本书总结了近年来笔者对大兴安岭林火与碳循环研究的成果，系统阐述了大兴安岭森林火灾的时空变化规律，对大兴安岭森林火灾碳排放量进行了估算，论述了火干扰对土壤碳循环的影响机制及火后固碳恢复机制，并对不同防火措施条件下火干扰对碳排放的影响进行了定量评价。本书系统地从生态学角度对火干扰对大兴安岭区域碳循环的影响机制进行了全新的探讨，学术观点新颖，内容丰富。
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第一章 大兴安岭森林火灾特征 1
第一节 森林火灾时间变化规律 1
一、森林火灾次数年际变化 1
二、森林火灾次数年代际变化 2
三、森林火灾面积年际变化 3
四、森林火灾面积年代际变化 4
第二节 森林火灾空间变化规律 5
一、森林火灾次数空间变化 5
二、森林火灾面积空间变化 6
第三节 各林型森林火灾面积 7
一、大兴安岭北方林各林型森林火灾面积 7
二、黑龙江省温带林各林型森林火灾面积 8
第二章 大兴安岭森林火灾碳排放量估算 10
第一节 引言 10
一、研究背景 10
二、研究目的与意义 14
三、研究方法和技术路线 16
第二节 国内外研究进展 18
一、火干扰对森林生态系统碳循环的影响 18
二、火干扰对植被碳库的影响 19
三、火干扰对森林凋落物碳库及周转的影响 20
四、火干扰对土壤碳库及周转的影响 21
五、火干扰对大气碳库及碳循环的影响 22
六、森林火灾碳排放研究进展 24
七、模型模拟方法在研究火干扰对生态系统碳循环影响中的应用 28
八、计量森林火灾碳排放的影响因子及测定方法 31
第三节 研究区域概况 36
一、地理位置 36
二、地质地貌 36
三、气候特征 37
四、植被状况 38
五、土壤条件 39
六、河流水系 40
七、历史火灾 40
第四节 材料与方法 41
一、森林火灾数据 41
二、森林可燃物载量调查 41
三、森林土壤样品采集 44
四、可燃物含碳率的测定 44
五、火干扰强度的确定 45
六、燃烧效率的估算 45
七、排放因子的测定 46
八、森林火灾碳排放量及含碳气体排放量计量方法 46
第五节 大兴安岭北方林单位面积可燃物载量 50
第六节 大兴安岭北方林可燃物的含碳率 51
第七节 大兴安岭北方林不同火干扰强度下的燃烧效率 52
第八节 大兴安岭北方林森林火灾碳排放量 54
一、各林型碳排放总量 54
二、单位面积森林火灾碳排放量 54
三、森林火灾含碳气体的排放因子 56
四、森林火灾含碳气体排放量 56
五、单位面积森林火灾含碳气体排放量 64
第九节 不确定性分析 65
一、计量森林火灾碳排放存在不确定性的原因分析 65
二、森林生态系统的异质性和复杂性 66
三、森林火灾面积数据来源不规范 66
四、单位面积可燃物载量的获取缺乏规范 67
五、可燃物含碳率的测定缺乏标准 67
六、燃烧效率的测定缺乏统一的方法 67
七、排放因子测定的复杂性 68
第十节 存在问题与讨论 68
一、存在问题 68
二、讨论 71
三、林火管理路径的选择 77
四、展望 80
第三章 火干扰对土壤碳循环的影响 83
第一节 研究区域概况 83
一、南瓮河生态定位站样地概况 83
二、塔河林业局样地概况 83
三、样地布设 84
第二节 火干扰对土壤碳库的影响 85
一、研究方法 85
二、结果与分析 85
第三节 火干扰对生长季土壤呼吸的影响 89
一、土壤呼吸研究现状 90
二、研究方法 97
三、大兴安岭兴安落叶松林土壤呼吸速率的特征 98
第四节 火干扰对非生长季土壤呼吸的影响 108
一、引言 108
二、研究目的和内容 108
三、技术路线 109
四、实验设计与研究方法 109
五、大兴安岭兴安落叶松林非生长季土壤呼吸速率的特征 113
六、大兴安岭兴安落叶松林非生长季土壤呼吸对火干扰的响应 114
七、讨论 120
第五节 火干扰对短期土壤呼吸及其空间异质性的影响 122
一、引言 122
二、研究目标和内容 123
三、实验设计与方法 123
四、火干扰对大兴安岭典型森林类型土壤呼吸速率的影响 129
五、火干扰对土壤呼吸空间异质性的影响 136
六、结论 143
第六节 不同强度火干扰对土壤微生物生物量的影响 144
一、引言 144
二、国内外研究现状 146
三、实验设计与研究方法 151
四、秋季火干扰后土壤微生物生物量和土壤养分 154
五、生长季火干扰后土壤微生物生物量及其与土壤养分的关系 159
第七节 火干扰后不同时间对土壤微生物生物量的影响 165
一、实验设计与方法 165
二、不同年限火干扰后的土壤微生物生物量及其影响因子 168
三、不同年限火干扰后的土壤微生物生物量碳、氮的季节动态变化 175
四、结论 178
第八节 火干扰对土壤活性碳组分的影响 179
一、引言 179
二、实验方法 180
三、火干扰对MBC及其季节动态的影响 182
四、火干扰对DOC及其季节动态的影响 184
五、火干扰对LFOC及其季节动态的影响 185
六、火干扰对POC及其季节动态的影响 187
七、结论 188
第四章 火后固碳恢复机制 189
第一节 绪论 189
一、引言 189
二、研究现状 190
第二节 研究区域概况 194
一、地理位置 194
二、地形地貌 194
三、气候特征 195
四、土壤条件 195
五、植被状况 196
第三节 研究方法 197
一、样地设置 197
二、植被生物量测定方法 197
三、土壤样品采集 197
四、植物体碳储量估测 198
五、土壤碳密度测定 198
第四节 不同林龄兴安落叶松人工林群落生物量的估算 198
一、火干扰迹地不同林龄兴安落叶松人工林群落生物量的估算 198
二、湿地改造后不同林龄兴安落叶松人工林群落生物量的估算 199
第五节 不同林龄兴安落叶松人工林土壤有机碳储量的研究 200
一、不同林龄兴安落叶松人工林林下土壤容重与含水率的研究 200
二、不同林龄兴安落叶松人工林土壤有机碳质量分数的研究 202
三、不同林龄兴安落叶松人工林土壤碳储量的研究 203
第六节 不同林龄兴安落叶松人工林碳汇的研究 205
一、火干扰迹地不同林龄兴安落叶松人工林碳汇的研究 205
二、湿地改造后不同林龄兴安落叶松人工林碳汇的研究 206
第七节 结论与讨论 207
一、结论 207
二、讨论 208
第五章 防火措施对林火碳排放影响的定量评价 209
第一节 引言 209
第二节 国内外研究概况 210
一、林火碳排放的相关研究 210
二、林火生态与林火管理的研究进展 211
第三节 研究目的及数据收集 212
一、研究目的 212
二、数据收集 212
第四节 研究区域概况 212
一、地形地貌 213
二、气候特征 213
三、土壤条件 214
四、植被状况 214
五、森林火灾状况 215
第五节 林火统计及森林火灾三率 215
一、不同等级林火面积 215
二、不同等级林火次数 216
三、大兴安岭森林火灾时间变化分析 218
四、森林火灾三率 218
第六节 大兴安岭森林防火措施对林火碳排放的影响 220
一、大兴安岭森林火灾的独特性 220
二、大兴安岭林火碳排放量的估算 221
三、大兴安岭森林防火措施对林火碳排放的影响 221
第七节 大兴安岭森林火灾减灾和成本效益的估算 237
一、大兴安岭森林火灾减灾效益的估算 237
二、大兴安岭森林火灾成本效益的估算 240
第八节 结论 241
参考文献 243
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