大興安嶺塔河林火空間分布規(guī)律及對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響.pdf

1、本研究以空間統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)學(xué)模型為研究手段，系統(tǒng)分析大興安嶺地區(qū)不同林火強(qiáng)度和不同林火種類對(duì)土壤物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)空間分布異質(zhì)性的影響，以及不同林火強(qiáng)度和林火種類對(duì)植被恢復(fù)空間異質(zhì)性、植被多樣性的影響，并且結(jié)合較為前沿的空間統(tǒng)計(jì)分析方法和模型理論，對(duì)大興安嶺地區(qū)林分特征和氣象因子的林火空間分布狀況及林火預(yù)測(cè)模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
　　在大興安嶺地區(qū)，加格達(dá)奇區(qū)是森林火災(zāi)發(fā)生次數(shù)最多的地區(qū)，松嶺區(qū)是森林火災(zāi)破壞面積最為嚴(yán)重的地區(qū)，火災(zāi)等級(jí)

2、越高，對(duì)林地面積的破壞越嚴(yán)重。大興安嶺地區(qū)雷擊火在各年的發(fā)生次數(shù)是相對(duì)較少的，發(fā)生林火次數(shù)最多的是人為火，尤其是2003年大興安嶺地區(qū)呼瑪縣老火場(chǎng)復(fù)燃導(dǎo)致了林地面積遭到大面積破壞。
　　在大興安嶺塔河地區(qū)，塔林林場(chǎng)是森林火災(zāi)發(fā)生次數(shù)最多的地區(qū)，1974-2005年共發(fā)生92次，樟嶺林場(chǎng)是森林火災(zāi)發(fā)生次數(shù)最少的地區(qū)，僅為7次。盤古林場(chǎng)是塔河地區(qū)林火破壞面積最大的地區(qū)，雷擊火的破壞面積為20018ha，人為火的破壞面積為6937ha，

3、不明火的破壞面積達(dá)到了5421110ha。塔河地區(qū)2002年以后不同等級(jí)的森林火災(zāi)發(fā)生次數(shù)較為頻繁。
　　對(duì)零膨脹模型和柵欄模型進(jìn)行擬合比較，并運(yùn)用AIC，似然比檢驗(yàn)(likelihood ratiotest，LR)和模型殘差平方和(SSR)對(duì)模型的擬合結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，從中選取最優(yōu)的預(yù)測(cè)模型。研究結(jié)果表明ZINB模型的AIC和SSR值最小，其對(duì)當(dāng)?shù)亓只鸢l(fā)生與氣象因子關(guān)系的擬合優(yōu)度最佳，此外，根據(jù)研究地的林火實(shí)際發(fā)生規(guī)律和不同模型

4、對(duì)“零”部分的假設(shè)條件判斷，零膨脹模型更適合大興安嶺地區(qū)的林火特性。
　　無論是應(yīng)用“當(dāng)前”還是“前一年”氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，多元線性模型的AIC，BIC，RMSE值均大于Gamma全模型，說明Gamma模型的模型整體擬合度優(yōu)于多元線性回歸模型;根據(jù)模型的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)和參數(shù)結(jié)果分析，Gamma最優(yōu)模型的整體擬合水平以及模型內(nèi)部氣象因子的顯著性水平都要高于相對(duì)應(yīng)的Gamma全模型;春防降雨量RF(s)，春防平均最高溫度MAT(s)，春防平

5、均日照時(shí)數(shù)SH(s)，年平均氣溫TY，秋防平均最低溫度MIT(f)，秋防日降水量大于O.11mm天數(shù)DA(f)，秋防平均相對(duì)濕度RH(f)，對(duì)塔河地區(qū)的林火發(fā)生面積有重要影響。
　　土壤含水率、土壤容重和土壤孔隙度在不同林火種類隨海拔高度的增加均表現(xiàn)出一定的規(guī)律性:土壤含水率隨著海拔高度的增加而降低，土壤容重和土壤孔隙度均表現(xiàn)為隨著海拔高度的增加而升高。
　　在未經(jīng)過火燒的林分中，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮和速效鉀在低海拔區(qū)域

6、(海拔高度為300m-400m)的含量都是最少的;經(jīng)過輕度火燒后，除了PH值外，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效鉀在低海拔區(qū)域的含量都是最少的;經(jīng)過中度火燒后，除速效鉀外，土壤有機(jī)質(zhì)、PH值、全氮、速效氮、全磷、速效磷在低海拔區(qū)域的含量也都是最少的;經(jīng)過重度火燒后，除全氮外，土壤有機(jī)質(zhì)、PH值、速效氮、全磷、速效磷、速效鉀在低海拔區(qū)域的含量也都是最少的，可見，在低海拔地區(qū)，由于人類活動(dòng)頻繁，加之外界因素的影響，使得土壤中的養(yǎng)

7、分含量要明顯少于高海拔地區(qū)土壤養(yǎng)分的含量。
　　經(jīng)過輕度火燒和中度火燒后，土壤中的微量元素銅、鋅、鐵、錳在低海拔區(qū)域(海拔高度為300m-400m)的含量都是最少的;經(jīng)過重度火燒后，土壤中的微量元素銅、鋅、鐵、錳在高海拔區(qū)域(海拔高度為500m-600m)的含量都是最多的;在海拔高度為300m-400m時(shí)，無論是輕度火燒、中度火燒還是重度火燒土壤中微量元素的含量都低于未經(jīng)過火燒的林分。在海拔高度為300m-400m時(shí)，經(jīng)過地表火燒

8、和地下火燒后，土壤中微量元素的含量都高于未經(jīng)過火燒的林分;在海拔高度≥600m時(shí)，經(jīng)過地表火燒后，土壤中微量元素的含量也都高于未經(jīng)過火燒的林分。
　　對(duì)海拔高度和土壤養(yǎng)分組成的因子得分做相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)輕度火燒后，海拔高度與公因子F2存在明顯的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.946，說明與F2關(guān)系最為密切的錳，隨著海拔高度的增加，表現(xiàn)出的空間異質(zhì)性最為明顯;中度火燒后，海拔高度與F1存在正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.691，說明與F1關(guān)系最為密

9、切的PH值、全氮、速效氮、全磷、速效磷、鋅、鐵、錳，隨著海拔高度的增加，都表現(xiàn)出明顯的空間異質(zhì)性;重度火燒后，海拔高度與F1存在完全的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達(dá)到了1.000，說明與F2關(guān)系最為密切的有機(jī)質(zhì)、PH值、速效氮、全磷、鋅、鐵、錳，隨著海拔高度的增加，都表現(xiàn)出明顯的空間異質(zhì)性;經(jīng)過地表火燒后，海拔高度與F1、F2、 F3以及F之間都不存在明顯的相關(guān)性，說明隨著海拔高度的增加，所有養(yǎng)分因子都沒有表現(xiàn)出明顯的空間異質(zhì)性。
　　經(jīng)

10、不同林火強(qiáng)度的植被各調(diào)查因子在空間分布上差異顯著。在海拔高度為300m-400m時(shí)，無論是輕度火燒、中度火燒還是重度火燒都有利于植被的恢復(fù)。海拔高度為≥600m時(shí)，地表火燒和地下火燒都不利于植被的恢復(fù)。
　　經(jīng)過輕度火燒和重度火燒后，植被的重要值、多樣性指數(shù)（Shannon-wiener指數(shù)）和豐富度指數(shù)(Menhinick指數(shù))最大值都出現(xiàn)在海拔高度為500m-600m時(shí)，說明輕度火燒和重度火燒后，海拔高度為500m-600m時(shí)