森林景观模型FireBGCv2的原理、结构及应用进展

森林景观模型能够基于传统的野外调查数据和数学模型定量模拟景观尺度森林结构和功能的时空变化,可为制定科学的森林经营管理策略提供参考。FireBGCv2是当前研究森林景观变化的代表性模型之一,能模拟树木尺度(树木生长、建立和死亡等)、林分尺度(碳氮库、可燃物处理、分解等)、立地尺度(资源竞争和物种物候等)以及景观尺度(种子传播和林火干扰等)等多个尺度上的生态过程及其对森林景观结构和功能的影响。该模型的优点是能模拟多种生态过程,且考虑了生态系统的多样性和复杂性,但亦存在计算量大、使用较复杂等缺陷。本文归纳总结FireBGCv2的基本原理和结构,并介绍其在森林景观研究和管理中的应用进展。目前,国内外对FireBGCv2模型的应用主要集中在探索火灾、气候和植被的相互作用,量化火灾的空间和时间动态以及描述未来气候和土地管理策略下潜在的火灾动态等。随着森林景观模型理论和应用的深入发展,FireBGCv2的发展前景主要是改进和更新模型的算法、增加新的功能模块以探索火灾管理的问题以及满足不同用户的需求等。

不同烈度林火干扰下呼中国家级自然保护区森林各碳库储量的动态变化

本研究通过FireBGCv2模型,模拟不同烈度林火干扰下未来100年呼中自然保护区森林各碳库的动态变化特征,以探究森林不同碳库对火干扰的响应规律,为保护区森林可燃物的管理提供科学依据。结果表明:林火干扰显著降低了保护区森林碳储量,且林火烈度越大,碳储量降低越多。火干扰影响森林各碳库储量的变化,也改变了森林总碳库的分配特征。林火干扰对各碳库碳储量的影响表现为:林火干扰使活立木、半腐殖质层碳储量降低,使粗木质残体碳储量在模拟前、中期增加,在模拟后期降低,灌草碳库碳储量在模拟后期增加。林火烈度越大,活立木、灌草碳库碳储量越低,枯立木和粗木质残体碳库碳储量越高。林火干扰对总碳库分配的影响表现为:林火干扰后,灌草、枯立木、粗木质残体和土壤碳库占比增加,活立木、半腐殖层碳库在总碳库中的占比减小。林火烈度越大,灌草碳库占比越小,粗木质残体碳库占比越大,烈度对其他碳库占比影响较小。枯落物的周期性变化规律为:20年达到高值,然后10年内降到低值,这一发现为确定森林可燃物处理的时间间隔提供了有力的依据,建议在大兴安岭地区每隔20年进行一次计划火烧,以合理保护该地区的森林资源。