昆明地区35种森林木本植物的燃烧性排序与分类

采用自行设计的燃烧试验装置对昆明地区35种森林木本植物的活枝叶进行燃烧试验,在测定和分析样品引燃时间、有焰燃烧阶段烟气温度变化和质量损失过程等基础上,提出了燃烧性参数,即单位质量可燃物在有焰燃烧阶段产生的烟气温升峰面积与引燃时间之比.根据该参数和引燃时间长短对35种植物的燃烧性进行排序和分类,采用2种方式对燃烧性排序的可靠性进行验证.结果表明,小白花杜鹃(Rhododendron siderophyllum)等14种植物为难燃类;水红木(Viburnum cylindricum)等5种植物为可燃类;圆柏(Sabina chinensis)等16种植物为易燃类.可燃类与易燃类间平均引燃时间相差36.2s,可燃类与难燃类间平均引燃时间相差276.7s,可燃类与易燃类占样品总数的60%,而难燃类占40%,难燃物种比例较小是昆明地区森林火灾多发的原因之一.     

以地表死可燃物评估八达岭林场森林燃烧性

森林燃烧性是森林火险评估的基础,也是制定营林防火措施的依据.以北京市八达岭林场18种主要森林类型的地表死可燃物为研究对象,分别以死可燃物负荷量、含水率及综合属性为分析依据,结合国内外最新研究成果、林场实际情况和样地调查,分别讨论并对比不同森林类型的燃烧性,并划分等级.研究得出,以地表死可燃物综合属性为分析依据,研究不同森林类型的燃烧性更符合林场实际情况,并以综合属性为依据绘制林场燃烧性等级图,同时,死可燃物负荷量和含水率的分析,可以为营林防火措施的制定提供理论依据.     

黑龙江省6种乔木叶片热解特性及气体释放特征

森林可燃物是森林火灾发生的基础,地表死可燃物是森林可燃物的重要组成部分,研究地表死可燃物的热解特性和气体释放对探究森林火灾对大气环境和碳平衡的影响及森林火灾的预防和扑救具有重要意义.本研究对黑龙江省6种乔木(樟子松、红皮云杉、水曲柳、胡桃楸、蒙古栎和白桦)地表凋落的叶片进行热重分析和气体释放分析,探究森林可燃物的热解过...     

海洋生物质的热解特性与动力学研究

以定生浒苔、漂浮浒苔、石莼、大叶藻、海带、龙须菜和裙带菜7种海洋生物质为研究对象,以1种草类生物质玉米秸秆、1种木质类生物质锯末为对照,用热重分析法对其热解过程及其动力学规律进行了研究。利用TG-DTG-DTA曲线分析了它们的基本热解特性。结果表明,整个热解过程主要为干燥失水、剧烈失重和缓慢失重3个阶段,海洋生物质的Tmax明显低于2类陆生生物质,而且大叶藻的热解稳定性相对较高,而漂浮浒苔的热解稳定性较低,燃烧特性较好。同时,用Coats-Redfern法求得相应的活化能E和频率因子A,发现3类生物质的热解反应机理函数不同。     

森林火灾碳排放计量模型研究进展

森林火灾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途径之一.森林火灾含碳气体排放对大气碳平衡及全球气候变化具有重要影响,科学有效地对其进行计量,对了解森林火灾在全球碳循环和碳平衡中的地位具有重要意义.本文从3个方面阐述森林火灾碳排放计量模型的研究进展： 森林火灾直接排放总碳和含碳气体计量方法;森林火灾碳排放计量模型的影响因子及计量参数;森林火灾碳排放计量中不确定性原因剖析.最后提出了提高碳排放计量定量化的3种路径选择： 利用高分辨率遥感数据、改进算法、提高森林火灾面积的估测精度、结合有效可燃物计量模型,提高估测可燃物载量的准确率;使用高分辨率遥感影像,并结合室内控制实验、野外试验与火烧迹地调查确定燃烧效率;通过大量室内燃烧实验和野外空中采样来确定排放因子和排放比.     

美国俄亥俄州南部两种不同间伐强度对森林可燃物载量和碳的影响(英文)

本研究的目的是测定两种不同间伐强度下(70%和50%),美国俄亥俄州南部橡树混交林森林可燃物(包括枯落物、木本、草本和倒木)碳储量和其燃烧后可能释放的碳量。研究结果表明枯落物和木本碳含量显著高于草本部分。在50%、70%间伐和对照中,森林枯落物分别占了总的橡树混交林可燃物碳储量的36.6%,50.9%和66.0%。粗木质残体分别占了58.4%,48.0%和32.6%。小的木本和草本在总的森林可燃物中占据很小比例。在50%、70%间伐和对照三种情况下,总的森林可燃物分别是54.07t/ha、41.98t/ha和20.73t/ha。如果对这些森林可燃物进行燃烧,50%、70%间伐和对照中,其森林可燃物将释放碳量分别为90.39t/ha、70.19t/ha和34.66t/ha。虽然它们之间没有产生显著的差异,但和对照进行比较,间伐后仍产生了较多的一、二级森林可燃物。在50%、70%间伐和对照中,分别产生了25.08t/ha、23.47t/ha和14.38t/ha一、二级的可燃物。计划用火在燃烧这些可燃物成分时,在50%、70%间伐和对照中,可能会分别释放41.93t/ha、39.24t/ha和23.55t/ha碳。此研究对使用计划用火来减少引起森林火灾的森林可燃物具有一定的意义。     

模拟地表火行为对燃烧剩余物水溶性碳氮的影响

燃烧剩余物是火烧迹地土壤表面必然存在的残留物,可以通过降水过程以及地表径流释放其所含有的矿物质和有机质至土壤生态系统,从而在一定时间内持续地对火后生态系统恢复过程造成影响。但不同火行为下,相同的可燃物所产生的燃烧剩余物可能具有不同的生态学功能,为了认知火行为对燃烧剩余物的影响,进一步了解二者对火烧迹地生态恢复过程中养分循环和能量流动的潜在影响,探究了火行为对燃烧剩余物水溶性碳氮化学计量特征的影响。以红松人工林地表可燃物为实验材料,通过设置不同坡度和含水率为火行为的驱动因子,进行了森林可燃物床层地表上坡火和下坡火的室内模拟燃烧实验。用独立样本T检验、单因素方差分析、多因素方差分析探究了火环境对燃烧剩余物水溶性碳氮和火行为的影响,用基于距离的冗余分析(db-RDA)探究了火行为对燃烧剩余物水溶性碳氮化学计量特征的影响。上坡火实验组的燃烧剩余物水溶性碳氮含量明显高于下坡火实验组(P<0.01);5°实验组中,燃烧剩余物的水溶性碳含量随着可燃物预设含水率的升高而升高(P<0.05)。进一步的数据分析发现火行为与燃烧剩余物水溶性碳氮化学计量特征关系密切,火焰宽度是影响燃烧剩余物水溶性...     

北京松山油松林地表可燃物负荷量的影响因素

森林地表可燃物是引起森林火灾的重要因素,研究森林地表可燃物负荷量的影响因子可以为森林可燃物管理提供科学依据。本文对北京松山自然保护区油松林地表可燃物负荷量与地形、林分和地被物因子进行相关性分析和逐步回归分析,通过方差分解计算3类影响因子对可燃物负荷量变化的贡献率。结果表明:(1)地表总可燃物负荷量与草本盖度呈显著负相关。地表活可燃物负荷量与海拔和灌木盖度呈显著正相关,与草本盖度呈显著负相关。地表死可燃物负荷量分别与郁闭度、林分密度和平均树高呈显著正相关,与海拔呈极显著负相关;(2)多元线性回归分析表明,用海拔、郁闭度和灌木盖度3个因子可较好地估算地表活可燃物负荷量;地表死可燃物负荷量可用海拔和郁闭度2个因子进行较好估算。(3)对地表活可燃物负荷量的解释力中,地被物因子林分因子地形因子,地被物因子与地形因子的交互作用贡献率最显著,与林分因子的交互作用贡献率次之。对地表死可燃物负荷量的解释力中,林分因子地形因子地被物因子,林分因子和地形因子的交互贡献率显著,与地被物因子的交互贡献率次之。不同类别地表可燃物的影响因子不同,在进行可燃物管理、森林防火和林分调控的过程中需有针对性。     

林火碳排放研究概况及展望

林火是森林生态系统中一种重要的自然干扰,它直接或间接地将森林生态系统固定的碳重新释放到大气中,从而影响森林生态系统的碳预算和碳平衡。因此,科学准确地计量林火碳排放量对制定科学有效的林火管理措施,充分发挥森林的碳减排增汇效应,减缓气候变化速率等方面具有重要的意义。本文从林火排放的含碳气体、影响林火碳排放的因素、林火碳排放估算模型、林火碳排放量的估算四个方面阐述了林火碳排放的最新研究进展,针对目前林火碳排放研究中存在的问题,提出了今后的研究方向:1)森林可燃物燃烧效率的调查和测定;2)可燃物载量和林火烈度空间数据库的构建;3)林火间接碳排放的计量;4)气候变化条件下,林火碳排放的计量。     

基于有害干扰的森林生态系统健康评价指标体系的构建

在分析国内外提出的众多森林生态系统健康评价指标的不足后,对评价指标进行研究和筛选。最终在森林生态系统健康评价指标体系的构建上提出了一个新的思路,即从森林火灾、林业有害生物、大气污染、人为有害干扰以及森林生态系统内部的增益干扰5个方面选取20个指标构建森林生态系统健康评价指标体系。其中森林火灾干扰包括平均降水量、平均气温、郁闭度、海拔、坡度、坡向、易燃树种的比例和林道距离8个指标,林业有害生物包括有害生物等级、危害程度和寄主树的比例3个指标,大气污染干扰通过叶片、土壤和污染物的分析测定,人为有害干扰包括森林经营措施、采伐措施和林下植被管理3个方面,而森林生态系统内部的增益干扰由物种多样性、群落结构和近自然度3个指标构成。同时对关键评价指标的意义进行了具体分析。此指标体系摒弃传统的评价观念,结合了近年来影响全国森林健康的几个重要原因,更能准确的反应目前森林生态系统的健康状况。研究思路和方法的提出在一定程度上可以丰富森林生态系统健康评价研究理论与方法体系。     

丰林自然保护区森林可燃物模型的建立

从潜在林火行为的角度出发,依据可燃物的关键参数,利用系统聚类方法在丰林自然保护区建立标准森林可燃物模型.结果表明:丰林自然保护区可建立3个标准可燃物模型,代表性植被类型分别为阔叶红松林(模型FL-Ⅰ)、云冷杉林(模型FL-Ⅱ)和杨桦林(模型FL-Ⅲ).依据可燃物的林分结构与组成、地表覆盖类型、水平与垂直连续性等,本研究建立的FL-Ⅰ、FL-Ⅱ和FL-Ⅲ模型与加拿大CFBPS可燃物分类系统中的C-5、C-2和D-1模型相似.3个标准可燃物模型的地表和垂直结构特征,可为野外工作者判定可燃物模型提供帮助.     

基于文献计量的森林和草原可燃物含水率研究

伴随着全球气候变化,世界范围内森林、草原火灾频发,在破坏自然生态系统的同时,也带来一系列的经济损失,甚至危及生命安全。探究森林和草原可燃物含水率能够预测火的发生和蔓延,从而规避火灾风险。以Web of Science数据库核心合集中相关文献为数据源,基于CiteSpace 5.7.R2对获取的题录信息进行计量分析。研究表明：(1)研究历程可分成3个阶段,缓慢发展阶段、快速发展阶段和波动增长阶段;这一方向是生态学、地理学、环境科学等多学科的交叉领域,具有一定的空间维度和实际应用性;美国的研究实力在世界各国中最强,我国则有较大的进步空间。(2)森林和草原可燃物含水率相关研究在研究方法上以遥感反演为主流研究方法,气候变化是最常见的研究视角,植被或枯落物的可燃性是研究的核心内容,美国西部是研究最多的区域,火灾科学是最主要的应用领域。(3)当前的研究前沿主要有3个方面,大尺度的全球火险预测研究、对可燃物可燃性的多维度分析、基于MODIS反演可燃物含水率。     

6种北京常见草本植物燃烧性分析与评价

地表层植被是影响绿地火灾蔓延的关键因子之一。为探究北京常用地表层草本植物的燃烧性,助力绿地生态防护功能的提升建设与管理,本研究以涝峪薹草、青绿薹草、山麦冬、马蔺、鸢尾、野牛草为对象,在重点防火期对叶片燃点、燃烧时间、热释放速率等燃烧特性指标,叶片含水率和粗脂肪含量等理化指标,叶片厚度、单位载量等生物学特性指标进行测定,采用基于主成分分析法的熵权法和K-mean聚类分析对其燃烧性进行综合评价。结果表明：叶片厚度和燃点所占权重最高,对综合燃烧性的影响最大;热释放速率峰值和点燃时间权重最低,对综合燃烧性的影响最小。6种草本植物的燃烧性由强至弱依次为：野牛草>青绿薹草>山麦冬>涝峪薹草>马蔺>鸢尾。燃烧性聚类分析表明,野牛草、青绿薹草和山麦冬的燃烧性为Ⅰ级,燃烧性最强;涝峪薹草的燃烧性为Ⅱ级;马蔺和鸢尾的燃烧性为Ⅲ级,燃烧性最差。作为用量极大的野牛草、青绿薹草和山麦冬,在冬春季的防火需要引起重视。     

内蒙古大兴安岭森林可燃物燃烧释放PM2.5中水溶性离子排放特性

研究森林可燃物燃烧释放的细颗粒物(PM_2.5)的排放因子对于揭示森林火灾对大气和生态系统的影响至关重要,而水溶性离子是细颗粒物的重要化学成分,对颗粒物的形成具有重要意义。利用自主设计的生物质燃烧系统,模拟内蒙古大兴安岭5种典型乔木(蒙古栎、白桦、兴安落叶松、黑桦、山杨)的3种组成部分(树干、树枝、树皮)及其地表死可燃物(凋落物层、半腐殖质层、腐殖质层)以及3种典型灌木(平榛、二色胡枝子、兴安杜鹃)树枝燃烧,采用ISC1100离子色谱分析仪测定2种燃烧状态(阴燃和明燃)下PM_2.5中水溶性离子(Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、F^-、Cl^-、NO₃^-、NO₂^-、SO₄^2-)的排放因子。结果表明:乔木所有组成部分及其地表死可燃物和灌木树枝燃烧所排放PM_2.5中检测到的水溶性离子,阴燃以K⁺、Cl^-和Na⁺为主要组分,明燃以K⁺、Cl^-和SO₄^2-为主要组分。不同燃烧状态下相同乔木树种及其地表死可燃物和相同灌木排放PM_2.5中检测到的水溶性离子总量均存在显著差异。灌木树枝在阴燃期间PM_2.5中水溶性无机离子的排放因子比明燃更高。乔木释放的PM_2.5中阳离子与阴离子的比率为1.26,地表死可燃物为1.12,灌木为2.0,表明颗粒物呈碱性。内蒙古大兴安岭的森林大火不会通过释放水溶性离子导致生态系统的酸化。     

森林可燃物及其管理的研究进展与展望

森林可燃物是森林生态系统的基本组成部分, 是影响林火发生及火烧强度的重要因素之一, 因此, 受到国内外学者的广泛关注。该文从以下4个方面综述了国内外可燃物研究的最新进展: 森林可燃物特性, 森林可燃物类型与火行为, 森林可燃物类型、载量的调查与制图, 森林可燃物管理。同时提出了我国森林可燃物今后的研究方向: 开展多尺度可燃物研究; 可燃物类型与火行为的研究; 把以试验观测为基础的静态研究与以空间技术和生态模型为基础的动态预测相结合, 研究可燃物处理效果; 全球气候变化背景下可燃物处理与碳收支。     

浅谈生物防火林带是加强森林防火工作的重要举措和有效途径

本文从林火发生的机理看,火源、可燃物和火环境为燃烧的三要素,缺一不可。根据生物防火林带对火源和可燃物的控制和火灾的减免,指出了生物防火林带是加强森林防火工作的重要举措和有效途径。     

黄土高原子午岭大披针苔草能量与养分特征

森林地表死可燃物是引起森林火灾的重要原因,掌握森林地表死可燃物载量的分布,对预防火灾和可燃物管理有重要意义.依据1 h、10 h和100 h分类标准,对呼中林区的不同林型内的地表死可燃物载量进行了对比分析.结果表明:樟子松林内死可燃物总载量最高,偃松林内的最低;对不同类型兴安落叶松林群落的地表死可燃物进行比较,发现笃斯越桔-兴安落叶松林内死可燃物总载量最高,而泥炭藓-杜香-兴安落叶松林的最低;此外,相关分析表明,兴安落叶松死可燃物总载量与平均胸径、平均树高、草本盖度、凋落物厚度呈显著的正相关,与坡向、腐殖质厚度等因子呈显著负相关;多元线性回归分析表明,用兴安落叶松林的凋落物厚度、草本盖度、平均树高因子可较好地估算地表死可燃物总载量,进而为森林可燃物的管理和指导森林防火提供科学的依据.     

气候变暖背景下内蒙古大兴安岭林区森林可燃物干燥状况的变化

可燃物湿度是评价林火发生危险程度的最直接指标.林火的发生和蔓延很大程度上受气象条件的制约,气候变暖对林火产生重要影响.利用每日气象数据和加拿大火险天气指数系统(FWI),计算了1972～2005年内蒙古大兴安岭林区森林可燃物的3个湿度码,即细小可燃物湿度码(FFMC)、半腐层湿度码(DMC)和干旱码(DC);并分别春季防火期、秋季防火期及夏季非防火期,研究了3个湿度码长时间序列的变化趋势,在此基础上分析了气候变暖背景下林区可燃物干燥状况的变化及对林火的影响.结果表明:1972～2005年FFMC、DMC和DC的季节性均值都呈增加趋势,且夏季FFMC和DMC增加趋势显著;这意味着1972～2005年可燃物的干燥状况呈增加趋势,其中夏季非防火期表层和半腐层可燃物的增加趋势显著.可燃物干燥状况的增加,特别是夏季可燃物干燥状况的增加,是近些年林区夏季雷击火灾频发的主要原因之一.半腐层和深层可燃物干燥状况的增加,会加大火灾控制和火场清理的难度.在未来更暖的气候条件下,林区可燃物的干燥状况会变得更加严峻.     

模拟不同森林可燃物处理对大兴安岭潜在林火状况的影响

大兴安岭林区50年来实施的森林防火政策导致森林火烧轮回期延长,可燃物累积,所以需要将森林可燃物的管理纳入到森林防火政策中。本研究构建10种可燃物处理预案,5种为计划火烧预案（PB02, PB04, PB06, PB08, PB10）,另5种为机械清除+计划火烧预案（PR02, PR04, PRP6, PR08, PR10, 用无处理预案(notreat)作对照。采用空间直观森林景观模型LANDIS,从火烧面积、不同强度火烧面积和林火强度动态特征来说明不同可燃物处理预案的长期效果（300年）。结果表明,计划火烧虽然可以减少总火烧面积,但随着处理面积的增加,减少幅度不大,对于降低高强度火烧面积效果不显著;机械清除+计划火烧可以有效地减少火烧面积,降低火烧强度 ［将高强度火(4、5级)降低为低强度火(1、2级)］。建议森林可燃物处理必须长期进行,以达到降低林火强度、减少灾难性火灾发生的机率的目的。     

基于不同空间尺度遥感影像估算森林叶面积指数的差异

地面测量点对遥感像元的代表性如何,怎样获取像元的相对真值,多大的空间分辨率可以真实地反映森林区域的叶面积指数(LAI),这些都是定量遥感中的重要问题.本研究计算LAI-2200和TRAC两种冠层分析仪测量的空间范围,并结合GF-2(4.1 m)、Sentinel-2(10 m)、Landsat-8(30 m)3种不同空间分辨率遥感影像,找到各尺度下像元的相对真值,在保持真值观测面积和遥感获取面积一致的条件下,基于一元指数和多元回归模型,对比分析不同空间分辨率影像对估算森林LAI的影响,并对3种影像模型进行30和100 m尺度下的检验以及各自数据集的空间代表性评价,比较得出最适合表达研究区域森林LAI的尺度.结果表明:对于森林来说,高分辨率并不一定能充分反映森林LAI.基于3种分辨率影像的统计模型都能很好地估测森林LAI,其中,基于Sentinel-2的反演精度最高,基于GF-2的反演精度最低.30和100 m尺度下的检验结果表明,基于GF-2反演模型高估了森林LAI,基于Landsat-8的反演模型低估了森林LAI,基于Sentinel-2分辨率的统计模型可以很好地估测研究区域森林LAI.