大兴安岭林区是我国北方重要的生态安全屏障,也是我国重要的木材战略储备基地。林火是造成森林退化的主要因子之一,影响了其多种功能的发挥,对火干扰后森林生态系统的恢复及其功能的提升的研究具有重要的理论研究意义和实际应用价值。本研究以大兴安岭北部林区火烧迹地为研究对象,基于Landsat系列遥感数据和野外调查数据,采用相关性分析、冗余分析、通径分析和结构方程模型等统计方法,研究了不同强度火烧迹地植被-凋落物-土壤的恢复过程及主要驱动因素,揭示了植被-凋落物-土壤之间的协同恢复机制,为火烧迹地的植被恢复与重建提供科技支撑。主要研究结果如下:1.大兴安岭北部林区火烧迹地植被的自然演替过程主要为:中度火干扰当年以灌木为主,15年后演替为兴安落叶松-白桦混交林(7落3白);重度火干扰当年以草本为主,8-15年后形成灌丛,30年后为兴安落叶松-白桦混交林(5落5白)。轻度火烧对植被演替有促进作用,中度/重度火烧迹地自然恢复年限需要15-30年。2.不同强度火干扰后植被覆盖度有明显下降,4年是植被的快速恢复期,之后趋于平稳。随着干扰强度的增加,植被覆盖度的变化表现出明显的滞后性和不稳定性:轻度火干扰后1-10年间不可持续地、相对稳定地快速恢复,10-30年间持续地缓慢恢复;中度火干扰后1-10年间不可持续地、不稳定地显著恢复,10-30年间持续地、稳定地快速恢复;重度火干扰后1-20年间不可持续地、不稳定地快速恢复,20-30年间持续地、稳定地快速恢复。3.轻度火干扰后,直径结构呈右偏峰状,与未干扰无明显变化,中度/重度火干扰后,直径结构呈右偏峰状,大径级(14-20cm)林木占比68～100%,30年后,更新林木生长成6-10cm径阶的林木,直径结构呈左偏峰状。未干扰的林分兴安落叶松和白桦均呈聚集分布,火干扰后聚集强度均明显增加。火干扰促进了更新,更新苗呈聚集分布,随干扰强度的增加,更新速度减缓。火干扰后,喜光植物柴桦、兴安杜鹃、柳兰等侵入,增加了林下植被多样性,其中,中度/重度的柴桦、兴安杜鹃、柳兰在群落中占优势。4.火干扰后,草本层、灌木层、乔木层生物量的恢复时间分别为2个月、3-8年、30年。轻度/中度/重度火干扰后,凋落物现存量分别损失了 56.58%、87.23%、99.37%,30年内未恢复。5.未干扰的凋落物 TC、TN、TP 含量分别为 322.56～442.78g/kg、19.37～27.43g/kg、0.25～0.51g/kg,相比对照样地,轻度/中度/重度火干扰后,TP含量分别增加了 10～18%、33～75%、50～100%,TC和TN含量分别减少了 4～7%、10～16%、30～39%和8～11%、15～20%、40～52%。相比对照样地,轻度/中度/重度火干扰后,凋落物C/P分别下降了 5～19%、22～34%、36～60%。轻度火干扰后,土壤 TOC、TN、TP、TK、AP 含量分别上升30～33%、1～2%、2～9%、1～4%、15～17%,30年内恢复至火前水平;中度火干扰后,土壤TOC、TN分别下降了 11～18%、24～28%,TP、AP、TK、AN含量分别上升了 6～7%、15～16%、19～23%、2～4%,重度火干扰后,土壤TOC、TN、AP含量分别下降了 47～51%、21～24%、11～16%,TP、TK、AN含量分别上升了 33～35%、41～48%、29～34%,其中,AP含量30年内未能恢复,其他营养元素在30年内恢复至火前水平。火干扰后,土壤C/N上升了 48～53%、27～32%、1～2%、C/P下降了0～3%、6～8%、61～64%。火干扰加快了凋落物中磷元素的释放,促进了土壤氮和磷的矿化作用。6.轻度/中度火干扰后,细菌群落多样性分别降低了5～6%、9～10%,真菌群落多样性分别降低了7～8%、8～10%;重度火干扰后,细菌群落多样性降低了9～11%,以变形菌和绿弯菌为主,真菌群落多样性降低了 12～14%,以古根菌为主,除重度真菌外均能在30年内恢复。火干扰后,土壤固碳、木质素降解、有机氮的矿化作用和有机态磷的水解作用增强,反硝化作用减弱。林火对土壤碳、氮、磷循环有一定的积极作用。7.植被-土壤之间表现为正向互作效应:土壤中营养元素的积累有利于地表植被的生长和凋落物营养元素的积累,进而促进土壤养分的恢复;土壤微生物受到植被和土壤共同驱动,同时参与到养分循环中,促进了土壤和植被的恢复。其中,土壤TN、TOC、AP含量是植被恢复的主要驱动因子,土壤功能恢复受到乔灌草生物量、凋落物现存量及土壤微生物的群落结构的驱动。火干扰后,植被群落的恢复速度快于土壤恢复速度(演替协同度指数>1)。8.根据植物和土壤功能恢复的主要驱动因子,综合考虑不同强度火烧迹地的生境和自然演替规律,为了促进演替进程,提出抚育改造、人工促进天然更新、土壤调控、菌根菌剂等人工快速恢复和功能提升技术模式。