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.     

大兴安岭呼中林区地表死可燃物含水量及其环境梯度分析

森林地表死可燃物含水量与林火行为密切相关,理解森林地表死可燃物含水量及其与环境因子之间的关系对于林火管理有重要意义。本文对大兴安岭呼中林区的不同植被类型内的地表死可燃物含水量,依据1 h、10 h和100 h分类标准进行了对比,结果表明：杨桦林和钻天柳林等2种阔叶林地表死可燃物含水量最高,而其他植被类型比阔叶林内地表死可燃物含水量低,且之间无显著性差异;对兴安落叶松不同林型内的地表死可燃物含水量进行比较,发现越桔兴安落叶松林内地表死可燃物含水量最高,其他林型比越桔兴安落叶松林低,且之间没有显著性差异。此外,利用除趋势典范对应分析对地表死可燃物含水量的环境梯度进行分析。结果表明：第1排序轴反映了坡位与海拔梯度,即热量因素,沿着第1轴从左到右海拔和坡位逐渐降低;第2轴反映了坡向和林分密度梯度,即水分因素。总体来说,坡位与海拔是影响森林地表死可燃物含水量的主要环境因子,二者综合作用表达了该地区森林地表死可燃物含水量的空间生态梯度。     

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。     

大兴安岭典型林分地表死可燃物含水率动态变化及预测模型

对春季和秋季大兴安岭地区西林吉林业局山杨-白桦混交林、落叶松林、樟子松林、落叶松-白桦混交林、白桦林5种典型林分不同坡位地表细小死可燃物含水率动态进行研究,构建了不同季节防火期、不同林分地表死可燃物含水率的预测模型,并分析了其预测误差.结果表明: 相同林分地表可燃物含水率在春季和秋季差异显著;在相同季节相同林分下不同坡位可燃物含水率存在差异.采用Nelson模型对地表死可燃物含水率预测的平均绝对误差(MAE)的平均值为0.13,略低于Simard模型(0.14),明显低于气象要素回归模型(0.25).Nelson和Simard模型的预测效果好于气象要素回归模型.秋季模型对地表死可燃物含水率的预测精度好于春季模型和春季秋季混合模型.     

以小时为步长的大兴安岭典型林分地表死可燃物含水率模型预测及外推精度

地表死可燃物含水率是火险天气和火行为预报中的重要指标.本研究基于时滞平衡含水率法(Nelson和Simard方法)及气象要素回归方法,于2010年9—10月对黑龙江省大兴安岭地区盘古林场不同郁闭度的山杨-白桦混交林、红皮云杉纯林,以及采伐迹地(原1∶1樟子松-白桦混交林)地表死可燃物含水率进行以小时为步长的连续测定,建立其预测模型,得到预测误差,并使用相应的模型对其他林分地表死可燃物含水率进行外推精度分析.结果表明:采用Nelson平衡含水率法构建的地表死可燃物含水率变化模型的平均绝对误差、平均相对误差和均方误差根(0.0154、0.104和0.0226)低于Simard法(0.0185、0.117和0.0256)和气象要素回归法(0.0222、0.150和0.0331).在外推效果方面,气象要素回归法的平均绝对误差、平均相对误差和均方误差根(0.0410、0.0300和0.0740)低于Simard法(0.610、0.492和0.846),但前两者均高于Nelson法(0.034、0.021和0.0660),说明以小时为步长的时滞平衡含水率法,尤其是Nelson法适用于大兴安岭地区所测林分.外推虽不能降低误差,但有助于提高现有模型应用至不同林分条件或大尺度范围内的地表死可燃物含水率预测精度和利用率.模型建模和外推误差与不同树种和郁闭度条件差异有关,研究时应根据不同林分和地点选择合适的平衡含水率模型.     

基于卷积神经网络及气象要素回归法的地表死可燃物含水率预测模型

地表可燃物含水率是森林火险等级和火行为变化的重要指标,其预测模型对于火险预测、火灾管理等具有显著作用。本研究基于蒙古栎及樟子松林地的野外气象因子以及地表死可燃物含水率数据,进行气象因子随机森林相对重要性排序以及皮尔逊相关性分析,并使用深度学习中的卷积神经网络以及气象要素回归法预测可燃物含水率。结果表明：野外蒙古栎的可燃物含水率显著高于樟子松。随机森林结果表明,对于可燃物含水率具有显著作用的因子排列顺序从大到小为湿度、温度、降雨、风速、太阳辐射;相关性分析表明,当日的温度、湿度、降雨对于可燃物含水率具有显著影响,同时,气象因子之间也存在一定的相关性。卷积神经网络模型对于蒙古栎及樟子松林地表可燃物含水率的预测R²分别为0.928、0.905,平均绝对误差(MAE)分别为6.1%、8.1%,平均相对误差(MRE)分别为8.9%、4.2%;气象要素回归法的R²分别为0.495、0.525,MAE分别为30.5%、39.5%,MRE分别为52.1%、32.6%,卷积神经网络模型精度显著高于气象要素回归法。研究表明,深度学习的卷积神经网络能够为今后的可燃...     

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...     

大兴安岭呼中林区地表死可燃物载荷量空间格局

利用地统计学方法,依据时滞分类标准对大兴安岭呼中林区地表死可燃物进行了对比研究.结果表明:一级地表死可燃物表现为强烈的空间自相关性,占总地表死可燃物载荷量的55.54%,平均载荷量为762.35gm-2,其载荷量的决定因素是林分因子和立地年龄;二、三级地表死可燃物的平均载荷量之和为610.26g·m-2,具有较弱的空间自相关性,其载荷量的决定因素为干扰历史.地表死可燃物类型和数量影响因素的复杂性和空间异质性是造成插值精度不高的主要原因,但采用实地调查数据,并结合地统计学方法,可快速准确地计算出地表死可燃物载荷量的空间分布格局,可间接为林业管理提供依据.     

不同烈度林火对油松林潜在地表火行为的影响

油松是我国华北地区代表性树种之一,含有丰富油脂,容易引发大面积高烈度森林火灾。阐明不同烈度林火对油松林地表可燃物负荷量和潜在地表火行为的影响,对于油松林林火管理具有重要意义。以辽河源自然保护区2014年不同烈度林火干扰后油松林分为研究对象,根据不同烈度(重度、中度、轻度)和对照(未过火)分别设置3块20 m×20 m样地,共12块样地,调查地表可燃物和林分结构指标,结合室内实验,利用BehavePlus 5.0软件进行潜在火行为模拟,探讨不同烈度林火5年后油松林地表可燃物负荷量和潜在地表火行为特点,并分析影响潜在地表火行为的主要因素。研究结果表明：(1)不同烈度林火之间,细小可燃物负荷量和地表可燃物总负荷量均不存在显著性差异(P>0.05)。(2)不同烈度林火后,在不同风速和可燃物含水率条件下,油松林潜在地表火蔓延速度、火线强度不存在显著性差异(P>0.05),单位面积发热量、火焰高度、反应强度存在显著性差异(P<0.05)。(3)不同烈度林火后油松林潜在地表火行为主要受油松更新幼苗基径、灌木负荷量、油松平均冠幅、上层枯叶负荷量、油松更新幼苗密度的影响。研究结果表明不...     

北京西山油松林可燃物调控的影响评价

森林可燃物调控及其影响评价研究是可燃物管理的基础,对减少火灾的发生具有重要的意义。在北京西山实验林场,选取华北地区典型针叶林-油松林(Pinus tabulaeformis),设立4块20m×20m样地,通过对林分可燃物分布特征的调查和分析,制定以修枝、割灌为主的调控措施,对比研究调控与未调控林分林下植被多样性和优势灌木的光合生理特性。研究结果表明:(1)不同油松林可燃物垂直分布特征表现为0—3m层可燃物负荷量最大(平均为1053.94 g/m2),且可燃物种类最多,随着高度的增加可燃物的负荷量均呈现减少的趋势。(2)调控林分林下优势灌木(主要为孩儿拳头和黑枣)最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率均比对照增加;而表观量子效率则减小。(3)不同的可燃物调控措施改变了林下植被多样性;不同调控措施的草本层物种丰富度、物种多样性、物种优势度以及物种均匀度均高于对照林分。由此可见,森林可燃物调控措施对林下植被多样性和优势物种的光合生理特性均有影响。研究结果可为森林可燃物管理提供科学依据。     

大兴安岭林区10小时时滞可燃物湿度的模拟

随着森林防火预报精细化的需求,小时尺度可燃物湿度的准确模拟成为火险预报的关键。利用2010年8月连续无降雨天气条件下我国大兴安岭林区10h时滞可燃物湿度和相应气象因子的半小时动态观测资料,从可燃物的失水和吸水过程对目前广泛使用的Fosberg模型和Van Wagner模型进行评估,进而发展了准确模拟10h时滞可燃物失水和吸水过程的可燃物湿度模型。结果表明:Fosberg模型对10h时滞可燃物的失水过程模拟较好(R²=0.96,P<0.01),而Van Wagner模型对10h时滞可燃物的吸水过程模拟较好(R²=0.83,P<0.01),但均不能独立地准确模拟10h时滞可燃物的湿度变化。通过分析可燃物失水与吸水过程,考虑可燃物在静风条件下的水汽交换,优化了Van Wagner模型参数,建立了综合反映可燃物失水与吸水过程的10h时滞可燃物湿度模型。据比较,该模型可准确地模拟10h时滞可燃物的湿度变化(R²=0.88,P<0.01),可为精细化火险预报提供技术支撑。     

Climate change,fuel and fire behaviour in a eucalypt forest

A suite of models was used to examine the links between climate, fuels and fire behaviour in dry eucalypt forests in south‐eastern Australia. Predictions from a downscaled climate model were used to drive models of fuel amount, the moisture content of fuels and two models of forest fire behaviour at a location in western Sydney in New South Wales, Australia. We found that a warming and drying climate produced lower fine fuel amounts, but greater availability of this fuel to burn due to lower moisture contents. Changing fuel load had only a small effect on fuel moisture. A warmer, drier climate increased rate of spread, an important measure of fire behaviour. Reduced fuel loads ameliorated climate‐induced changes in fire behaviour for one model. Sensitivity analysis of the other fire model showed that changes in fuel amount induced changes in fire behaviour of a similar magnitude to that caused directly by sensitivity to climate. Projection of changes in fire risk requires modelling of changes in vegetation as well as changes in climate. Better understanding of climate change effects on vegetation structure is required.     

基于FWI湿度码的塔河林业局地表凋落物含水率预测

加拿大火险天气指标系统(FWI)是目前世界上应用最广的火险天气系统,其可燃物含水率预测方法成为一种重要的研究方法.本文以黑龙江省大兴安岭地区塔河林业局典型林分为研究对象,通过野外地表凋落物含水率的连续观测,分析了凋落物含水率与FWI系统3个湿度码\[细小可燃物湿度码（FFMC）、枯落物下层湿度码（DMC）、干旱码（DC）\]之间的关系.结果表明： 对于研究地区8个样地单独取样的地表凋落物,用FWI系统的湿度码FFMC所建立的线性预测方程的平均绝对误差和平均相对误差分别为14.9%和70.7%,低于气象要素回归模型,说明采用FWI湿度码来预测地表凋落物含水率具有一定优势,可用于预测可燃物含水率,但这种优势是有限的.今后应加强对FWI系统在我国应用的修正工作,特别是雨后可燃物湿度码的修正.     

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。     

雷击火发生的影响因子与预测研究进展

雷击火是最重要的自然火源,由此引发的森林火灾给人类和生态环境都带来了巨大损失,各国都非常重视对其预测研究.本文以影响雷击火形成的主要因素为切入点,着重分析了云地闪特征、可燃物、气象和地形4个因素对雷击火形成、发展的影响及作用机理;在此基础上,对雷击火预测研究中广泛使用的Logistic模型、K-函数等数学方法进行总结和评述,并对美国、加拿大的雷击火预测方法和流程进行介绍,最后对以往研究中的不足之处提出了探讨性的解决方案,并对未来的研究内容和趋势进行了分析,以期对我国的雷击火预测工作提供必要的理论依据和文献参考.     

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。