【摘要】：林火是森林生態(tài)系統(tǒng)中重要的因子,其直接影響著生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能以及生物化學(xué)循環(huán),并間接影響生物的多樣性、森林水文循環(huán)等。森林火災(zāi)嚴(yán)重威脅著人民生命財(cái)產(chǎn)安全,制約著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定。在全球氣候變化的大背景下,伴隨著人類生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)的加劇,林火的蔓延速度、過火面積以及火災(zāi)的強(qiáng)度都在持續(xù)增長。研究發(fā)現(xiàn),這主要是由于持續(xù)的增溫,降水的不均勻分布,冬季積雪在春季的過早融化,森林防火期的延長等多因素造成。森林火災(zāi)的動(dòng)態(tài)變化主要受區(qū)域氣候和大尺度環(huán)流變化影響,并且這種影響不僅存在于時(shí)間尺度上,還存在于空間尺度上。相關(guān)研究還發(fā)現(xiàn),森林火災(zāi)與大尺度氣候環(huán)流具有遙相關(guān)關(guān)系,例如厄爾尼諾,太平洋年代際濤動(dòng),大西洋年代際濤動(dòng)等。這些大尺度氣候通過影響區(qū)域的干濕狀況,進(jìn)而影響森林的可燃物含水率和森林火災(zāi)的發(fā)生。本研究定年207個(gè)火疤木,火疤圓盤取自大興安嶺地區(qū),其中4個(gè)樣點(diǎn)是單點(diǎn)取樣,2個(gè)樣點(diǎn)是區(qū)域取樣。最長的火災(zāi)年表是1693-2007年,各樣點(diǎn)的火災(zāi)頻率在1947年前均較高,但此后,火災(zāi)數(shù)量以及火災(zāi)頻率都有明顯的下降。本研究共確定31個(gè)區(qū)域大火(兩個(gè)或者兩個(gè)以上地點(diǎn)同時(shí)發(fā)生火災(zāi)時(shí),定義為1次區(qū)域大火),有效火災(zāi)年表為1774至1987年。其中1947年前,大興安嶺地區(qū)火災(zāi)平均每7年發(fā)生一次,但建國后僅發(fā)生3次區(qū)域大火:1947年、1974年、1987年。該區(qū)域火災(zāi)多發(fā)生在春季。同時(shí),該地區(qū)大火與當(dāng)?shù)馗珊抵笖?shù)顯著負(fù)相關(guān),并且與大尺度氣候具有明顯關(guān)系,火災(zāi)一般發(fā)生于厄爾尼諾年、太平洋年代際濤動(dòng)(PDO)正相位、北大西洋年代際震蕩(NAO)負(fù)相位�？ǚ綑z驗(yàn)的結(jié)果也表明,這幾個(gè)相位組合時(shí),發(fā)生火災(zāi)的實(shí)際值明顯高于期望值。本研究采用時(shí)間跨度為1957-2009年的氣象站季節(jié)性數(shù)據(jù),分析大尺度氣候與局地氣候的關(guān)系。結(jié)果表明,前一年冬季的太平洋年代際濤動(dòng)指數(shù)與大興安嶺地區(qū)的溫度異常值存在顯著正相關(guān)(0.28;p0.05);北大西洋年代際振蕩指數(shù)與當(dāng)年大興安嶺地區(qū)春季溫度異常值顯著負(fù)相關(guān)(-0.41;p0.01),與降水異常值顯著正相關(guān)(0.39;p0.01)。同時(shí),本研究通過旋轉(zhuǎn)主成分分析,發(fā)現(xiàn)16個(gè)特征根大于1的向量,共解釋4-10月干旱頻率空間變異的84.3%;選點(diǎn)范圍是中國東部85個(gè)帕默爾干旱指數(shù)點(diǎn),其中PC1解釋了23%,PC2解釋了 12%,PC3解釋了 11%。PCI scores與4-10月的北大西洋年代際振蕩指數(shù)的相關(guān)性達(dá)到了顯著水平(-0.33,p0.01);PCⅠ scores與4-10月的厄爾尼諾指數(shù)的相關(guān)性達(dá)到了顯著水平(0.26,p0.05);PC3 scores與4-10月的太平洋年代際振蕩指數(shù)的相關(guān)性達(dá)到了顯著水平(0.31,p0.01)。研究未發(fā)現(xiàn)PC2 scores與任何大尺度氣候的關(guān)系。同時(shí),主成分分析載量的空間相關(guān)地圖與大尺度指數(shù)的影響的空間地圖存在顯著的相關(guān)性。本研究還試著探討大興安嶺地區(qū)與美國宰恩國家公園林火歷史的差別,并首次構(gòu)建了中國火災(zāi)數(shù)據(jù)庫,發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制仍為氣候。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S762
【圖文】：

２大興安嶺林火歷史的時(shí)空格局及其與大尺度氣候的關(guān)系逡逑２．１研究區(qū)域概況逡逑研宄的地點(diǎn)選在黑龍江省大興安嶺地區(qū)（圖２．１，表２．１）。大興安嶺地處黑龍江省北逡逑部，山系由內(nèi)蒙古東北部延伸至中俄北部邊境，同時(shí)，蒙古高原地區(qū)與我國的松遼平原逡逑被大興安嶺從南向北分割開來，大興安嶺是整個(gè)東北地區(qū)的主要山脈之一。大興安嶺南逡逑北長約１２００邋ｋｍ，東西寬約３００邋ｋｍ，總面積約為３６邋Ｘ邋ｌ0４ｋｍ２，北起黑龍江畔漠河，南逡逑至西喇木倫河左岸，西南角與內(nèi)蒙古高平原在林西分界和克什克騰旗西界一線與錫林郭逡逑勒盟高原相鄰，東側(cè)由北安－黑河一線與小興安嶺低山、丘陵為界，西側(cè)由吉拉林至阿逡逑爾山一線與呼倫貝爾高原相鄰。該區(qū)域可分為南北中三段，北段呈中等切割，分布有島逡逑狀的永凍層，平均海拔在９００－１０００邋ｍ，河流呈放射狀，與永凍層有關(guān)的沼澤廣泛分布；逡逑終端山脈平均寬度為２００－３００邋ｋｍ

圖２．２懫自中國大興安嶺的火疤木。逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｆｉｒｅ－ｓｃａｒｒｅｄ邋ｆｒｏｍ邋Ｄａｘｉｎｇ＇ａｎ邋Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ，邋Ｃｈｉｎａ逡逑２．２．３火災(zāi)年代與季節(jié)判斷逡逑國際上一般采用ＦＨＸ２或者ＦＨＡＥＳ軟件來進(jìn)行火災(zāi)年代的分析。首先將測量并正后的數(shù)據(jù)輸入到ＦＨＸ２或者ＦＨＡＳＥＳ程序里面，輸入的數(shù)據(jù)涵蓋：樣品的名稱，樣編號(hào)，取樣時(shí)樣地樹木開始年（活樹，樹芯），樹皮的終止年齡（交叉定年后），火疤的－１４－逡逑

即便森林火災(zāi)的發(fā)生是多種因素共同導(dǎo)致的，起火原因也不盡相同，但氣候與火災(zāi)的關(guān)逡逑系最為緊密。逡逑如圖２．４ａ所示，本研宄在區(qū)域年表中一共確定了邋３１次區(qū)域火災(zāi)（將每一個(gè)區(qū)域進(jìn)行逡逑獨(dú)立分析，由６個(gè)區(qū)域年表生成一個(gè)區(qū)域尺度的大興安嶺林火歷史年表），由于植被的逡逑含水率受溫度和降水的控制，所以在分析火災(zāi)與氣候關(guān)系中，一般主要分析火災(zāi)與干旱逡逑的關(guān)系。為此，首先分析帕默爾干旱指數(shù)（ＰＤＳＩ），因?yàn)椋校模樱笔牵校幔欤恚澹蛲ㄟ^多種模型計(jì)逡逑算，并且可以很好的反應(yīng)干濕狀況的指標(biāo)，同時(shí)Ｄａｉ等［８２］在２００４年通過網(wǎng)格狀數(shù)據(jù)分逡逑析，建立了邋２．５度的全球ＰＤＳＩ網(wǎng)格數(shù)據(jù)，這也是北美地區(qū)分析火歷史與干旱關(guān)系采用逡逑的指標(biāo)。按照６個(gè)點(diǎn)的區(qū)域（如圖２．１），選�。秱�(gè)點(diǎn)的ＰＤＳＩ指數(shù)，將６個(gè)點(diǎn)的ＰＤＳＩ進(jìn)逡逑行平均，得到時(shí)間序列（１９００－２０１４）。通過圖２．４ｂ發(fā)現(xiàn)火災(zāi)多發(fā)生在ＰＤＳＩ數(shù)值偏低的年逡逑份（由于ＰＤＳＩ是實(shí)測數(shù)據(jù)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2776217