影响. 应用生态学报, 2008, 19(4): 741鄄752.
[46] 摇 贺红士, 常禹, 胡远满, 刘志华. 森林可燃物及其管理的研究进展与展望. 植物生态学报, 2010, 34(6): 741鄄752.
[48] 摇 刘志华, 常禹, 贺红士, 胡远满, 王文娟. 模拟不同森林可燃物处理对大兴安岭潜在林火状况的影响. 生态学杂志, 2009, 28(8):
1462鄄1469.
[49] 摇 刘志华, 杨健, 贺红士, 常禹. 黑龙江大兴安岭呼中林区火烧点格局分析及影响因素. 生态学报, 2011, 31(6): 1669鄄1677.
6835 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 17 September,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Conservation strategies for Ulmus elongata based on the analysis of biological and ecological factors
GAO Jianguo, ZHANG Yi, WU Yuhuan, et al (5287)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Vertical distribution of methanogen community structures in Phragmites australis marsh soil in the Min River estuary
SHE Chenxing, TONG Chuan (5299)
…………………
………………………………………………………………………………………………
Energy balance closure and its effects on evapotranspiration measurements with the eddy covariance technique in a cropland
LIU Du, LI Jun, YU Qiang, TONG Xiaojuan, et al (5309)
…………
………………………………………………………………………
Effects of soil water potential on the growth and physiological characteristics of Populus tomentosa pulpwood plantation under
subsurface drip irrigation XI Benye, WANG Ye, DI Nan, et al (5318)…………………………………………………………
Physiological indices of leaves of jujube (Zizyphus jujuba) damaged by Apolygus lucorum
GAO Yong, MEN Xingyuan, YU Yi, et al (5330)
……………………………………………
…………………………………………………………………………………
Economic analysis of wetland resource protection: a case study of Beijing Wild Duck Lake
WANG Changhai, CUI Lijuan, MA Muyuan, et al (5337)
……………………………………………
…………………………………………………………………………
Comparative studies on the farmers忆 willingness to accept eco鄄compensation in wetlands nature reserve
WANG Changhai,CUI Lijuan,MAO Xufeng, et al (5345)
………………………………
…………………………………………………………………………
Remote sensing estimation models of Suaeda salsa biomass in the coastal wetland
FU Xin,LIU Gaohuan, HUANG Chong,LIU Qingsheng (5355)
……………………………………………………
……………………………………………………………………
Effects of N addition on soil organic carbon components in an alpine meadow on the eastern Qinghai鄄Tibetan Plateau
ZHENG Jiaojiao, FANG Huajun, CHENG Shulan, et al (5363)
………………
……………………………………………………………………
Estimating carbon emissions from forest fires during 2001 to 2010 in Daxing忆anling Mountain
HU Haiqing, WEI Shujing, SUN Long (5373)
…………………………………………
………………………………………………………………………………………
Predicting the effects of soil water potential on the growth of cut lily DONG Yongyi, LI Gang, AN Dongsheng, et al (5387)………
Rain enrichment鄄accelerated carbon emissions from soil in a Nitraria sphaerocarpa community in hyperarid region
LIU Dianjun, WU Bo, LI Yonghua, et al (5396)
……………………
…………………………………………………………………………………
Response of soil organic carbon sequestration to the “Grain for Green Project冶 in the hilly Loess Plateau region
XU Mingxiang, WANG Zheng, ZHANG Jin, et al (5405)
……………………
…………………………………………………………………………
Temporal and spatial variability in soil respiration in five temperate forests in Xiaoxing忆an Mountains, China
SHI Baoku,JIN Guangze,WANG Zhaoyang (5416)
…………………………
…………………………………………………………………………………
Distributions pattern of phosphorus, potassium and influencing factors in the upstream of Shule river basin
LIU Wenjie, CHEN Shengyun, HU Fengzu, et al (5429)
…………………………
…………………………………………………………………………
COI1 is involved in jasmonate鄄induced indolic glucosinolate biosynthesis in Arabidopsis thaliana
SHI Lu, LI Mengsha, WANG Lihua, et al (5438)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
Modeling canopy rainfall interception of a replanted Robinia pseudoacacia forest in the Loess Plateau
WANG Yanping,WANG Li,WEI Sanping (5445)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
The differences of plant community diversity among the different altitudes in the Water鄄Level鄄Fluctuating Zone of the Three
Gorges Reservoir LIU Weiwei, WANG Jie, WANG Yong, et al (5454)…………………………………………………………
Low鄄frequency drought variability based on SPEI in association with climate indices in Beijing SU Hongxin, LI Guangqi (5467)……
Response of upland jujube tree trunk diameter to different ecological factors
ZHAO Ying, WANG Youke, HAN Lixin,et al (5476)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………………
The spatial distribution and seasonal dynamics of fine roots in a young Caragana korshinskii plantation
ZHANG Fan, CHEN Jianwen, WANG Mengben (5484)
………………………………
……………………………………………………………………………
Interspecific segregation of species in tree and shrub layers of the Pinus bungeana Zucc. ex Endl. community in the Wulu
Mountains, Shanxi Province, China WANG Lili, BI Runcheng, YAN Ming, et al (5494)………………………………………
Effects of long鄄term fertilization on soil microbial biomass carbon and nitrogen and enzyme activities during maize growing season
MA Xiaoxia, WANG Lianlian, LI Qinghui, et al (5502)
…
…………………………………………………………………………
A model to predict dry matter accumulation dynamics in wheat based on the normalized method
LIU Juan, XIONG Shuping, YANG Yang, et al (5512)
………………………………………
……………………………………………………………………………
Optimization strategies and an aesthetic evaluation of typical plant communities in the Shanghai Green Belt
ZHANG Kaixuan, LING Huanran, DA Liangjun (5521)
…………………………
……………………………………………………………………………
Carbon footprint evaluation research on the tourism transportation system at tourist attractions: a case study in Hengshan
DOU Yindi, LIU Yunpeng, LI Bohua, et al (5532)
……………
………………………………………………………………………………
An urban ecosystem assessment method and its application SHI Huichun, LIU Wei, HE Jian, et al (5542)…………………………
Seasonal variations in distribution and biological characteristics of snailfish Liparis tanakae in the central and southern Yellow Sea
ZHOU Zhipeng, JIN Xianshi, SHAN Xiujuan,et al (5550)
…
…………………………………………………………………………
Effects of cyanobacterial accumulation and snail grazing on the growth of vallisneria natans
HE Hu, HE Yuhong,JI Yachan,et al (5562)
……………………………………………
………………………………………………………………………………………
The structure and thermal insulation capability of Mustela sibirica manchurica winter pelage in Heilongjiang Province
LIU Yu,ZHANG Wei (5568)
………………
………………………………………………………………………………………………………
Ontogenetic shifts in selected body temperature and thermal tolerance of the tiger frog, Hoplobatrachus chinensis
FAN Xiaoli, LEI Huanzong, LIN Zhihua (5574)
……………………
……………………………………………………………………………………
The influence of tubificid worms bioturbation on organic phosphorus components and their vertical distribution in sediment of
Lake Taihu BAI Xiuling, ZHOU Yunkai, ZHANG Lei (5581)……………………………………………………………………
Review and Monograph
Research advances in ecological assessment of urban greenspace MAO Qizheng, LUO Shanghua, MA Keming, et al (5589)………
Ecological hot topics in global change on the 2nd International Young Ecologist Forum
WAN Yun, XU Lili, GENG Qifang,et al (5601)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Scientific Note
Screening trial for the suitable plant species growing on sand dunes in the alpine valley and its recovery status in the Yarlung
Zangbo River basin of Tibet, China SHEN Weishou, LI Haidong, LIN Naifeng, et al (5609)…………………………………
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的生态学专业性高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研
究原始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、
新方法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
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第 32 卷摇 第 17 期摇 (2012 年 9 月)
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Vol郾 32摇 No郾 17 (September, 2012)
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