Точечная реакция естественного леса Pinus sylvestris на пожары и изменение климата Ши Чжунцзе и др. Научная пресса
Цена: 1 881руб. (¥89)
Артикул: 573426610457
Вес товара: ~0.7 кг. Указан усредненный вес, который может отличаться от фактического. Не включен в цену, оплачивается при получении.
Описание товараПродавец:世纪在线图书专营店
Рейтинг:
Всего отзывов:0
Положительных:0
Добавить в корзину
Другие товары этого продавца
¥1312 769руб.
¥73.61 556руб.
¥132.722 805руб.
¥24.3514руб.
Оглавление
Предисловие
Глава 1 Введение 1
1.1 Лесной пожар 2
1.1.1 Понятие лесного пожара 3
1.1.2 Виды лесных пожаров 4
1.1.3 Условия возникновения лесных пожаров 5
1.1.4 Характеристика лесных пожаров 6
1.1.5 Распространение лесных пожаров и человеческое понимание 8
1.1.6 Лесные пожары в Китае 9
1.1.7 Текущее состояние исследований лесных пожаров в Китае 10
1.2 Экологические исследования пространственной структуры 11
1.2.1 Значение пространственной структуры 11
1.2.2 Причины пространственной закономерности 13
1.2.3 Концепция пространственной структуры 15
1.2.4 Анализ пространственной структуры точек 16
1.3 Лесные соревнования 18
1.4 Разнообразие растений 21
1.5 Радиальный рост деревьев и его реакция на климат 22
1.5.1 Реакция радиального роста деревьев на климат 22
1.5.2 Использование ширины годичных колец для реконструкции окружающей среды и изменения климата 24
1.6 Знакомство с Pinus sylvestris 25
1.6.1 Географическое распространение 25
1.6.2 Биологические свойства 26
1.6.3 Экологические характеристики 27
1.6.4 Привычки роста 28
1.6.5 Сосна обыкновенная и лесные пожары 28
1.6.6 Статус исследований Pinus sylvestris 29
1.7 Научная значимость исследования 31
Глава 2 Природный обзор и методы исследования территории исследования 32
2.1 Естественный обзор исследуемой территории 32
2.1.1 Географическое положение 32
2.1.2 Топография и почвы 32
2.1.3 Климатические характеристики 32
2.1.4 Гидрология и водная система 33
2.1.5 Характеристики растительности 33
2.1.6 История лесных пожаров Pinus sylvestris на песчаной земле Хунхуэрцзи 34
2.2 Методы исследования 35
2.2.1 Полевое расследование 35
2.2.2 Лесной пожар и структурные характеристики древостоя 39
2.2.3 Анализ пространственной структуры точек 41
2.2.4 Модель соревнований с одиночной древесиной 44
2.2.5 Разнообразие растений подлеска 47
2.2.6 Развитие дендрохронологии 48
2.2.7 Анализ статистических переменных, связанных с хронологией 51
2.2.8 Анализ реакции ширины годичных колец на климат 52
2.2.9 Проверка передаточной функции реконструкции климата 53
2.2.10 Анализ цикла изменения климата 54
2.2.11 Тест на мутацию изменения климата 55
2.2.12 Сбор и анализ климатических данных 57
2.2.13 Исследования изменений растительности в лесостепной переходной зоне 58
Глава 3. Характеристики изменения климата на песчаной земле Хулунбуир 59
3.1 Температура 59
3.1.1 Средняя температура 59
3.1.2 температура Зюиди 61
3.1.3 температура Цзуйгао 63
3.2 Осадки 65
3.3 Солнечные часы 67
3.4 Относительная влажность 69
3.5 Скорость ветра 72
3.6 Испарение 74
3.7 Заключение и обсуждение 75
Глава 4. Влияние пожарного нарушения на структуру насаждений леса Pinus sylvestris 77
4.1 Характеристики лесных пожаров 77
4.1.1 Характеристики поверхностного пожара, представленные почерневшей корой 77
4.1.2 Характеристики интенсивности поверхностного пожара 79
4.2 Конструкция стенда 81
4.2.1 Породы деревьев 81
4.2.2 Плотность стенда 81
4.2.3 Распределение классов диаметра древостоя 84
4.3 Заключение и обсуждение 86
Глава 5 Влияние пожарного воздействия на пространственную структуру Pinus sylvestris 91
5.1 Одномерный анализ пространственной структуры 91
5.1.1 Пространственная структура под влиянием нарушения лесных пожаров или разреженности леса 91
5.1.2 Пространственная структура саженцев и взрослых деревьев 93
5.1.3 Пространственная структура сухостойных деревьев 95
5.1.4 Пространственная структура деревьев без кроны 96
5.1.5 Пространственная структура древостоя разного диаметра 98
5.2 Двумерный анализ пространственной структуры 101
5.2.1 Пространственные взаимоотношения между деревьями и саженцами 101
5.2.2 Пространственные взаимоотношения между деревьями da и мертвыми деревьями 102
5.2.3 Пространственное соотношение между саженцами и сухостойными деревьями 103
5.2.4 Пространственное соотношение между крупными деревьями и сухостойными деревьями в пологе леса 107
5.3 Заключение и обсуждение 109
Глава 6 Исследование конкурентных взаимоотношений Pinus sylvestris в условиях лесного пожара 114
6.1 Выбор самого маленького круглого предмета 114
6.2 Отбор проб целевой и конкурирующей древесины 114
6.3 Сравнение конкурентных отношений в лесах Pinus sylvestris с нарушением лесного пожара или без него 115
6.3.1 Структура древостоев целевых деревьев и деревьев-конкурентов 116
6.3.2 Сравнение интенсивности конкуренции в лесах Pinus sylvestris с нарушением лесного пожара или без него 118
6.3.3 Регрессионный анализ между интенсивностью конкуренции целевых деревьев и их диаметром на высоте груди 118
6.3.4 Прогноз интенсивности конкуренции в лесу Pinus sylvestris с нарушением лесного пожара или без него 119
6.4 Отношения конкуренции в лесу Pinus sylvestris в отношении временных рядов воздействия поверхностных пожаров 120
6.4.1 Структура стенда и характеристики лесного пожара 121
6.4.2 Структура древостоя целевых деревьев и деревьев-конкурентов 121
6.4.3 Интенсивность конкуренции леса Pinus sylvestris за временные ряды воздействия поверхностных пожаров 123
6.4.4 Регрессионный анализ интенсивности конкуренции в лесу и диаметра на высоте груди 124
6.4.5 Прогноз интенсивности конкуренции в лесу Pinus sylvestris на основе временных рядов воздействия поверхностных пожаров 125
6.5 Заключение и обсуждение 126
Глава 7 Исследования разнообразия растений в лесу Pinus sylvestris 130
7.1 Характеристики конструкции стенда на учетном участке 130
7.2 Покрытие подлеском 131
7.3 Растительность подлескаαРазнообразие 131
7.4 Растительность подлескаβРазнообразие 132
7.5 Кривая видовой площади подлеска 132
7.6 Косвенный градиентный анализ (DCA) растительности подлеска 133
7.7 Заключение и обсуждение 135
Глава 8. Реакция на ширину годичных колец Pinus sylvestris и реконструкция климата 138
8.1 Хронологическая характеристика ширины годичных колец Pinus sylvestris 138
8.1.1 Статистический анализ хронологии ширины годичных колец 138
8.1.2 Хронология колец деревьев Pinus sylvestris 139
8.2 Реакция ширины годичного кольца Pinus sylvestris на климат 141
8.2.1 Корреляция между индексом ширины годичных колец и месячной температурой 141
8.2.2 Корреляция между индексом ширины годичных колец и ежемесячными осадками/относительной влажностью 146
8.2.3 Корреляция между индексом ширины годичных колец и месячным индексом засушливости 147
8.2.4 Корреляция между индексом ширины годичных колец и сезонными климатическими факторами 148
8.3 Исследования по реконструкции регионального климата 150
8.3.1 Корреляционный анализ между дендрохронологией и элементами климата в разные периоды 150
8.3.2 Построение передаточной функции реконструкции климата 152
8.3.3 Тестирование передаточных функций 155
8.4 Изменения климата в Хулунбуире за последние 200 лет 155
8.4.1 Тенденции изменения климата 155
8.4.2 Циклы изменения климата 157
8.4.3 Изменение климата 158
8.4.4 Анализ стадий изменения климата 162
8.5 Заключение и обсуждение 163
Глава 9 Изменения растительности в переходной зоне Хулунбуир лесостепь 167
9.1 Характеристики изменения нормированного вегетационного индекса (NDVI) в переходной лесостепной зоне Хулунбуир 167
9.2 Связь между ежемесячным индексом NDVI и шириной годичных колец и климатическими факторами 167
9.3 Связь между индексом ширины годичных колец и NDVI 171
9.4 Построение функции преобразования NDVI в переходной зоне леса и луга Хулунбуир 173
9.5 Изменения NDVI в переходной зоне Хулунбуир лесостепь 174
9.5.1 Периодические характеристики 174
9.5.2 Характеристики мутации 175
9.6 Заключение и обсуждение 177
Глава 10. Управление экосистемами естественных лесов Pinus sylvestris 179
10.1 Пожары способствуют сукцессионному механизму леса Pinus sylvestris 179
10.2 Механизм реагирования на климат радиального роста деревьев 180
10.3 Рекомендации по управлению естественной лесной экосистемой Pinus sylvestris 181
Список литературы 183
Приложение А Список растений на обследованных участках 210
Приложение B Цвет Рис. 213
Глава 1 Введение
Экстремальные климатические явления, такие как глобальное потепление, частые засухи и сильные пожары, оказали большое влияние на людей и серьезно повлияли на природные экосистемы. Изменение климата и его последствия стали одной из экологических проблем, вызывающих широкую озабоченность правительств, научных сообществ и общественности во всем мире.
Пятая оценка Межправительственной группы экспертов Организации Объединенных Наций по изменению климата (МГЭИК, 2013 г.) показала, что потепление климата произошло почти во всех регионах мира. С 1880 года глобальная средняя приземная температура увеличилась на 0,85°C (0,65-1,06°C). В Северном полушарии 1983–2012 годы, возможно, были самыми теплыми 30 годами за последние 1400 лет. Большинство мировых ледников находятся на пути отступления. Масштабы весеннего снежного покрова в Северном полушарии продолжают сокращаться.С 1901 по 2010 год средний глобальный уровень моря поднялся на 0,19 м (0,17–0,21 м). Согласно будущим сценариям, глобальная приземная температура может повыситься более чем на 1,5°C в 21 веке.Потепление продолжится после 2100 года и к 21 году. К концу столетия среднее количество осадков во многих засушливых районах средних широт и субтропиков, вероятно, уменьшится, в то время как среднее количество осадков во влажных районах средних широт, вероятно, увеличится, а интенсивность и частота экстремальных осадков, вероятно, возрастут.В условиях потепления климата и усиления засухи риск лесных пожаров продолжает возрастать. Увеличение частоты аномальных погодных условий и изменения в структуре лесных сообществ, вызванные современными изменениями климата, характеризующимися потеплением климата, повысят пожароопасность. В то же время усиление засухи может продолжать замедлять рост деревьев, тем самым увеличивая риск гибели лесов. Экологические последствия потепления климата и вызванных им лесных пожаров и засухи являются важными научными вопросами исследований экологии леса в засушливых районах.
«Третий национальный оценочный доклад Китая по изменению климата» (2013 г.) показывает, что с 1909 по 2011 г. среднее повышение температуры на суше Китая составило 0,9-1,5°C.За последние 15 лет рост температуры замедлился, но все еще находится на самой высокой температурной стадии за последнее столетие.За последнее столетие и за последние 60 лет не произошло существенных изменений в тенденциях среднегодового количества осадков по стране. Однако в Китае существуют очевидные региональные различия.Уровень моря в прибрежных районах моей страны в 1980-х годах. Годовая скорость повышения достигает 2,9 мм/год, что выше среднемирового показателя, в то время как площадь ледников и площадь мерзлой почвы сократились на 10,1% и 18,6% соответственно.В будущем региональная температура Китая будет продолжать расти. К концу XXI века температура может повыситься на 1,3–5,0°C, а количество осадков по стране увеличится в среднем на 2–5%. На этом фоне влияние изменения климата на экологическую среду Китая привлекло широкое внимание.
То, как экосистемы адаптируются и реагируют на изменение климата, является важной частью исследований экологии растительности. Особенно в переходной лесостепной зоне окружающая среда очень хрупкая. Экстремальные климатические явления, такие как засухи и пожары, вызванные потеплением климата, происходят часто, а изменение климата существенно влияет на динамику роста растительности. Переходная зона лесостепи, расположенная в засушливых и полузасушливых районах, имеет множество характеристик D и считается наиболее чувствительной территорией к глобальным изменениям и одной из горячих точек экологических исследований глобальных изменений.Изучение реакции растительности в переходной лесостепной зоне на изменение климата, особенно на климат конца J, является ключом к пониманию и освоению механизма обратной связи между глобальными изменениями и растительностью.
Пожар является важнейшим фактором нарушения большинства лесных экосистем, особенно северных лесных экосистем. Лесные пожары чувствительны к колебаниям климата.В последние годы из-за климатических аномалий часто происходили различные климатические явления J-конца, особенно засухи J-конца, что редко встречается в истории.В мире, включая Китай, наблюдается процесс изменения климата, характеризующийся потеплением климата, а также увеличение случаев лесных пожаров.Постоянное потепление и частые засухи приведут к увеличению накопления легковоспламеняющихся и горючих материалов в лесах и увеличению засушливости. Увеличится частота и интенсивность лесных пожаров, расширится и география лесных пожаров.В частности, климат в засушливых и полузасушливых районах станет более сухим, а опасность и вред лесных пожаров станут более серьезными. По мере дальнейшего усиления потепления климата частота возникновения лесных пожаров существенно изменится, что создаст новые проблемы для работы Китая по предотвращению лесных пожаров.
В среднем около 1% лесов мира ежегодно подвергается пожарам.Пожарное нарушение разрушает структуру и функцию лесной экосистемы, но в то же время влияет на материальный и энергетический цикл лесной экосистемы, улучшает структуру леса, способствует благотворному циклу лесной экосистемы и играет очень важную роль в продуктивности леса, биоразнообразии и устойчивости, возобновлении насаждений, сукцессии сообществ, эволюции видов и т. д. (Whelan, 1995; Bond and van Wilgen, 1996; Goldammer, Furyaev, 1996; Пайн и др., 1996). Климат в северной зоне хвойных лесов холодный и сухой, подстилка разлагается медленно, подстилка накапливается в больших количествах, лес очень богат горючими веществами. Поэтому лес часто нарушается лесными пожарами (Райан, 2002; Линч и др., 2004; Гэвин и др., 2006).Являясь мгновенной и сильной естественной движущей силой лесной экосистемы, лесной пожар существенно изменил пространственное распределение растительности, структуру насаждений, конкуренцию и пространственную структуру лесных деревьев (Ян Сяохуэй и др., 2008; Ю Хун и др., 2009a, 2009b, 2009 c, 2009d), поэтому экология нарушений лесного пожара привлекла внимание работников лесного хозяйства и экологии.Изучение реакции структуры, структуры, биоразнообразия и продуктивности древостоев на нарушение лесных пожаров имеет очень важное теоретическое и практическое значение для укрепления лесопользования.
Естественный лес Pinus sylvestris L. var. монголика Литв. является важным типом растительности в переходной зоне между горным лесом горы Синъань и лугами Хулунбуир. Он играет очень важную экологическую защитную функцию на песчаных землях Хулунбуира.Особенно в последние годы создание искусственных лесов Pinus sylvestris на больших площадях сыграло важную роль в уменьшении ущерба, причиняемого ветром и песком песчаным районам севера моей страны. Текущие исследования Pinus sylvestris в песке в основном сосредоточены на ее биологических характеристиках, экологических характеристиках, росте насаждений, борьбе с вредителями и болезнями, а также управлении плантациями.Понимание механизма реакции структуры и особенностей роста древостоев Pinus sylvestris на изменение климата и вмешательство лесных пожаров остается поверхностным. Усиление исследований в этой области имеет важное теоретическое и практическое руководящее значение для рационального управления естественными песчаными лесами Pinus sylvestris и разработки контрмер для борьбы с изменением климата и вмешательством лесных пожаров.
1.1 Лесной пожар
С момента формирования атмосферной системы Земли пожар стал неотъемлемой частью природных экосистем, как и другие факторы возмущения, такие как засухи, наводнения и ураганы (Райт и Бейли, 1982; Уилан, 1995). Большинство лесов на Земле подверглись разной степени воздействия пожаров (Barnes et al., 1998).Деятельность человека издавна была тесно связана с огнем.Разведение огня когда-то было важной мерой сельскохозяйственного производства в Евразии (Виро, 1969). Пожар изменил возрастную структуру, видовой состав и внешний вид лесных насаждений, сформировал разнообразные ландшафты (Голдаммер, Фуряев, 1996; Кили и др., 2005).До освоения Американского континента коренные народы использовали огонь для охоты и земледелия (Mitchell, 1848; Stewart, 1956; Hallam, 1975; Hall, 1984); люди, живущие на побережье Средиземного моря, также имеют долгую историю использования огня, и эта деятельность достигла апогея в наше время из-за увеличения населения в регионе (Le Houerou, 1974).Кроме того, деятельность человека в современном обществе постепенно стала основной причиной лесных пожаров и влияет на их характеристики (Barnes et al., 1998; Keeley et al., 1999; Syphard et al., 2007).Многие леса в мире часто подвергаются воздействию пожаров, например, лесные массивы на севере, западе и северо-востоке США и Канады (Райт и Бейли, 1982; Пайн, 1997; Барнс и др., 1998) и бореальные лесные районы Евразии (Голдаммер и Фуряев, 1996; Гэвин и др., 1996). al., 2006), леса и саванны в Европе и Средиземноморье (Naveh, 1974), Южной Америке (Coutinho, 1990; Soares, 1990), некоторых частях Африки (Phillips, 1974; Booysen and Tainton, 1984), Азии (Goldammer и Penafiel, 1990; Stott et al., 1990), Австралии. (Gill et al., 1990), Австралия и др., 1981, 1990; Pyne, 1998), и даже влажные тропические леса часто страдают от лесных пожаров (Goldammer, 1991). Около 1 миллиона лет назад люди научились использовать огонь (Brain and Sillent, 1988). Огонь имеет неразрывную связь с человеком. Огонь способствует сукцессии и изменениям природных экосистем и влияет на развитие человеческого общества. Люди также продолжают использовать огонь для обеспечения своей жизни и производственной деятельности (Джонстон, 1970; Райт и Бейли, 1982; Шуле, 1990).Конечно, в экосистемах, нарушенных лесными пожарами, растения также проявляют разнообразные адаптационные характеристики к лесным пожарам (Gill, 1975; Keeley, 1991; Carrington, 1999; Lesica, 1999; Liu, Menges, 2005; Govender et al., 2006). Таким образом, пожар является важным фактором, влияющим на естественные экологические процессы (Бонд и ван Вильген, 1996).Он влияет на эволюцию видов и поддерживает нормальное функционирование функций экосистемы, таких как круговорот питательных веществ в экосистеме, накопление биомассы, сукцессия сообществ и поддержание биоразнообразия (Barnes et al., 1998; Keeley et al., 2005). Кроме того, огонь также играет важную роль в формировании наземных ландшафтов (Райт и Хейнсельман, 1973; Трабауд и Галти, 1996; Кокрейн и др., 1999; Кашиан и др., 2005).
1.1.1 Понятие лесного пожара
Лесные пожары, широко известные как природные пожары, включая пожары на лугах, относятся к незапланированным пожарам, которые возникают в лесной растительности и выходят из-под контроля из-за сжигания растительности, вызванного людьми или молнией (Whelan, 1995; Pyne et al., 1996). Пожарный режим в основном относится к типу лесного пожара и его воздействию на определенной территории.Он включает в себя: тип, частоту, интенсивность, тяжесть, размер и время (сезон горения) и т. д. (Gill, 1975; Gill et al., 1981; Whelan, 1995; Barnes et al., 1998). Среди многих характеристик лесных пожаров наиболее важными являются три характеристики: тип лесного пожара, частота и интенсивность. По интенсивности горения лесных пожаров виды лесных пожаров можно разделить на три типа: низовые, низовые и верховые.Частота лесных пожаров – повторяемость лесных пожаров на определенной территории через определенный интервал времени. Он имеет множество методов выражения, таких как интервал повторения лесных пожаров, ротация лесных пожаров или цикл пожаров и т. д. (Джонсон, 1992). Интенсивность лесного пожара обычно выражается длиной пламени или энергией, выделяемой лесным пожаром (Agee, 1993).Основываясь на физических характеристиках лесных пожаров, некоторые разделяют лесные пожары на пять типов: подземные пожары, поверхностные обратные пожары, поверхностные верховые пожары, верховые пожары с одним фронтом и верховые пожары с пятнистостью (ван Вагнер, 1983). Климат является решающим фактором в характеристиках лесных пожаров. Климат прошлого косвенно влияет на лесные пожары, определяя распространение и характеристики растительности. Современные климатические условия напрямую влияют на лесные пожары, определяя характеристики горения сообществ и лесопожарные процессы.Другие факторы переплетаются друг с другом в контексте климата и действуют вместе, вызывая разнообразные изменения в характеристиках лесных пожаров (Whelan, 1995).
1.1.2 Виды лесных пожаров
Поверхностный пожар является наиболее распространенным типом лесных пожаров (Song Zhijie, 1991; Bond and van Wilgen, 1996; Barnes et al., 1998; Hu Haiqing, 2005).Он горит под пологом леса, сжигая подстилку в лесу, сжигая надземные части подлеска кустарников и травянистых растений (Райан, 2002), а также чернея и опаляя стволы и кроны деревьев соответственно (Бонд, ван Вильген, 1996; Барнс и др., 1998).Чем больше горючих веществ в лесу, тем сильнее будет интенсивность лесного пожара и тем больше кустов и деревьев сгорит заживо;Помимо интенсивности лесного пожара, количество сожженных лесным пожаром деревьев также тесно связано с типом, возрастом и распределением корней деревьев (Rebertus et al., 1989; Bond and van Wilgen, 1996; Barnes et al., 1998; Ful).éи Ковингтон, 1998). По сравнению с саженцами взрослые лесные деревья с большей вероятностью будут защищены от лесных пожаров из-за более толстой коры и крон, которые намного превышают высоту пламени поверхностного пожара.Лесные деревья с поверхностной корневой системой, обусловленной генетическими факторами или факторами окружающей среды, также более восприимчивы к ущербу от лесных пожаров (Бонд и ван Вильген, 1996). Однако разные предприятия имеют разные механизмы реагирования на воздействие поверхностных пожаров.Более сильные поверхностные пожары иногда приводят к гибели кроны деревьев, сжигая кору и частично или полностью обжигая крону; в то время как более легкие поверхностные пожары будут иметь некоторые положительные последствия для лесных деревьев, например, уменьшая накопление горючих веществ в подлеске, повышая температуру почвы, улучшая влажность почвы, стимулируя микробную деятельность и уменьшая возникновение вредителей и болезней (Петерсон и Райан, 1986; Уль и Кауфман, 1990; Ху Хайцин, 2005).Кроме того, поверхностные пожары особенно чувствительны к ветру. Ветер может ускорить распространение поверхностных пожаров. Иногда сильная скорость ветра также может привести к распространению поверхностных пожаров и развитию верховых пожаров (ван Вагнер, 1977; Сун Чжицзе, 1991; Барнс и др., 1998; Скотт и Рейнхардт, 2001).
Подземным пожаром называют лесной пожар, горящий в глубоком слое перегноя леса.У него нет пламени, и он может видеть только распространяющийся наружу дым, образующийся при неполном сгорании горючих материалов (Rowe, 1983; Hungerford et al., 1995; Hu Haiqing, 2005). Подземные пожары горят медленно и обычно длятся долго, иногда в течение нескольких дней, месяцев и дольше;подземные пожары вызывают очень высокие температуры, которые часто убивают деревья, корни которых погружены в горящий слой гумуса, и высушивают горючие материалы вокруг места горения, чтобы облегчить дальнейшее горение (Song Zhijie, 1991; Hu Haiqing, 2005). Кроме того, подземные пожары часто приводят к воспламенению горючих материалов на земле, образуя поверхностные или верхние пожары.
Верховые пожары – это лесные пожары, возникающие в пологе леса и вызванные молнией или другими источниками горения (Райан, 2002).Они часто отражаются и взаимодействуют с поверхностными пожарами. Вообще говоря, хвойные леса более склонны к образованию верховых пожаров, чем широколиственные леса (Сун Чжицзе, 1991). Лесные пожары, горящие непосредственно в пологе леса, вообще относительно редки.Лесные пожары чаще всего возникают в результате поверхностных или подземных пожаров, распространяющихся на крону деревьев под действием сильных ветров, засухи и других факторов (Сун Чжицзе, 1991).Верховые пожары сжигают хвою, обжигают ветки и стволы в верхней части леса и одновременно сжигают подлесок, подстилку и другой напочвенный покров, часто образуя голые поверхности земли. Кроме того, верховые пожары часто образуют летающие пожары и могут ускорить распространение лесных пожаров.Это очень разрушительный тип лесных пожаров (Ху Хайцин, 2005).
1.1.3 Условия возникновения лесных пожаров
Экологические (погодные) условия, горючие материалы и источники горения являются тремя необходимыми условиями возникновения лесных пожаров, и только когда эти условия соблюдаются одновременно и достигают оптимального состояния, то есть имеется достаточное количество горючих материалов, погодные условия делают горючие материалы достаточно сухими, чтобы гореть, и имеются источники горения, возникают лесные пожары (Райт и Бейли, 1982; Уилан, 1995; Бонд и ван Вильген, 1996).Там, где могут возникнуть лесные пожары, условия окружающей среды, которые приводят к лесным пожарам, также меняются с изменениями в пространственно-временных масштабах (Schoennagel et al., 2004); в малом масштабе — это горючие материалы, источники тепла и кислород, в среднем — горючие материалы, погода и местность, а в большом — растительность, климат и источники горения (Parisien and Moritz, 2009).
Погода является важным фактором, влияющим на лесные пожары.Он определяет, когда и как возникают лесные пожары, и прямо или косвенно влияет на возникновение и развитие лесных пожаров (Бесси, Джонсон, 1995; Александер и др., 2006). Например, ветер напрямую способствует распространению лесных пожаров и влияет на интенсивность лесных пожаров. Осадки, относительная влажность и температура косвенно влияют на процесс лесных пожаров, изменяя влажность растительности и подстилки.Погодные условия также могут определять, могут ли поверхностные пожары перерасти в верховые пожары и может ли определенная точка пожара распространиться и образовать более крупный лесной пожар и т. д. (Foster, 1976; Vines, 1981).При наличии подходящих условий лесные пожары могут возникать в большинстве климатических условий. В южном регионе J лесных пожаров не бывает, поскольку здесь холодно и влажно, а также нет легковоспламеняющихся материалов. Лесные пожары редко возникают в пустынях из-за недостатка горючих материалов и в тропических лесах из-за чрезмерной влажности.Климатические условия являются основной движущей силой возникновения региональных лесных пожаров (Heyerdahl et al., 2008), а засуха на локальных территориях часто тесно связана с возникновением лесных пожаров (Genries et al., 2009).Климат также может определять возникновение лесных пожаров, влияя на первичную продуктивность растительности, что особенно важно в засушливых районах с большими колебаниями количества осадков;в районах африканских саванн лесные пожары возникают только тогда, когда осадков достаточно на протяжении многих лет и накапливается растительный мусор (Бонд и ван Вильген, 1996).
Такие факторы, как морфологическая структура и химический состав растений, видовой и общественный состав, а также пространственная структура, определяют характеристики лесных пожаров.Таким образом, биомасса растений, количество подстилки, индивидуальная морфологическая структура, размер и соотношение площади поверхности к объему оказывают важное влияние на возникновение лесных пожаров (Pyne, 1984).Например, сосны, травы и кустарники вереска с густыми и мелкими листьями более восприимчивы к лесным пожарам, тогда как деревья тропических лесов и кактусы имеют большие листья и ветви с высоким содержанием воды, что делает их менее восприимчивыми к лесным пожарам (Бонд и ван Вильген, 1996); масла, воски и терпены имеют высокую температуру сгорания (Philpot, 1969; Rebertus et al., 1969). др., 1989; Полныйéи Covington, 1998), когда содержание этих химических компонентов в растениях выше, не только увеличивается вероятность возникновения лесных пожаров, но и интенсивность лесных пожаров может быть выше; подстилки меньшего размера с большей вероятностью потеряют воду и высохнут, а насаждения, содержащие больше таких подстилок, также с большей вероятностью будут подвержены лесным пожарам.На характеристики лесных пожаров влияет не только видовой состав сообщества, но и количество горючих веществ в сообществе (McArthur, 1967) и его пространственное распределение (Rothermel, 1972; Pyne, 1984) также являются важными факторами, определяющими возможность возникновения лесных пожаров.В тропических лесах вероятность возникновения лесных пожаров снижается, поскольку мусор быстро разлагается, а количество горючих веществ относительно невелико; в альпийских склерофилловых кустарниках (финбос) Южной Африки подстилка разлагается очень медленно и накапливается в больших количествах, что часто увеличивает риск лесных пожаров (Bond, van Wilgen, 1996).Из-за различий в структуре горения при одних и тех же погодных условиях лесные пожары имеют более высокое пламя и большую интенсивность лесных пожаров, чем луговые пожары, из-за более широкого пространственного распределения горючих веществ. Аналогичным образом, хотя растительность подлеска хвойных лесов имеет более высокое пространственное распределение горючих веществ, поверхностные пожары часто менее интенсивны, чем пожары на лугах, из-за более плотной структуры подстилки (Bond and van Wilgen, 1996).
Вообще говоря, источником лесных пожаров могут стать самые разные природные или техногенные факторы.Молния является основным возбудителем лесных пожаров (Комарек, 1966; Хорн, 1981; Раффнер и Абрамс, 1998). Конечно, не все молнии могут вызвать лесные пожары, и один удар молнии может также вызвать множественные лесные пожары (Barnes et al., 1998). Ежегодно во всем мире происходит до 50 000 лесных пожаров, вызванных молниями (Taylor, 1974). Кроме того, метеориты и извержения вулканов также являются факторами, провоцирующими лесные пожары.Конечно, количество вызванных ими лесных пожаров очень невелико и ограничивается сравнительно небольшой географической территорией (Виоска-младший, 1931; Хеннидер-Готли, 1936; Крюгер и Бигалке, 1984). Однако с момента рождения человека человек стал основной причиной лесных пожаров на земле.“производитель”(Brain and Sillent, 1988; Whelan, 1995; Barnes et al., 1998).В современном обществе, с увеличением активности человека, лесные пожары во многих районах намеренно или непреднамеренно разжигаются людьми (Комарек, 1965; Гилл, 1981; Крюгер и Бигалке, 1984; Гайетт и др., 2002).
1.1.4 Характеристика лесных пожаров
Различные лесные пожары различаются по частоте, интенсивности, тяжести пожара и характеру горения. Климат, почвенные воды, форма рельефа, скопление горючих материалов и их воспламеняемость определяют характеристики лесных пожаров. До освоения материковой части Северной Америки пожары на лугах были очень частыми, часто возникавшими раз в 2–3 года (Wells, 1970);в то время как цикл лесных пожаров в северной части хвойных лесов составлял около 4 лет, в результате освоения Северо-Американского континента частота лесных пожаров увеличилась, и цикл лесных пожаров соответственно сократился до 2 лет (Хейнзельман, 1973, 1981).Средняя продолжительность пожарного цикла в лесах сосны западной пондерозы (Pinus ponderosa) в США колеблется от 2 до 18 лет (Weaver, 1974; Dieterich and Swetnam, 1984; Savage).
Песчаный природный лес Pinus sylvestris периодически встречается в переходной зоне лесостепи Хулунбуир в моей стране. Он очень чувствителен к изменению климата и воздействию огня.Он выполняет очень важную экологическую служебную функцию по ветрозащитной полосе и закреплению песка, сохранению воды и почвы, обеспечению региональной экологической безопасности. На основе анализа характеристик изменения климата песчаной земли Хулунбуир за последние 50 лет в этой книге относительно всесторонне анализируются изменяющиеся характеристики структуры насаждений, пространственная структура, взаимоотношения конкуренции между деревьями, разнообразие растений и т. д. естественного леса Pinus sylvestris на песчаной земле в условиях воздействия лесных пожаров. В нем также исследуется механизм реакции естественных лесов Pinus sylvestris на песчаных землях на воздействие лесных пожаров. Также анализируются характеристики радиального роста деревьев Pinus sylvestris и их связь с изменением климата, а также реконструируются исторические изменения климата на песчаной земле Хулунбуир и характеристики изменения растительности в переходной лесостепной зоне; предложил механизм вмешательства лесных пожаров и изменения климата в последовательность лесов Pinus sylvestris с точки зрения воздействия лесных пожаров и изменения климата, а также выдвинул стратегии управления и предложения для естественной лесной экосистемы Pinus sylvestris на песчаной земле, предоставив теоретическую основу и научную основу для естественного леса Pinus sylvestris sylvestris на песчаной земле для реагирования на изменение климата и вмешательство лесных пожаров.
