全 文 ：第 51 卷 第 2 期
2 0 1 5 年 2 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51，No. 2
Feb．，2 0 1 5
doi:10．11707 / j．1001-7488．20150211
收稿日期: 2014 － 08 － 28; 修回日期: 2014 － 11 － 13。
基金项目: 国家自然科学基金项目(31270695) ; 林业公益性行业科研专项(201004074)。
* 田晓瑞为通讯作者。
大兴安岭不同植被火后 NDVI恢复过程*
苗庆林 田晓瑞 赵凤君
(中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 国家林业局森林保护学重点实验室 北京 100091)
摘 要: 【目的】利用卫星遥感技术研究火后植被恢复过程及影响因子，分析不同火烧强度、不同植被类型的火
后归一化植被指数(NDVI)变化特征，研究大兴安岭东南部火后不同植被恢复过程，为在长时间尺度上进行北方林
火后植被恢复过程研究与监测提供参考。【方法】基于火烧前后一系列的 MODIS 数据，利用 NDVI 和地面调查数
据，以 2006 年大兴安岭松岭特大森林火灾为例，研究不同植被类型在不同强度火烧后的植被恢复过程。根据火烧
前后 NDVI 变化提取过火区; 结合地面调查，利用监督分类方法划分火烧强度等级; 根据火烧强度分级图和土地覆
盖类型图，建立属性数据库，生成火烧强度等级 －植被类型图。以 2003—2005 年同期 NDVI 最大值为对照，在时间
序列上分析植被类型和火烧强度对火后 NDVI 恢复的影响。根据邻近未过火区的 NDVI 变化，分析气象因子对
NDVI 的影响。【结果】轻度、中度和重度火烧区所占比例分别为 29%，40%和 31%。主要植被类型常绿针叶林、针
阔混交林和灌丛的重度火烧部分分别占 50%，52%和 60%。重度火烧区域所占比例随着坡度增大而升高。在火后
NDVI 的变化过程中，各森林类型变化趋势相近，灌丛、草地和沼泽的变化趋势相近。【结论】火后 NDVI 总体呈上
升趋势，并呈现明显的年际波动。除草地外其余植被类型在重度火烧后的 NDVI 值均明显低于中、轻度火烧，但中、
轻度火烧的不同植被类型之间差异不明显。森林重度火烧区 NDVI 在火后第 2 年达到最低，轻度火烧区火后 6 年
NDVI 基本恢复到火前水平。针阔混交林火后盖度的恢复速度较其他森林类型快。火烧强度对森林群落垂直结构
的影响显著，森林火烧后灌木层盖度高于未火烧区，且火烧强度越高，这种现象越显著。双因素方差分析显示植被
类型和火烧强度对火烧迹地 NDVI 恢复特征的影响显著，且火烧强度对火后植被恢复的影响更关键，但二者交互影
响不显著。未过火区 NDVI 平均值为 0. 801 2，波动范围为 － 3. 3% ～ 3. 4%，过火区 dNDVI 的变化约 25%是由气象因
子引起的，其他主要源于植被变化。dNDVI 指标可以很好地反映火烧前后植被指数变化，有较好的时序性和空间
可获取性，对火烧迹地恢复过程有指示作用。
关键词: 火烧迹地; 归一化植被指数; 植被恢复
中图分类号: S762 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2015)02 － 0090 － 09
NDVI Ｒecovery Process for Post-Fire Vegetation in Daxing’anling
Miao Qinglin Tian Xiaorui Zhao Fengjun
(Key Laboratory of Forest Protection of State Forestry Administration Ｒesearch Institute of Forest Ecology，
Environment and Protection，CAF Beijing 100091)
Abstract: 【Objective】The remote sensing technology was used to monitor the vegetation restoration after fire，providing
a scientific base for carrying out restoration measures in burned areas． The normalized difference vegetation index (NDVI)
is an important index to reflect the growth condition and distribution of vegetation． It has been proved in previous studies
that this index has a significant correlation with vegetation coverage． Thus the increasing biomass and the vegetation
coverage in burned areas can be monitored through the satellite remote sensing images．【Method】The Songling burned
area，which was burned in spring of 2006，in Daxing’anling was selected as a case study． A series of NDVI data before
and after the fire，which were extracted from the MODIS data，and the field investigation data were used to analyze the
relationships between vegetation characteristics after fire，burned severity and vegetation types． Data of NDVI in the
burned area were extracted before and just after the fire，and the fire severity was classified using the supervised
classification method． The maximum NDVI in the same date of August in 2003 － 2005 was used as the contrast to analyze
the vegetation index changes on the time series． 【Ｒesult】Low，moderate and high burning severities were accounted for
第 2 期 苗庆林等: 大兴安岭不同植被火后 NDVI 恢复过程
28. 93%，40. 1% and 30. 97% burned area，respectively． The dominated vegetation types with high-burning severity
were evergreen coniferous forest，broadleaf and conifer mixed forest，and brushwood，which were accounted for 50. 37%，
52. 22%，and 59. 49%，respectively． The proportion of high severity burned areas increased with the ascending slope．
【Conclusion】The post-fire NDVI showed a increasing trend generally． NDVI value of each vegetation type in the area
with high-burning severity was significantly lower than the low and moderate burning severity areas，except for the
grassland． But there was no significant difference in NDVI between the areas with low and moderate burning severity． In
the second year， the vegetation coverage in high burning severity areas reached the minimum． The NDVI of these
vegetation types in low burning severity areas recovered to pre-fire level in 6 years after fire． The coverage of broadleaf and
conifer mixed forests recovered faster than other forest types． Fire severity affected forest vertical structure． The burned
forests had greater shrub coverage than un-burned ones，and this phenomenon was more obvious in the forests with high
fire severity． The natural restoration of brushwood，grassland and marsh was faster than that of forests，thus these areas
don’t need artificial aids to update． Natural restoration of the tree layer in forests with high-burning severity is very slow，
the artificial update will speed up the succession process of forest communities． Periodic drought has an influence on
NDVI，especially for the post-fire grassland． The two-factor ANOVA showed that vegetation type and fire severity had a
significant influence on the vegetation index． dNDVI can reflect the changes of the vegetation well，which has a good
temporal and spatial availability and plays an important role in monitoring the post-fire vegetation restoration．
Key words: burned area; NDVI; vegetation restoration
火烧迹地的植被恢复是生态功能恢复的基础
(任海等，2004)，火后早期植被的恢复更是生态系
统恢复的关键所在。不同火烧强度对森林生态系统
的结构与功能的影响有显著差异，低强度火烧一般
利于改善环境，对维持森林生态系统平衡、促进森林
演替有积极作用(胡海清，2005)。火后植被的恢复
受到如火行为特征、立地条件和火前植被类型等因
子的影响，研究火后植被恢复过程及其影响因子是
制定火后恢复措施的基础。
火后植被恢复可通过卫星遥感监测。遥感信息
对植被空间分布特征变化非常敏感，并具有很强的
时效性和周期性(王明玉等，2008)。归一化植被指
数(NDVI)是与植被生长及盖度相关的重要指示因
子，广泛用于火后植被恢复研究 ( Gouveia et al．，
2010; Leblon et al．， 2001; Díaz-Delgado et al．，
2003)。Ｒiano 等 (2002)利用 AVIＲIS(机载可见光
成像光谱仪)数据评估了洛杉矶圣莫妮卡山脉的火
后植被恢复情况。Leon 等 (2012)利用 NDVI 年际
变化趋势发现火前立地处理(包括可燃物处理等措
施)和地形等对火后植被恢复有关键影响。解伏菊
等(2005)研究了较大尺度上火烧区火烧强度与森
林景观格局和功能恢复的关系。
大兴安岭火后植被恢复研究已很多:解伏菊等
(2007)研究发现大兴安岭北坡火烧迹地森林郁闭
度恢复受海拔影响最大;蔡文华等(2012)认为立地
条件是影响针、阔叶树更新苗密度的主要因素，林型
影响火后演替模式;王绪高等(2003)认为中度火烧
区的人工促进更新比自然更新恢复更快，重度火烧
区的森林自然更新非常缓慢，人工更新可跨越几个
演替阶段，更快发展为顶极群落。然而，这些研究多
是基于地面调查，没有进行火后植被变化的时间序
列研究。因此，本文通过分析不同火烧强度、不同植
被类型的火后 NDVI 变化特征，研究大兴安岭东南
部火后植被恢复过程，为在长时间尺度上进行北方
林火后植被恢复过程研究与监测提供参考。
1 研究区概况
研究区为大兴安岭东南部 2006 年砍都河
“5. 22”火烧迹地。起火点位于 124° 49 20″ E，
51°1420″ N，火灾发生在 2006 － 05 － 22—06 － 02。
火场分布于松岭林业局的砍都河、南阳河、石头山林
场和新林林业局的新林、富林林场。过火区域地势
平缓，河谷宽阔，草甸较多，区域内南瓮河和砍都河
从西北向东南流入嫩江。土壤以暗棕壤为主。该区
域的植被属兴安植物区系，以兴安落叶松 ( Larix
gmelinii)为主，平缓地带白桦(Betula platyphylla)林
居多，排水良好、坡度较大的山上部分布以蒙古栎
(Quercus mongolica)、黑桦(Betula dahurica)为主的
阔叶混交林，同时有少量山杨(Populus davidiana)。
林内 下 木 以 榛 子 ( Corylus heterophylla )、杜 鹃
(Ｒhododendron simsii)、越桔 ( Vaccinium vitis-idaea)
居多。河谷、沼泽地带生长着茂密的塔头苔草
(Carex tato)、大叶章(Deyeuxia langsdorffii)、蚊子草
( Filipendula palmata ) 和 地 榆 ( Sanguisorba
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林 业 科 学 51 卷
officinalis)等草本植物。
2 数据来源
卫星遥感数据(2003—2013 年)来源于中国科学
院计算机网络信息中心地理空间数据云 ( http:∥
www． gscloud． cn)，包括 16 天合成的 250 m MOD13Q1
数据和 DEM 数字高程数据。植被数据来源于中国 1
∶ 25 万土地覆盖遥感调查与监测数据库(国家科学数
据共享工程———地球系统科学共享网)。
新林气象站(区站号 50349)日定时观测数据(包
括空气温度、空气相对湿度、降水、风速等)来源于中国
气象科学数据共享服务网(http:∥cdc． cma． gov． cn)。
3 研究方法
3. 1 过火区提取
虽然不同植被类型的物候期不同，但均在 8 月
生长最好(夏照华，2007)，因而本研究选择 8 月中
旬数据和 2006 年火灾前后 MOD13Q1 数据，利用
ENVI 软件对 2003—2013 年每年第 225 天所有影像
进行投影转换，然后提取 NDVI。公式如下:
NDVI = (Ｒ nir － Ｒ red) /(Ｒ nir + Ｒ red) 。 (1)
式中: Ｒ nir 为近红外波段反射率; Ｒ red 为红外波段反
射率。
通过假彩色合成(MODIS 数据的红、绿和蓝通
道分别对应波段 CH1、CH2 和 CH3)在遥感影像上
目视识别过火区大概地理位置。因为火烧前后火烧
区的 NDVI 会发生明显变化(Cocke et al．，2005)，因
此选择火烧前后最邻近的 2 张影像数据(2006 年 5
月 10 日和 2006 年 6 月 11 日)，利用 NDVI 差值提
取过火区。
3. 2 火烧强度等级分类
不同植被类型在火烧后 (尤其是重度火烧)的
群落演替状况差异很大(胡海清，2005)，因此选用
火前 3 个生长期(2003—2005 年)同期的 NDVI 最
大值为对照，计算不同时段的 NDVI 差值( dNDVI)。
公式如下:
dNDVI = NDVIpost，t － NDVIpre，m。 (2)
式中:NDVIpost，t是火后相应年份 8 月的 NDVI 值;
NDVIpre，m为火前同期 NDVI 最大值 ( 2003—2005
年)。
利用监督分类方法，结合地面调查结果，对过火
区(差值图像)火烧强度进行等级划分。根据火烧
强度分级图和土地覆盖类型图，利用 ArcMap 地理
信息系统软件平台，将其进行叠加，建立属性数据
库，生成火烧强度等级 －植被类型图。
3. 3 标准地调查
2012 年 6 月在研究区内设置 16 块 30 m × 30 m
的标准地，包括火烧区 5 种主要植被类型，即落叶针
叶林、针阔混交林、落叶阔叶林、灌丛和草地(其中
灌丛和草地只设重度火烧和未火烧区)，分别调查
未火烧、轻度火烧、中度火烧和重度火烧情况下的植
被状况。调查指标包括郁闭度、平均胸径、平均树
高、平均枝下高、死亡率、平均熏黑高度、下木盖度、
下木平均高度、草本盖度和草本高度。
3. 4 可燃物湿度码
根据气象站观测数据，采用加拿大林火天气指
数(FWI)系统方法，计算新林气象站 2006—2013 年
各防火期每日的火险指数(Canadian Forest Service，
1984)。FWI 系统是基于每日 12:00 4 个气象因子
(空气温度、空气相对湿度、过去 24 h 降雨量和风
速)的连续观测记录，输出描述森林火险的多个指
标，包括 3 个可燃物湿度码［细小可燃物湿度码
(FFMC)、腐殖质湿度码(DMC)、干旱码(DC)］和 3
个火行为指标［初始蔓延速度( ISI)、有效可燃物指
标 ( BUI)和火险天气指数 ( FWI)］( Van Wagner，
1987)。DMC 反映的是半分解、较松散的枯落物下
层可燃物含水率的变化，其时滞为 12 天，能够综合
反映温度、相对湿度和降水等因子的中长期影响，并
能在一定程度上反映植被生长状况，与 NDVI 有一
定相关性(Leblon et al．，2001)。
4 结果与分析
4. 1 过火区的植被类型与火烧强度等级
火场过火面积为 161 192. 5 hm2，其中重度、中
度和轻度火烧区分别占 31%，40%和 29% (图 1)。
过火区地势为西北高东南低，西北部重度火烧比例
较高。根据土壤侵蚀发生变化的转折点(5°，15 °和
25 °) (汤国安等，2006)，过火区坡度划分为 4 级:
平坡(﹤ 5°)、缓坡(5° ～ 15 °)、斜坡(15 ° ～ 25 °)和
陡坡( ＞ 25 °)，重度火烧在各个坡度级(从平坡至陡
坡)上的比例分别为 26%，34%，39%和 41% ; 中度
火烧为 40%，41%，37%和 34% ; 轻度火烧为 33%，
25%，24%和 26%。随着坡度增加，重度火烧区域
比例增大(图 2)。
过火区内植被类型包括常绿针叶林(V1)、落叶
针叶林(V2)、落叶阔叶林(V3)、针阔混交林(V4)、
灌丛(V5)、草地(V6)和沼泽 (V7)，其过火面积分
别占 5. 5%，21. 9%，50. 1%，7. 2%，4. 0%，0. 5% 和
10. 8%，即落叶针叶林、落叶阔叶林和沼泽是过火面
积最大的植被类型。落叶针叶林中轻、中、重度火烧
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第 2 期 苗庆林等: 大兴安岭不同植被火后 NDVI 恢复过程
图 1 火烧强度等级分类
Fig. 1 Burned rating classification
图 2 不同坡度上各火烧强度等级比例
Fig. 2 Percentage for burned rating at different slopes
比例分别是 21%，40% 和 39% ; 落叶阔叶林为
32%，46% 和 22% ; 沼泽为 36%，37% 和 27%。中
度火烧落叶阔叶林过火面积最大，其次为轻度火烧
落叶阔叶林和中度火烧落叶针叶林(以兴安落叶松
为主)，重度火烧草地过火面积最小 (图 3)。以重
度火烧为主的植被类型有常绿针叶林、针阔混交林
和灌丛，分别占各自类型面积的 50%，52%和 60%。
以中度火烧为主的植被类型主要有落叶针叶林、落
叶阔叶林、草地和沼泽，分别占各自类型面积的
40%，45%，52%和 37%。
4. 2 火后植被的 NDVI 变化
火烧当年(2006 年)夏季，常绿针叶林、落叶针叶
林、落叶阔叶林、针阔混交林、灌丛、草地和沼泽各重
度火烧区的 dNDVI 分别为 － 0. 150 5，－ 0. 101 1，
－0. 108 8，－0. 156 5，－0. 113 8，－0. 050 1和 －0. 097 7
图 3 火烧强度等级 －植被类型图
Fig. 3 Map of burned rating and vegetation type
(图 4)。林地火烧后当年 NDVI 明显低于草地和沼
泽。除草地外，其余植被类型重度火烧后 NDVI 值
均明显低于中、轻度火烧，但中度和轻度火烧之间
NDVI 值相近。
草地在中度和重度火烧后的 dNDVI 相近，但与
轻度火烧差异明显，表明中度和重度火烧后的草地
恢复速度相近，轻度火烧后的草地在当年就恢复到
接近火烧前的水平。研究区中沼泽地分布的主要物
种为湿生草本，其可燃物主要由细小可燃物组成，易
干燥、易被引燃和易被火消耗，因此草地、沼泽中发
生的火灾多为快速蔓延的地表火，对土壤中可萌生
幼苗的植被繁殖体基本没有伤害，火后植被可快速
萌生和生长(赵凤君等，2013)。2012 年样地调查
显示，重度火烧草地盖度为 95% (表 1)，已基本恢
复到火烧前状态。
常绿针叶林、落叶针叶林、落叶阔叶林和针阔混
交林的 dNDVI 最低值均出现在火后第 2 年(2007
年)的重度火烧区，分别为 － 0. 188 2，－ 0. 155 8，－
0. 160 7 和 － 0. 174 6(图 4)。dNDVI 最明显的是常
绿针叶林的重度火烧区。灌丛的 dNDVI 最低值为
－ 0. 155 3，介于森林和沼泽之间，说明过火区的火
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林 业 科 学 51 卷
后第 2 年盖度恢复为灌木比森林快，但比沼泽和草
地慢。火后第 2 年草地和沼泽的 dNDVI 明显高于
林地 和 灌 丛，其 重 度 火 烧 的 dNDVI 分 别 为
－ 0. 118 9和 － 0. 126 7。所有植被类型的 NDVI 在
2012 年达到火后最大值，恢复到了火前水平，其中
落叶针叶林、轻度火烧区和草地轻度火烧区的
dNDVI 差值分别为 0. 001 2，0. 007 5 和0. 001 9，其
余植被类型也接近火前水平。重度火烧区火后
NDVI 上升趋势最显著的是针阔混交林，说明针阔
混交林火后 NDVI 恢复速度比其他林分快。
图 4 不同植被类型与火烧强度的 dNDVI 变化
Fig. 4 The dNDVI curves for different vegetation types
V1:常绿针叶林 Evergreen coniferous forest; V2:落叶针叶林 Deciduous coniferous forest;
V3:落叶阔叶林 Deciduous broadleaved forest; V4:针阔混交林 Broadleaved and coniferous mixed forest;
V5:灌丛 Brushwood; V6:草地 Grassland; V7:沼泽 Marsh; A:过火区平均值 Average for the burned area．
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第 2 期 苗庆林等: 大兴安岭不同植被火后 NDVI 恢复过程
表 1 2012 年过火区主要植被类型恢复状况①
Tab． 1 Ｒehabilitation of the main vegetation types in 2012
植被类型
Vegetation
type
火烧
等级
Burned
rating
郁闭度
Canopy
closure
平均
胸径
Mean
DBH /cm
平均
树高
Mean
of tree
height /m
平均枝
下高
Mean of
under
branch
height /m
死亡率
Mortality
(% )
平均熏
黑高度
Mean of
blackened
height /m
下木盖度
Shrub
coverage
(% )
下木平
均高度
Mean of
underwood
height /m
草本盖度
Grass
coverage
(% )
草本
高度
Grass
height /m
落叶针叶林
Deciduous
coniferous
forest
H 0. 3 9. 91 8. 20 7. 10 72. 8 6. 9 20 1. 6 85 0. 42
M 0. 8 16. 91 13. 40 8. 51 34. 8 7. 76 3 0. 4 88 0. 44
L 0. 9 17. 41 14. 72 8. 62 6. 3 1. 8 10 1. 3 90 0. 41
N 0. 9 17. 95 15. 60 4. 10 0 0 8 0. 9 90 0. 43
针阔混交林
Broadleaved and
coniferous mixed
forest
H 0. 3 16. 58 15. 30 13. 60 87. 1 12. 9 40 1. 4 88 0. 37
M 0. 7 15. 60 13. 30 9. 60 36. 2 6. 7 10 1. 1 90 0. 35
L 0. 9 14. 75 11. 20 12. 80 5. 9 2. 3 10 1. 2 90 0. 37
N 0. 9 14. 43 10. 80 5. 90 0 0 8 1. 1 90 0. 31
落叶阔叶林
Deciduous
broadleaved
forest
H 0. 1 22. 72 21. 10 17. 20 95. 3 16. 4 55 2. 2 88 0. 45
M 0. 6 14. 86 15. 90 9. 50 41. 3 7. 3 30 1. 5 80 0. 38
L 0. 8 15. 24 14. 80 11. 50 7. 9 2. 1 15 1. 4 85 0. 42
N 0. 8 15. 24 14. 80 8. 50 0 0 15 1. 5 85 0. 40
灌丛
Brushwood
H 75 1. 8 30 0. 35
N 65 1. 7 45 0. 37
草地
Grassland
H 95 0. 47
N 99 0. 45
①H:重度 High; M:中度 Moderate;L:轻度 Low;N:无火烧 No buring．
从图 4 可以看出，除灌丛和草地外，2012 年各
植被类型的中、轻度火烧区 dNDVI 之间差异已很小
(最大为 0. 014)，说明林地的中、轻度火烧区在 7 年
后的 NDVI 已趋于相近;森林在火烧后其草本层盖
度明显高于灌木层及更新乔木层，这一现象在重度
火烧区最为显著。森林重度火烧 7 年后灌木层盖度
增加显著。
从 2012 年调查结果(表 1)来看，主要森林类型
轻度火烧区的郁闭度已基本和未火烧区相同。重度
火烧区灌木层盖度和高度明显高于中度、轻度和未
火烧区。重度火烧区森林郁闭度明显降低，林下光
照充足，使得灌木层盖度和高度相对较大。主要森
林类型中不同火烧强度等级间对比显示，落叶阔叶
林火后郁闭度和草本层盖度较其他森林类型低，但
灌木层盖度相对较高。火烧强度越高，森林郁闭度
越低，火后灌木层盖度和高度较未过火区升高显著。
各植被类型火后 dNDVI 基本呈上升趋势，但在
2007 和 2010 年均出现不同程度降低，重度火烧区
最明显，其中重度火烧区的灌丛、草地和沼泽的
dNDVI 在 2010 年出现最低值，分别为 － 0. 159 9，
－ 0. 143 7和 － 0. 131 7 (图 4 )。2007 和 2010 年
NDVI 明显减小可能与降水量偏少有关，且这 2 年火
险指数 DMC 也较高，灌丛、草地和沼泽这些植被类
型对水分亏缺更敏感。
4. 3 火后植被 NDVI 的影响因子
NDVI 与植被含水量存在一定相关性，并受很
多因子影响，包括温度、降水、空气相对湿度、立地条
件、植被类型等。方差分析结果(表 2)表明，火烧强
度等级和植被类型对火后植被 NDVI 都有显著影响
(在 ɑ = 0. 01 水平上显著)，但二者没有交互作用。
表 2 火烧强度等级和植被类型对 NDVI 影响的方差分析
Tab． 2 ANOVA for the burned rating and vegetation type on NDVI
差异源
Source of variance
自由度
DF
均方
MS
F P
F 临界值
F critical value
ɑ = 0. 05 ɑ = 0. 01
植被类型 Vegetation type 6 0. 004 4 3. 243 1 0. 005 1 2. 160 8 2. 926 9
火烧强度等级 Burned rating 2 0. 034 4 25. 408 1 3. 33E-10 3. 057 6 4. 752 5
交互作用 Interaction 12 0. 000 5 0. 333 0 0. 982 0 1. 818 6 2. 307 9
内部 Internal 147 0. 001 4
总计 Total 167
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林 业 科 学 51 卷
气象因子等对 NDVI 的影响通过对比分析未过
火区和过火区 2006—2013 年同期 dNDVI 的变化过
程确定。研究时段内过火区的 NDVI 总体上升趋势
显著，未过火区变化趋势相对不显著(图 5)。未过
火区 NDVI 变化主要受气象因子影响而产生波动，
但对植被的影响很小。过火区的 NDVI 除受气象条
件影响外，火后植被恢复对其也有显著影响。未过火
区 NDVI 平均值为 0. 801 2，波动范围为 － 3. 3% ～
3. 4%，dNDVI 平均值为 － 0. 021 63;过火区 dNDVI
平均值为 － 0. 085 76。可以认为过火区 dNDVI 的变
化约 25%是由气象因子引起的，其他 75%主要源于
植被变化。
图 5 2006—2013 年过火区与未过火区 dNDVI 对照
Fig. 5 Comparative analysis of the dNDVI for the burned and
unburned area from 2006 to 2013
NDVI 对空气温度和降水等的响应具有滞后
性，且夏季滞后期更长(崔林丽等，2009)。主要植
被类型 NDVI 在 2007 和 2010 年出现较低值，与阶
段性干旱有一定关系。这 2 年夏季降水量偏低，
6—7月降水量距平分别为 41. 81 和 66. 81 mm
(图 6)。DMC 的时段(06 － 01—08 － 13)平均值也
明显偏高，2007 和 2010 年分别为 55. 20 和 55. 68
(图 7)，阶段最高值分别为 78. 56 和 94. 71。干旱对
NDVI 有显著影响，导致 NDVI 出现较大程度降低。
2013 年黑龙江汛期平均降雨量较常年偏多 3 ～ 4
成，并出现超 50 年一遇特大洪水 (那济海等，
2013)，超强降水和洪涝灾害可能使 2013 年植被生
长受到影响，2013 年 NDVI 较 2012 年略有降低。
5 结论与讨论
在火后 NDVI 的变化过程中，各森林类型变化
趋势相近，灌丛、草地和沼泽的变化趋势相近。火后
图 6 2006—2013 年 6—7 月降水量与气温
Fig. 6 The precipitation and average temperature for
June － July in 2006 － 2013
图 7 2006—2013 年 06 － 01—08 － 13 日均 DMC
Fig. 7 The average DMC for the period from June 1 to
August 13 in 2006 － 2013
植被 NDVI 总体呈显著的上升趋势，并呈明显年际
波动。相邻未过火区 NDVI 整体上波动相对不大，
总体上看 NDVI 呈现略微下降趋势。不同植被类型
与火烧强度等级间的 NDVI 恢复差异明显，草地经
中、重度火烧后恢复速度相近，轻度火烧后恢复较
快。除草地外其余植被类型在重度火烧后 NDVI 恢
复均明显低于中、轻度火烧。
森林重度火烧区 NDVI 在火后第 2 年最低，火
后 6 年 NDVI 基本恢复到火前水平。魏绍成等
(1992)研究发现，火后第 2 年干草产量出现最低
值，火烧促进生境环境旱化。因此，重度火烧区
NDVI 火后第 2 年出现最低可能是由于火烧促进生
境环境旱化所致。针阔混交林的 NDVI 恢复速度较
其他森林类型快，这与解伏菊等(2005)研究的大兴
安岭林区 3 种森林(针叶林、阔叶林和针阔混交林)
中、重度火烧 13 年后针阔混交林生长最好的结果有
相近之处。
火烧强度对森林火后恢复的影响大于灌丛、草
地和沼泽，且对森林群落垂直结构影响显著。一方
面，森林火烧后的草本 NDVI 明显高于灌木及更新
乔木，这一现象在重度火烧区最显著; 另一方面，高
强度火烧后森林灌木层 NDVI 高于较低强度火烧和
未火烧区，火后灌木层 NDVI 升高明显。在重度火
69
第 2 期 苗庆林等: 大兴安岭不同植被火后 NDVI 恢复过程
烧后的初期，林分郁闭度低，林下光照充足，灌草层
枝叶繁茂，盖度较大，但随着时间推移，林冠层逐渐
稠密，林下光照减少，导致灌草层发育较差，盖度变
小(孙家宝等，2010)。
植被类型和火烧强度对火烧迹地恢复特征有显
著影响，且火烧强度对火后植被恢复的影响更关键，
但二者交互影响不显著。考虑到影响火烧迹地植被
恢复的因子还包括立地条件和火烧面积等，上述因
子及其组合对火后植被恢复的影响有待进一步研
究。过火区火后早期恢复阶段 NDVI 变化受火烧强
度等级和植被类型影响的程度大于水热条件等气象
因子。
影响 NDVI 的因素很多(夏照华，2007; 崔林丽
等，2009; 神祥金等，2013)。罗玲等(2009)认为东
北地区不同植被类型的夏季 NDVI 与气温关系不明
显或呈微弱负相关，与降水呈正相关。可燃物含水
率在一定程度上反映植物的蒸散影响，与 NDVI 也
存在一定相关性。Leblon 等 (2001)发现 NDVI 与
FWI 各成分指数存在相关性，且与腐殖质湿度码
(DMC)相关更明显。本文研究也证明阶段性干旱
对 NDVI 有显著影响，尤其火后草地 NDVI 变化与干
旱密切有关。另外，火烧区尤其是重度火烧区，可能
会出现火后生境旱化现象(魏绍成等，1992)，进而
导致植被生长状况较差。
NDVI 差值表示火烧前后植被指数变化，能很
好地反映过火区火后 NDVI 的整体趋势，有较好的
时序性和空间可获取性，对火烧迹地恢复研究具有
重要辅助作用。另外，NDVI 差值方法可以作为分
析影响火后 NDVI 变化因子的重要手段。MODIS-
NDVI 遥感数据为在长时间和大空间尺度上进行火
烧迹地植被恢复过程研究与连续监测提供了重要手
段;但要注意高覆盖度植被区的 NDVI 在生长旺盛
期易出现饱和现象(李红军等，2007)，即 NDVI 对
高植被区的灵敏度较低，其对植被恢复特征表征准
确性的影响有待进一步研究。
火后的灌丛、沼泽和草地自然更新较好。重度
火烧区中，虽针阔混交林 NDVI 恢复最快，但需注意
作为目标树种的落叶松幼苗更新少，需人工辅助更
新。重度火烧区的森林乔木层自然更新非常缓慢，
人工辅助更新会加快森林群落演替进程。
参 考 文 献
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(责任编辑 朱乾坤)
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