基于数据集重构与Logistic回归的林火预测研究

以大兴安岭地区呼玛县为例,采用过采样、欠采样、混合采样以及人工合成等数据平衡方法对林火数据集进行重构,然后分别应用二项Logistic回归模型进行拟合。选择平均预测效果最佳的数据平衡方法,对全样本数据进行重构和建立模型,同时利用标准化回归系数法对各气象因子的相对重要性进行研究。结果显示,综合随机划分的10个样本共计40个平衡数据集,就拟合优度来说,过采样、混合采样和人工合成数据集差别不大,三者略大于欠采样数据集;就预测精度来说,过采样数据集﹥混合采样数据集﹥人工合成数据集﹥欠采样数据集,其中前三者差别不大,但明显大于欠采样数据集。计算各气象因子的标准化回归系数结果,FFMC、日最小相对湿度、DC绝对值最大,分别为0.771、0.720、0.527。本文通过过采样、混合采样及人工合成数据方法所得平衡数据集的拟合效果较好,其中以过采样数据集平均预测准确率最高,可用于该地区林火数据集重构及建立模型,各气象因子中,FFMC、日最小相对湿度、DC是影响研究区林火发生的主要驱动气象因子。

北京西山林场侧柏林可燃物含水率及林火预测

以北京西山林场侧柏林为研究对象,对选择林分的特征进行调查,经内业试验对侧柏林地表细小可燃物含水率进行测定,选择通过Pearson相关性分析呈显著的气象因子为拟合变量建立细小可燃物含水率模型,根据引燃试验建立地表火发生概率模型,同时结合Cruz树冠火发生模型,利用实际气象条件对地表火与树冠火发生概率的动态变化进行分析。结果表明:侧柏林细小可燃物含水率模型预测效果较好;防火期内,侧柏林发生地表火的概率较大,而不同样地发生树冠火的概率差别较大,在风速较大时发生树冠火的概率较大。

北京西山林场侧柏林潜在地表火行为及树冠火转化比率研究

以北京西山林场侧柏林为研究对象,对选择林分的特征进行调查,经内业试验对可燃物理化性质进行测定;通过系统聚类,将样地划分为若干个主要类型;运用BehavePlus软件,采用自定义可燃物模型的方式,研究不同风速、坡度、可燃物含水率对侧柏林地表火行为特征的影响及不同类型样地树冠火转化比率。结果表明:通过系统聚类,西山林场侧柏林样地划分为3种类型,不同类型的样地林分因子差异较大;侧柏林样地地表火蔓延速度、火线强度、火焰高度与10 m高空风速、坡度呈显著正相关,与可燃物含水率呈显著负相关,单位面积发热量与可燃物含水率呈负相关关系;树冠火转化比率和10 m高空风速呈显著正相关关系,而与可燃物含水率呈显著负相关关系。本文不同类型侧柏林潜在地表火行为与树冠火转化比率差异较大,可为研究区林火预防与扑救、防火资源的有效配置提供科学依据。

北京山区主要针叶林可燃物空间连续性研究——可燃物垂直连续性与树冠火发生

以北京山区主要针叶林(侧柏林和油松林)为研究对象,通过对林分中乔木、灌木、草本和枯枝落叶层的可燃物负荷量进行调查与分析,定量研究了森林可燃物的垂直分布规律。根据各可燃物种类负荷量垂直分布和树冠火发生的关系,建立了可燃物垂直连续性指数和评估等级,对2个针叶林的树冠火发生的危险性进行了评估与分析。结果表明:侧柏林发生树冠火的可能性较高,油松林相对较低;从垂直连续性指数看,侧柏林为1.002,高度连续,油松林为0.893,中度连续;侧柏林发生树冠火的危险性大于油松林,说明该指标能较好地描述和解释针叶林的可燃物垂直连续性及树冠火发生的危险性。

北京山区主要针叶林可燃物空间连续性研究——可燃物水平连续性与树冠火蔓延

以北京市山区主要针叶林(侧柏林和油松林)为研究对象,通过对林分树冠可燃物的负荷量、结构、理化性质及火行为特征进行分析,建立了树冠可燃物水平连续性指数D和评估等级,并对侧柏林和油松林的可燃物水平连续性进行评估与分析。研究结果显示:可燃物负荷量对火蔓延速度的影响显著,随可燃物负荷量增大,火蔓延速度增加,增加幅度受到可燃物紧密度的影响;风速对火蔓延速度的影响十分明显,对可燃物水平连续性的影响程度大于坡度;相同风速下,油松林树冠火的蔓延速度大于侧柏林;侧柏林D的平均值为1.470(高度连续),油松林D的平均值为0.933(中度连续),侧柏林树冠火蔓延的危险性大于油松林,一旦发生火灾,侧柏林比油松林更容易形成大面积高强度树冠火;D的主要影响因素是针叶树种树冠负荷量及其空间分布,以及风速和坡度及其协同作用。

北京喇叭沟门林区森林燃烧性及防火区研究

该文根据北京市怀柔县喇叭沟门自然保护区的自然条件和森林分布状况 ,对森林和林区植被的易燃特性进行了研究和分析 .选取了植物 (树种 )组成、郁闭度、林分年龄、森林类型、坡向、坡度、海拔高度等 7个林分因子作为燃烧性分量 .通过对各小班的燃烧性综合指标的计算、排序 ,划分了 5个森林燃烧性等级 .并在此基础上 ,对喇叭沟门乡进行了防火区划分 。

华北落叶松人工林林缘草本可燃物研究

该文通过对华北落叶松人工林易引发森林火灾的林缘地带进行的样带调查 ,研究林缘下草本可燃物的分布规律 ,分析不同方向林缘、不同修枝高度对林缘下枯草可燃物的影响 ,同时探讨枯草负荷量和火焰高度之间的关系 .结果表明 ,该地区华北落叶松人工林林缘采取 2 .5m高的修枝措施 ,可有效防止树冠火的发生 .

区域生态安全格局:设计原则与方法

区域生态安全格局概念的提出为区域生态恢复和生物保护提供了整体性对策。基于这一概念及其理论基础 ,提出了区域生态安全格局设计的初步原则和方法。通过对景观生态规划原则的增补 ,确定了区域生态安全格局的设计原则。根据区域生态环境问题和人类干扰的特点 ,综合集成了基于格局优化、干扰分析 2种规划途径和地理信息系统、空间模拟和预案研究等多种方法 ,形成了区域生态安全格局设计的方法框架。该方法突出体现了区域生态安全格局注重针对性、区域性、系统性和主动性的特点 ,满足了适应性生态系统管理的需求 。

植被光能利用率研究进展

光能利用率是表征植物固定太阳能效率的指标,指植物通过光合作用将所截获/吸收的能量转化为有机干物质的效率,是植物光合作用的重要概念,也是区域尺度以遥感参数模型监测植被生产力的理论基础。传统的研究方法是通过生物量收获法分别确定植物生长和辐射量,求年或生长季比值;涡度相关技术作为目前直接测定植被冠层与大气间的CO2和水热交换量的唯一方法,使从冠层到景观水平的光能利用率估计成为可能。由于植被类型的差异和气候环境的综合影响使光能利用率表现出显著的空间异质性和时间动态性。在全球尺度上,利用耦合大气CO2观测、卫星遥感和大气辐射传输模型的反演模拟,发现净初级生产力的光能利用率存在明显的地理分异。影响光能利用率时空变异性的因子包括植物内在因素(如叶形、叶羧化酶含量)和外在环境因素。针对光能利用率的时空特征及其波动,建立在通量观测及模型分析基础上的跨尺度模拟,将成为今后该领域的研究重点。

四川省森林火灾与气象因子的关系

【目的】研究四川省近30年森林火灾重灾区火灾发生与气象因子的关系。【方法】对四川省21个地区的森林火灾发生情况进行统计分析,将其划分为重度火灾、中度火灾和轻度火灾3个火灾区域;基于1979-2008年的森林火灾数据和气象数据,通过相关性分析、主成分分析、回归分析,探讨重灾区火灾发生与各气象因子的关系。【结果】四川的森林火灾主要集中在凉山州、攀枝花市和甘孜州,其年均火灾面积分别为2 866.99,1 141.84和1 129.00hm2,发生火灾次数占到全省的61.6%,火灾面积占到全省的92.4%;在火灾重灾区,风速、日照时数、降水量与林火的发生呈显著相关;各个地区森林火灾的发生都有各自的主导气象因子,并且随时间的发展随机变化,在某些年份火灾的发生可能是某些极端气候所导致。【结论】四川省森林火灾的发生总体上随时间推移呈现下降的趋势,重灾区森林火灾与风速、日照时数、降水量呈显著线性相关。

北京地区主要针叶林易燃可燃物垂直分布

为研究易燃可燃物负荷量及空间分布对林火种类、火行为等的影响,该文以北京市八达岭林场4种针叶林型为研究对象,比较4种林分相同垂直层面和不同空间层次上的易燃可燃物负荷量及分布,分析不同林分的火种类、林火行为和森林火险,并基于林分总负荷量评估森林燃烧性。结果表明:侧柏林易发生高强度林火,由于冠层易燃可燃物较少,可以发生树冠火,但不利于蔓延;油松林不易发生地表火,因为地表可燃物清理迹象严重,但一旦起火,易形成蔓延速度较快的树冠火;华山松林可以发生火灾并形成中强度地表火;华北落叶松林可以发生地表火,但树种本身难燃,在极端环境条件下,可以发生树冠火。4种林分的燃烧性为:侧柏林>油松林>华北落叶松林>华山松林。

大岗山林区几种常见灌木生物量估算与分析

以江西省大岗山年株林场常绿阔叶林、人工杉木林、天然毛竹林3种典型森林类型为研究对象,调查研究了10种分布较广泛的灌木树种的高度、基径、冠幅范围和干湿比,通过回归分析构建各物种以植冠面积(A)、植株体积(V)、基径与株高乘积(DH)、基径平方与株高乘积(D2H)等为自变量的最优器官和全株生物量模型,并用最优模型对不同森林类型下这10种灌木生物量情况进行了研究。结果表明,单一物种器官和全株生物量最优模型多为二次或者三次方程,叶生物量最优模型采用的自变量多为V或者A,干、枝最优模型采用的自变量多为DH、D2H或者V,根最优模型采用的自变量多为D2H和V,全株生物量最优模型采用的自变量多为D2H或者V。常绿阔叶林、人工杉木林、天然毛竹林下这10种灌木的总生物量分别为1 284.38、1 088.08、968.13 kg·hm-2。

北京喇叭沟门自然保护区的建立与功能区划分

喇叭沟门林区是北京市最大的天然林区 ,在此建立自然保护区可以有效保护原生性蒙古栎林和胡桃楸林 ,保护 99种濒危植物 ,保护密云水库的水源涵养林和森林旅游资源 .喇叭沟门自然保护区设计总面积 1 6 6 82 .4hm2 ,其中核心区面积 5 2 0 0 .8hm2 ,缓冲区面积 5 1 1 3.3hm2 ,试验区面积 6 36 8.3hm2 .保护区内森林面积 96 2 3.4hm2 .行政范围包括孙栅子、胡营子、北辛店、四道穴。

气候变化对云南省森林火灾的影响

火灾是森林生态系统最重要的自然干扰因子,森林火灾的发生与气候变化有着十分密切的关系,对森林和人类造成了严重危害。本文在将云南省划分为5个生态区的基础上,选取了年均风速、年均气温日较差、年均湿润系数作为气象要素指标,年森林受害率作为火灾指标,对1982—2008年云南省各生态区气象因子与森林火灾之间的关系进行了研究。结果表明:1)1982—2008年各生态区气候因子变化趋势明显,年均湿润系数、年均风速变化较为同步,整体上呈显著下降趋势,年气温日较差变化存在非同步性。2)1982—2008年各生态区年森林受害率均呈现出反曲线式的显著下降趋势,年森林受害率随时间变化且呈显著的S函数关系。3)不同生态区气象因子对森林受害率的影响不同,年均风速和年均气温日较差对年森林受害率的影响较大,而年均湿润系数对年森林受害率的影响较小,应用逻辑斯蒂回归模型可以很好地解释年森林受害率与气象因子之间的关系。4)由于植被类型、地形地貌等下垫面性质的差异,不同生态区森林火灾受到气候因素的影响程度不同,在生态Ⅰ区,植被类型为热带雨林、海拔较低、人为干扰因素较大,气候变化对森林火灾的影响相对较小,在生态Ⅴ区,植被类型为寒温带针叶林、海拔较高、人口干扰因素较小,气象因子对森林火灾的影响相对较大。森林火灾的发生应是各影响因子协同作用的结果,因此,在进行森林防火区划时,按照生态区划分更为合理,可以为防火部门提供科学的防火决策和管理依据。

北京地区主要乔木树种的抗火性分析

以北京地区的17种主要乔木树种为研究对象,利用主成分分析法对影响树种抗火性的4项理化性质指标(绝对含水率、热值、灰分含量、抽提物含量)和9项生物学及生态学指标(物候期、树冠浓密度、叶子特征、树皮状况、萌芽力、幼年生长速度、自然整枝度、地被物结构和林分卫生状况)进行了分析,并对各树种抗火性进行了综合评价。结果表明:17种乔木的抗火性能由强到弱依次是榆树、栾树、暴马丁香、柳树、核桃楸、刺槐、杨树、糠椴、黑桦、小叶朴、山杏、元宝枫、辽东栎、白梨、华山松、华北落叶松、油松。其中,榆树、栾树、暴马丁香、柳树和核桃楸的抗火性较强;油松、华北落叶松、华山松、白梨、辽东栎和元宝枫的抗火性较弱;而刺槐、杨树、糠椴、黑桦、小叶朴和山杏的抗火性居中。

北京喇叭沟门自然保护区森林景观多样性研究

该文以北京喇叭沟门自然保护区为研究对象 ,借助地理信息系统 (GIS)手段 ,对其森林景观特征及多样性进行研究 .结果表明 ,喇叭沟门自然保护区森林景观以蒙古栎 (Quercusmongolica)林、山杨 (Populusdavidiana)林为主体 ,但因人为破坏等原因 ,灌木林和非林地景观类型亦占较重要的位置 .保护区的 3个功能区中 ,核心区景观破碎化程度低 ,缓冲区景观破碎化程度相对较高 。

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。

基于GIS的景观格局对云南省森林火灾的影响

【目的】研究景观格局对森林火灾的影响,为深入研究森林景观对林火干扰的抗性和控制的机制奠定理论基础。【方法】以云南省为研究区,依据森林防火条例结合研究区实际情况对森林火灾进行等级分类。对遥感影像进行前期预处理以及重分类,得到云南省土地利用分类图。利用Arc GIS格网法对其格网化,选取7种景观指数(板块数量、平均斑块面积、板块密度指数、蔓延性指数、景观丰度、斑块丰度密度指数和香浓多样性指数)并计算,利用相关性分析及Bootstrap显著性检验方法对云南省森林火灾面积与景观指数的关系进行研究。【结果】2005—2008年云南省共发生火灾1 457起,其中重大火灾98起。在边长为10 km的格网中,随着针叶林、阔叶林、草地和灌木的平均斑块面积增大,发生高等级森林火灾的概率增大;针阔混交林、河流和水体反之。在100 hm^2以上的森林火灾中,斑块丰度密度指数、蔓延性指数、景观丰度、香农多样性指数、斑块密度指数、斑块数量与森林火灾面积的相关系数分别为-0.022,0.300,0.253,-0.333,-0.360,-0.302,其中蔓延性指数、香农多样性指数、斑块密度指数和斑块数量显著相关。根据Bootstrap显著性检验得出,在(0,1]hm^2森林火灾中,蔓延性指数与森林火灾面积的相关性在0.01水平上可信;在(50,100]hm^2的森林火灾中,蔓延性指数和香农多样性指数的Bootstrap显著性在0.01和0.05水平上可信。随着森林火灾向≥100 hm3以上转变时,香农多样性指数对火面积的负相关达到最大值,负相关系数为-0.333,并在0.01水平上显著。【结论】1)针叶林、阔叶林、草地和灌木平均斑块面积的增大对森林火灾蔓延有促进作用,针阔混交林、河流和水体平均斑块面积增大则对森林火灾蔓延有抑制作用;2)在(0,1]hm^2森林火灾中,香农多样性指数、景观丰度和蔓延性指数对火灾面积的影响程度依次降低;在(50,100]hm^2森林火灾中,蔓延性指数、香农多样性指数和斑块数量对火灾面积影响程度依次降低,以上排序可通过Bootstrap显著性检验;3)香农多样性指数、斑块数量和斑块密度的相关系数随着火灾等级(面积扩大)提高向更高的负相关转化,对森林火灾面积的抑制作用逐渐增加。相反,蔓延性指数的相关系数随着火灾等级提高逐渐向正相关发展,对森林火灾面积变化起到促进作用。以上景观指数对100 hm^2以上的森林火灾面积变化的影响程度最为明显。

火干扰及环境因子对油松林林下植被的影响

为研究火干扰及环境因子影响下油松Pinus tabulaeformis林林下植被的变化,以河北省平泉县辽河源森林公园人工油松林火烧迹地为对象,根据烧伤程度不同,划分为轻度、中度、重度3个火烧强度级别,设置重复3个·样地-1,并分别设置了对照样地(未过火林地),通过对不同火烧强度样地植被与环境因子进行调查,采用冗余分析(RDA)分析了环境因子对林下植被的影响,并探讨火烧迹地的林下植被恢复特征。结果表明:1火烧后林下植被的生长受树木死亡率和坡向的影响比较大,坡位和坡度对林下植被重要值几乎没有影响。2火烧过后植物种类均有所增加,草本种类和灌木种类的重要值发生了不同程度的变化,重度火烧迹地增加幅度最大,与对照相比,草本种类从15种增加到26种,灌木种类由3种增加为6种。3随着火烧强度的增加,林下植被的丰富度指数(R)和多样性指数(H)呈增加趋势(P<0.05),均匀度指数(J)递减(P<0.05)。火烧后林下植被的生长与变化,受林火因子与地形因子的共同影响,且火烧在一定程度上有利于林下植被的生长。

镜泊湖熔岩台地种子植物区系调查分析

经野外调查,已知镜泊湖熔岩台地有野生种子植物81科270属493种,其中裸子植物1科1属1种,被子植物80科269属492种。本区地理成分比较复杂,属、种分别具有13个和22个分布区类型,均以温带成分占绝对优势:温带分布属188属,占总属数的84.68%;温带分布种394种,占总种数83.83%。