大兴安岭2001—2010年森林火灾碳排放的计量估算

第32卷第17期2012年9月
生态学报ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol．32，No．17Sep．，2012
基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（2011BAD37B0104）；国家自然科学基金项目（31070544）；林业公益性行业科研专项（200804002）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（DL12CA07）资助收稿日期：2011-09-09；
修订日期：2012-04-06
*通讯作者Corresponding author．E-mail ：weishujing2003@163．com
DOI ：10．5846/stxb201109091324
胡海清，魏书精，孙龙．大兴安岭2001—2010年森林火灾碳排放的计量估算．生态学报，
2012，32（17）：5373-5386．Hu H Q ，Wei S J ，Sun L．Estimating carbon emissions from forest fires during 2001to 2010in Daxing'anling Mountain．Acta Ecologica Sinica ，2012，32（17）：5373-5386．
大兴安岭2001—2010年森林火灾碳排放的计量估算
胡海清，魏书精，孙
龙
*
（东北林业大学林学院，哈尔滨150040）
摘要：林火是森林生态系统重要的干扰因子，是导致植被和土壤碳储量减少的重要路径之一。

森林火灾总碳和含碳气体的排放对气候变化具有重要影响，
科学有效地对其进行计量，对了解全球的碳平衡和碳循环，以及森林火灾对大气碳平衡的影响机理均有重要意义。

大兴安岭是我国唯一的寒温带针叶林区，又是森林火灾的多发区，科学计量该区森林火灾的碳排放量，对了解区域碳平衡具有重要意义。

根据大兴安岭2001—2010年森林火灾统计资料和森林资源清查中各林型可燃物载量数据，通过野外调查和采样，
并结合野外火烧迹地调查与室内控制环境实验相结合的方法确定各种计量参数，从林分水平上计量大兴安岭2001—2010年间森林火灾所排放的总碳和含碳气体排放量。

结果表明：大兴安岭在10a 间森林火灾所排放的总碳量为5.36ˑ106t ；含碳气体排放量CO 2、CO 、CH 4和NMHC 分别为1．73ˑ107t 、1．10ˑ106t 、7．10ˑ104t 和3．50ˑ104t 。

通过分析可知3种兴安落叶松林型（杜鹃-落叶松林、杜香-落叶松林和草类-落叶松林）对该区的碳排放具有重要贡献，占总碳排放量的83．08%，占含碳气体排放量CO 2、CO 、CH 4和NMHC 分别为83．36%、82．25%、57．96%、81．00%。

同时研究表明，该区年均的碳排放对区域碳平衡产生重要影响。

关键词：大兴安岭；森林火灾；碳排放；排放因子；含碳气体排放
Estimating carbon emissions from forest fires during 2001to 2010in Daxing'anling Mountain
HU Haiqing ，WEI Shujing ，SUN Long *
College of Forestry ，Northeast Forestry University ，Harbin 150040，China
Abstract ：Forest fires are a primary disturbance in forest ecosystems ，and can reallocate carbon among different carbon pools by influencing ecosystem structure and processes ，thus significantly decreasing carbon stored in vegetation and soil．Large amounts of carbon are released into the atmosphere from forest fires each year ，which has significant effects on the carbon cycle and carbon storage．Forest fires are a significant source of a number of important trace gas species to the atmosphere ；thus they significantly contribute to variations of atmospheric concentrations of carbon-containing trace gases．Accurate estimations of carbon emission from forest fires are critical to the understanding of effects of forest fires on atmospheric carbon balance mechanisms．Daxing'anling Mountain is the only cold temperate coniferous forest in China ，and is the area in China with the most forest fires．Therefore ，assessment of the atmospheric contribution of fires in the Daxing'anling Mountain forest is critical to the understanding of regional carbon balance．
In this paper ，we estimated emissions of carbon （C ）and carbon-containing trace gases ，including CO 2，CO ，CH 4，and nonmethane hydrocarbons （NMHC ）from forest fires in Daxing'anling Mountain of Heilongjiang Province from 2001to 2010，using a combination of forest fire inventory ，forest resources inventory ，field research ，and laboratory experiments．
Our results suggest that the total carbon emissions from forest fires of the forest types in Daxing'anling Mountain was about 5．36ˑ106metric tons（t）during this period，and mean annual carbon emissions from forest fires in Daxing'anling Mountain come to about5．36ˑ105t per year，which is the sum of the atmospheric emissions of four trace gases as follows：（1）1．73
ˑ107t CO
2，mean annual1．73ˑ106t CO
2
；（2）1．10ˑ106t CO，mean annual1．10ˑ105t CO；（3）7．10ˑ104t CH
4
，
mean annual7．10ˑ103t CH
4
；and（4）3．50ˑ104t NMHC，mean annual3．50ˑ103t NMHC．
Our study indicates that carbon emissions for three major Larix gmelinii forests in the region（i．e．，Larix-Rhododendron，Larix-Ledum，and Larix-grass forests）are significant，accounting for total carbon emissions of83．08%，
and including carbonaceous gases emissions for CO
2，CO，CH
4
，and NMHC of83．36%，82．25%，57．96%，and
81.00%respectively．Average area annual carbon emissions were also found to have an important impact on the regional carbon balance．Our study indicates that fire-induced carbon emissions are considerable interannually，but have remained relatively low and stable since2001because of the use of fire suppression policies．Large spatial variation in fire-induced carbon emissions exists because of spatial variability in climate，forest types，and fire regimens．
Our investigation suggests that the management strategy for forest fires should be to strengthen the sustainable management of forest fuel．As the Daxing'anling Mountain boreal forest is cold and dry，fuel can not easily be broken down on the ground．We should implement reasonable prescribed burning to reduce the accumulation of combustible fuel on the ground．Prescribed burning is a fundamental measure to reduce forest fires，allowing us to control the rate of fire incidence within the larger state of the ecosystem．At the same time，we should give full play to the effects of forest fires as factors in the role of forest ecosystem balance．
Key Words：Daxing'anling Mountain；forest fires；carbon emissions；emission factor；carbonaceous gases emissions
森林是陆地生态系统的主体，是陆地生态系统最大的植被碳库，在全球碳循环和碳平衡中起着重要作用，其碳通量和碳储量的变化对全球碳平衡具有决定性影响［1］。

火干扰作为森林生态系统重要的干扰因子［2］，其不仅影响森林生态系统的结构和功能，破坏森林生态系统的平衡，而且还向大气中排放大量的CO
2
、CO、
CH
4
等含碳温室气体［3］，加剧了温室效应，对全球气候变化和环境具有重要影响，并影响着生物地球化学循环，在碳循环中起着重要作用［2］。

全球平均每年大约有1%的森林遭受火干扰的影响，从而导致每年大约4 Pg的碳排放到大气中［4］，这相当于每年化石燃料燃烧排放量的70%［5］。

森林火灾总碳及含碳气体的排放是大气和环境污染的主要来源之一［6］，而且随着全球气候变暖，森林火灾强度和频率加剧，因此，准确计量森林火灾直接排放的碳量，对进一步量化森林火灾对区域的大气碳平衡及全球变化的贡献，以及森林火灾对大气碳平衡的影响机理和定量评价火灾碳排放在森林生态系统碳平衡中的作用［7］，减少全球变化研究中碳平衡计量中的不确定性提供参考数据等方面均有重要意义。

国内外对于森林火灾直接碳排放的计量估算亦进行了大量研究。

通过室内模拟试验和野外观测法：Amiro等［8］对1959—1999年加拿大森林火灾直接碳排放进行估算。

采用统计资料法：Kasischke等［9］估算了北方林1998年森林火灾碳排放。

利用遥感数据法：Kasischke等［10］估测了阿拉斯加1990—1991年森林火灾的碳排放。

使用通用排放因子法：De Groot等［11］对加拿大森林火灾的碳排放进行估算。

Lü等［12］结合森林资源清查资料和遥感影像估算1950—2000年我国森林火灾所排放的碳量和含碳气体。

王效科等［13］对我国1959—1992年森林火灾排放的含碳气体进行计量。

陆炳等［14］通过统计数据估算各省生物质燃烧排放清单。

单延龙等［3］估算吉林省1969—2004年火灾碳排放。

通过以上研究人们进一步了解火灾对大气碳平衡的影响，但计量参数的来源很多没有经过实际测定，而仅仅通过模型手段、估测或通用参数，许多通过小尺度的分析直接外推到大尺度上，缺乏实测参数，造成计量结果的不确定性。

大兴安岭是我国重要林区，亦是我国唯一的寒温带针叶林区，气候寒冷干燥，又是林火的多发区［15-16］，火干扰在生态系统碳平衡中的作用尤为明显［17］，对区域碳平衡产生重要影响。

因此对该区的森林火灾碳排放4735生态学报32卷
进行准确计量，对定量评价森林火灾在区域碳平衡和碳循环中的贡献具有重要意义。

根据大兴安岭2001—2010年森林火灾统计资料和森林资源清查中各林型可燃物载量数据，通过野外调查和采样，并结合野外火烧迹地调查与室内控制环境实验相结合的方法，通过实测确定各种计量参数，从林分水平上，计量大兴安岭2001—2010年间森林火灾所排放的总碳和含碳气体排放量及其年均排放量，这对评价火灾对该区域的碳平衡和碳循环的作用以及对全球气候变化的影响均有重要意义。

1
材料与方法图1
研究区域的地理位置图
Fig．1
The geographic location of the study area
1．1
研究地区概况
大兴安岭林区是我国最北且面积又最大的林区（50ʎ10'—53ʎ33'N ，121ʎ12'—127ʎ00'E ），研究区域的地
理位置见图1，
面积为835万hm 2。

该区属寒温带季风气候，
年均气温为－2—－4ħ，冬季长达9个月，夏季不超过1个月。

全年降水量350—500mm ，且集中于暖季的7—8月，
达全年降水量的85%—90%，相对湿度为70%—75%，积雪期有5个月。

土壤主要为棕色针叶林土、暗棕壤、灰色森林土、草甸土和沼泽土等。

全区地势比较平缓，
海拔300—1400m 。

该区属于寒温带针叶林区，森林类型以兴安落叶松（Larix gmelinii ）为优势建群种，
是该区典型的植被类型，其它乔木树种有白桦（Betula platyphylla ）、樟子松（Pinus sylvestris var．
mongolica ）、蒙古栎（Quercus mongolica ）、山杨（Populus davidiana ）等。

该区为我国森林火灾高发区且危害最严
重，
2001—2010年10a 平均过火林地面积为4．87ˑ104hm 2，是全国年均森林过火面积［18］
的3．66倍，其年均森林过火面积居全国之首［17］。

1．2研究资料
1．2．1
森林火灾统计资料
大兴安岭2001—2010年森林火灾统计资料来源于黑龙江省人民政府森林草原防火指挥部办公室所提供的火警火灾登记表，该数据包括了每次森林火灾起火点的地理坐标、所在行政区域、过火林地面积、起火原因，林型和扑救信息等内容。

大兴安岭10a 间共发生森林火灾367次，年均约36．7次，森林总过火林地面积达
487469．78hm 2，年均过火林地面积约为4．87ˑ104hm 2。

1．2．2森林可燃物载量调查及单位面积可燃物载量估算
结合一类森林资源清查资料，选择森林火灾的典型分布区，在大兴安岭的北部塔河林业局和南部的松岭林业局，选择森林防火期分别于2010年5月初、5月底、9月底、10月初进行采样，分4次进行外业调查和样品采集。

选择主要林型，包括兴安落叶松林（由于该林型在大兴安岭林区占绝对优势，为更准确地计量其可燃物载量，对其3种主要林型分别进行采样测定，其代表性林型为杜鹃-兴安落叶松（Larix-Rhododendron ）林、杜香-兴安落叶松（Larix-Ledum ）林、草类-兴安落叶松（Larix-grass ）林［19］）、白桦林、樟子松林、蒙古栎林以及包括山杨在内的针阔混交林等7种林型，对各林型的乔木、林下的灌木、草本、枯枝落叶、地表有机质作为研究对象，采用随机布点法，每次在每种林型设置20m ˑ20m 的3块重复样地作为标准样地（相对火烧迹地就是对照样地），即每次设置21块样地，4次共84块样地。

同时在当年火烧迹地上根据3种不同火烧强度等级（火烧强度分为轻度、中度、重度3种等级）分别设置重复样地3块，每种林型的火烧迹地上设置9块样地，每次设置63块样地，
4次共设置252块样地。

（1）乔木层生物量调查
在设置好的标准样地内，以5cm 为起测胸径，2cm 为径阶，调查因子包括胸径、树高、树种组成等，并分
5
73517期胡海清等：大兴安岭2001—2010年森林火灾碳排放的计量估算
6735生态学报32卷
树种统计各径级的平均值，在每个对照样地内选取各径级的标准木3株，每个采样重复3次。

主要采集乔木的干、枝、叶和皮，其中干和皮分别从树干基部、胸径和梢头3个部位进行分别取样，枝带皮从粗枝到小枝按比例取样，叶也分别从不同部位取样。

采集的样品野外称其鲜重，并取样，标记好带回实验室进行内业测定及分析。

（2）灌木层生物量调查
根据灌木分布的均匀程度沿标准样地的对角线设置小样方。

当分布较为均匀时设置2mˑ2m重复样方3个；当分布不均匀时设置5mˑ5m重复样方3个。

调查灌木层的盖度、株数和平均高度，各树种数量、地径、高度等，然后按灌木种类收割样方内的所有灌木，称量，并取样，标记好带回实验室进行内业测定及分析。

（3）草本层生物量调查
在标准样地内沿另一对角线设置1mˑ1m的重复样方3个，调查草本层种类、盖度和平均高度，然后全部收割、称量，并取样，标记好带回实验室进行内业测定及分析。

（4）枯枝落叶层可燃物载量调查
在标准样地内按对角线选取1mˑ1m的重复样方3个，分别收集小样方内的枯枝和落叶（针叶和阔叶分开）并记录其鲜质量，并取样，标记好带回实验室进行内业测定及分析。

（5）地表有机质层可燃物载量调查
在标准样地内按对角线选取1mˑ1m的小样方3个，分别收集小样方内的地表有机质（包括分解层和半分解层）的样品，并记录其鲜质量，并取样，标记好带回实验室进行内业测定及分析。

应用相对生长法（Huxlye［20］根据林木生长过程中各生长系之间有协调增长的规律，提出“开度量”（Allometric）关系法则，亦称相对生长关系，其相对生长关系可用公式表示为：Y=a（D2H）b［21-23］，Y作为因变量表示生物量，D2H作为整体的自变量，其中D表示胸径，H表示树高，a、b为回归所得的常数，作为整体的自变量D2H与Y之间存在着一定的关系，其核心思想是建立生物量与测树因子（胸径、树高）的关系）计量乔木层生物量，根据大兴安岭各主要树种的生物量回归方程计量各树种各部位的生物量［24］，根据各树种林龄等因子估算单位面积生物量，并依据调查样地的单位面积生物量外推到林分水平。

对除乔木以外的其它组分的可燃物载量，包括灌木、草本的生物量，以及枯枝落叶和地表有机质的载量测定，通过采集得到的样品，利用小型粉碎机将样品粉碎后进行磨粉、经60目筛过滤，使可燃物燃烧更充分，取50g样品在105ħ下，连续烘干24h至恒重，用精度0．01g的电子天平称重，用公式计算含水率，通过含水率计算出单位面积可燃物载量，分别计算各林型中灌木、草本、枯枝落叶、地表有机质的可燃物载量，并把各组分的载量计算出来后，计算林分总的可燃物载量。

1．3研究方法
1．3．1可燃物碳含量的测定
对以上各可燃物的实验样品进行3次粉碎法制样，样品碳含量的测定采用干烧法。

应用MultiC/N3000分析仪测定碳含量，每次测3个平行样，对测定结果取其平均值，测量精度为0．01%，误差为ʃ0．3%。

样品含碳率通过用碳含量的测定结果与样品绝干状态下质量的比值进行计算。

1．3．2火强度的确定
对于森林火灾强度的计算及其等级划分，目前国外主要以火线强度、火焰长度、火焰高度、可燃物载量以及火蔓延速度等指标进行估算［25-27］。

国内关于森林火灾强度的估计中较为科学合理并且具有实际意义的均来自于火烧迹地的实际调查，以森林生态系统不同层次在火灾中受到伤害程度的差异判断火烧强度，这种方法较为准确．但也仅限于对火后短时间内开展研究。

上述估算方法对历史火灾研究显得无能为力。

但即使通过大规模森林火灾试验模拟，由于试验环境与真实火场各种影响因子的不同，两者不能完全等同。

因此本文利用森林火灾统计数据和可燃物载量的有关情况，结合火烧迹地调查，以及火灾强度和可燃物载量的相关关系，根据不同强度火灾在火烧迹地的分布情况及比例状况来确定火灾强度，并把火强度分为3个等级（轻度、
中度、重度），然后通过不同火烧强度的燃烧效率不同，推算不同火强度中生物量的消耗量。

1．3．3
燃烧效率的测定
燃烧效率是对可燃物燃烧时计量碳排放的关键因子，是指可燃物燃烧掉的部分占总干质量的比例［12］。

通过火烧迹地的调查并在火烧迹地设置标准样地进行采样，对其火灾后的残余可燃物载量进行采样，计算出
不同火烧强度下可燃物消耗所剩余的量
［27］。

同时通过火烧迹地附近未烧样地的可燃物载量的估算，通过未
烧样地的可燃物载量减去不同火强度下可燃物消耗所剩余的量，就可得到不同火强度下可燃物的消耗量，再用可燃物消耗量（M i ）除以可燃物载量（M ）来得到不同火烧强度下可燃物的燃烧效率（β）。

其计算公式为：
β=
M i
M
（1）
1．3．4
排放因子的测定
虽然近年来我国学者对生物质燃烧进行了深入的研究，获得了一批符合我国实际情况的排放因子，为有效建立生物质燃烧排放污染物的清单提供了可靠的保障，但对森林火灾和草原火灾的排放因子鲜见报道，许多研究在计量所有污染物的排放因子时均采用国外学者综合全球不同地区实测数据的结果
［14］。

采用动态燃
烧系统进行含碳气体排放的测定，
该系统由燃烧室、恒温加热系统、电子秤、KM9106综合烟气分析仪（英国KANE ）烟气罩、计算机、红外分析模块和FIREWORKS 烟气分析处理软件组成，应用KM9106综合烟气分析仪进行含碳气体的连续分析，然后通过可燃物所排放的某种含碳气体量和可燃物燃烧过程中总碳排放量的比例，推算出不同含碳气体的排放因子（E fs ），即森林火灾排放的某种含碳气体（E s ）与燃烧过程中总碳排放量（C t ）的比值。

其计算公式为：
E fs =
E s
C t
（2）
1．4碳排放计量方法
1．4．1
森林火灾总碳排放量计量模型方法
直到20世纪60年代后期，国外才对森林火灾碳排放进行研究。

Crutzen 等
［28］
在1979年对森林火灾的碳
排放进行研究，
1980年Seiler and Crutzen ［6］提出了森林火灾燃烧损失生物量的计量方法。

其表达式为：M =A ˑB ˑa ˑb
（3）
式中，
M 为森林火灾所消耗的可燃物载量（t ）；A 为森林火灾的燃烧面积（hm 2）；B 为未燃烧前某一单位面积内平均的可燃物载量（t /hm 2
）；a 为地上部分生物量占整个系统生物量的比重（%）；b 为地上可燃物载量的
燃烧效率
Levine 等［29］根据可燃物载量的含碳率（f c ），假设所有被烧掉的可燃物载量中的碳都变成了气体，就可以计算由于森林火灾燃烧所造成的总碳损失（C t ），
表达式为：C t =M ˑf c
（4）
式中，C t 为可燃物燃烧所排放的碳量（t ）；M 为森林火灾所消耗的可燃物载量（t ）；f c 为可燃物中的含碳率，即
可燃物中碳所占的比重
基于Seiler and Crutzen ［6］
提出的可燃物估算模型，假定知道森林火灾地区不同可燃物的碳密度，可以把公式（3）代入公式（4），并进行修正，使之用来估算可燃物燃烧过程中排放的总碳量［10］
，其表达式为：
C t =A ˑB ˑf c ˑβ
（5）
式中，
C t 为可燃物燃烧所排放的总碳量（t ）；A 为森林火灾燃烧面积（hm 2）；B 为未燃烧前某一单位面积内平均的可燃物载量（t /hm 2
）；f c 为可燃物中的含碳率，即可燃物中碳所占的比重；β为可燃物的燃烧效率，即单位
面积森林火灾过程中所消耗的可燃物占火灾前未燃烧可燃物的比重。

通常根据公式（5）估算的总碳排放量会小于实际总碳排放量，这是因为其计算森林火灾消耗可燃物时只
7
73517期胡海清等：大兴安岭2001—2010年森林火灾碳排放的计量估算
考虑了地上（乔木、灌木、草本）可燃物部分，而忽略了地表可燃物（枯枝落叶、地衣、苔藓、青苔、站立木、倒木等）和地表有机质对碳排放量的贡献。

尤其是对于大兴安岭北方针叶林，每次火灾消耗的可燃物量平均有2/ 3来自地表。

针对这一情况，French等［30］、Lü等［12］和Choi等［31］在充分考虑到地表可燃物中枯枝落叶和地表有机质的不同燃烧效率，因此对式（5）进行改造，其表达式［8］［27］为：
C
t =A（B
a
f
ca
βa+C lβl+C dβd）（6）
式中，C
l
为地表枯枝落叶的碳密度（t/hm2）；βl为地表枯枝落叶的燃烧效率；C d为地表有机质的碳密度（t/
hm2）；β
d
为地表有机质的燃烧效率
1．4．2森林火灾含碳气体排放量计量方法
森林火灾含碳气体排放量的计量是利用上一节中的有关公式计算出森林火灾所排放的总碳量，再利用排
放因子法进行含碳气体排放量的计量。

排放因子法是指森林火灾中某种含碳气体的排放量E
s
，为该气体的
排放因子E
fs （Emission Factor）与燃烧过程中排放的总碳量C
t
之积［27］，某种含碳气体的排放量E s是基于1980
年Seiler and Crutzen［6］提出的森林火灾损失生物量计量模型，其表达式［32-33］为：
E
s =E
fs
ˑC
t
（7）
式中，E
s 为某种含碳气体的排放量（g）；E
fs
为某种含碳气体的排放因子（g/kg）；C
t
为森林火灾总碳排放量
把公式（6）代入公式（7）可得：
E
s =A（B
a
f
ca
βa+C lβl+C dβd）E fs（8）
利用公式（8）就可以对可燃物各组分的含碳气体排放量进行计量。

公式中各参数的获取用最大似然法进行参数估计。

森林火灾总碳排放量和含碳气体排放量计量模型流程图见图2。

图2森林火灾总碳排放量和含碳气体排放量计量模型流程图
Fig．2Flowchart of the emission measurement methods model of the total carbon emissions and carbon gas emissions from forest fires
2结果与分析
2．1各林型火灾面积
大兴安岭2001—2010年10a间总过火林地面积为487469．78hm2。

从表1可看出，各林型过火面积由大到小的顺序为杜鹃-兴安落叶松林、草类-兴安落叶松林、杜香-兴安落叶松林、白桦林、樟子松林、针阔混交林、8735生态学报32卷
蒙古栎林。

其中3种落叶松林的过火面积为6629.6hm 2
，占总过火面积的73．80%。

单因素方差分析结果表
明，
虽然林型过火面积之间差异较大，但在总体上林型对火灾面积的影响并不明显。

表1
大兴安岭2001—2010年各林型过火面积及火强度等级分布图/hm 2
Table 1
Burned area and fire intensity distribution of forest types of Daxing'anling from 2001to 2010火强度等级
Fire intensity grade 杜鹃-落叶松林
Larix-Rhododendron
forests 杜香-落叶松林Larix-Ledum forests 草类-落叶松林
Larix-grass
forests
白桦林Betula platyphylla forests 樟子松林Pinus sylvestris var．mongolica
forests 蒙古栎林Quercus mongolica forests 针阔混交林Coniferous broad-leaved mixed forests 轻度火烧Low grade fire 25809．484425．8428712．3523873．836989．59411．0410837．63中度火烧Moderate grade fire 33813．6812511．4916248．258403．597402．47676．215279．15重度火烧Serious grade fire 103727．9768174．9066328．7531386．1315099．865542．3511815．24总和Total
163351．13
85112．23
111289．35
63663．55
29491．92
6629．60
27932．02
2．2各林型单位面积可燃物载量
各林型单位面积可燃物载量地上部分主要包括乔木（干、
枝、叶、皮）、灌木、草本、枯枝落叶、地表有机质等，
不同林型的可燃物载量见表2，从表中可看出载量最大的为杜香-兴安落叶松林达到114．45t /hm 2
，其次为杜鹃-落叶松林，最小为针阔混交林只有50．66t /hm 2。

表2
大兴安岭各林型单位面积可燃物载量/（t /hm 2）
Table 2
Fuel load per unit area of each main forest type in Daxing'anling
林型
Forest type 杜鹃-落叶松林
Larix-Rhododendron
forests
杜香-落叶松林Larix-Ledum forests 草类-落叶松林
Larix-grass
forests
白桦林Betula platyphylla forests 樟子松林Pinus sylvestris var．mongolica
forests
蒙古栎林Quercus mongolica forests 针阔混交林Coniferous broad-leaved mixed forests 乔木Arbor 80．3185．5478．5158．6173．5242．2534．58灌木Shrubs 3．122．811．150．530．711．320．62草本Herbs 0．761．380．850．380．410．510．59枯枝落叶Litter 9．137．435．376．365．646．135．24地表有机质Duff 15．4717．295．3117．6612．4516．469．63总和Total
108．79
114．45
91．19
83．54
92．73
66．67
50．66
2．3各林型可燃物载量碳含量
根据MultiC /N3000的测定结果，各林型不同组分的可燃物载量含碳率数据见表3。

从表中可看出3种兴
安落叶松林各组分可燃物载量含碳率较高，白桦林和针阔混交林各组分可燃物载量含碳率较低。

国际上常采用的含碳率为0．5，
国内外研究者大多亦采用0．5作为所有林型的平均含碳率，对枯枝落叶等可燃物采用0.45作为平均含碳率［4，34-35］
，从表中可看出各林型的乔木、灌木、草本的含碳率较接近0．5，枯枝落叶和地表
有机质的含碳率较接近0．45。

表3
大兴安岭各林型不同组分的可燃物载量含碳率/%
Table 3
Carbon content of the fuel load of different components of forest types in Daxing'anling
林型
Forest type 杜鹃-落叶松林
Larix-Rhododendron
forests
杜香-落叶松林Larix-Ledum forests 草类-落叶松林
Larix-grass
forests
白桦林Betula Platyphylla forests 樟子松林Pinus sylvestris var．mongolica
forests
蒙古栎林Quercus mongolica forests 针阔混交林Coniferous broad-leaved mixed forests 平均Mean 乔木Arbor 51．4351．8950．5849．5450．4348．8449．3650．29灌木Shrubs 50．0349．6350．3150．1650．2649．0848．2149．67草本Herbs 50．2450．1249．4649．3648．2348．0349．2549．24枯枝落叶Litter 47．5548．1246．8746．3246．5345．3745．8946．66地表有机质Duff
45．48
45．94
45．33
44．23
45．54
44．68
44．98
45．17
9
73517期胡海清等：大兴安岭2001—2010年森林火灾碳排放的计量估算
2．4各林型可燃物载量在不同火强度下的燃烧效率
根据样地调查取样及测定的结果，各林型不同组分的可燃物载量燃烧效率见表4。

Levine等测定北方针叶林的燃烧效率较低，大约为0．2—0．3［10］，但只指乔木的燃烧效率。

国外研究者认为在北方林中地上部分生物量的燃烧效率为0．15—0．34，均值为0．25，地表部分可燃物的燃烧效率为0．03—0．90，均值为0．50［36-39］。

从表中可以看出在林分水平所测定的燃烧效率均在0．25—0．50之间，与国外研究结果较为相近。

表4大兴安岭各林型不同组分的可燃物载量在不同火强度下的燃烧效率/%
Table4Different combustion efficiency of the fuel load of different components of forest types under fire intensity in Daxing'anling
林型Forest type 火强度
Fire
intensity
杜鹃-落叶松林
Larix-
Rhododendron
forests
杜香-落叶松林
Larix-Ledum
forests
草类-落叶松林
Larix-grass
forests
白桦林
Betula
platyphylla
forests
樟子松林
Pinus sylvestris
var．mongolica
forests
蒙古栎林
Quercus
mongolica
forests
针阔混交林
Coniferous
broad-leaved
mixed forests 轻度0．020．020．070．050．030．090．05
乔木Arbor中度0．110．080．120．100．080．140．08重度0．140．140．150．120．100．250．17
平均0．090．080．080．090．070．160．10
轻度0．070．060．070．080．010．090．06
灌木Shrubs中度0．100．110．110．110．110．130．09重度0．130．140．160．140．130．200．16
平均0．100．100．110．110．080．140．10
轻度0．530．460．330．430．320．560．22
草本Herbs中度0．860．920．750．840．610．940．72重度1．001．001．001．001．001．001．00
平均0．800．790．690．760．640．830．65
轻度0．230．360．240．280．310．360．27
枯枝落叶中度0．630．550．590．530．460．840．48 Litter重度1．001．001．001．001．001．001．00平均0．620．630．610．600．590．730．58
轻度0．050．190．110．040．140．210．06
地表有机质中度0．240．340．210．150．210．350．08
Duff重度0．940．850．860．690．610．750．61平均0．410．460．390．290．320．440．25
2．5各林型可燃物载量在不同火强度下的总碳排放量
根据公式（6）计算各森林类型不同组分的可燃物载量在不同火烧强度下的总碳排放量。

从表5可看出大兴安岭2001—2010年间总碳排放量为（5364005．74ʃ661．86）t，年均碳排放量约为5．36ˑ105t，其中杜鹃-落叶松林的碳排放量最多，10a共排放碳（2180593．72ʃ352．35）t，约占总碳排放量的40．65%；其次是杜香-落叶松林，10a共排放碳（1318930．55ʃ508．23）t，蒙古栎林的碳排放量最小，10a共排放碳（84028．21ʃ325.56）t，约占总碳排放量的1．57%。

2．6各林型可燃物载量所排放含碳气体的排放因子
根据实验测定各林型不同组分的可燃物载量所排放含碳气体的排放因子见表6，把表中排放因子与Levine等［36］、Cofer等［39］和Laursen等［40］对北方林可燃物燃烧时含碳痕量气体排放因子的测定结果进行比
较，CO、CH
4和NMHC的排放因子较为接近，而CO
2
的排放因子偏低，主要是因为在室内排放因子测定中，O
2
供应不足，有焰燃烧所占比重较小造成的。

0835生态学报32卷。