气候变化背景下云南省林火演变特征及规律研究

全球气候变暖背景下,森林火灾频发,探究气候变化与森林火灾的关系有利于开展森林火灾防控工作。选择云南省1980-2020年的森林火灾次数、过火面积和极端气候事件年份,分析森林火灾发生规律、极端气候年份之间及其与普通年份林火发生情况的组间差异;并选择聚类分析法划分森林火灾形势等级,以及应用马尔科夫链研究各等级转移规律和预测2023-2027年各年不同等级发生的概率。结果表明:云南省林火演变特征表现为火灾次数与过火面积变化相关系数为0.931;火灾次数时间序列断点分别为1989年、2012年;1980-1989年厄尔尼诺年与拉尼娜年的火灾次数存在显著差异(Sig.<0.05),但过火面积无显著差异(Sig.>0.05);1990-2012年火灾次数与过火面积均存在显著差异(Sig.<0.05);其他情况无显著差异(Sig.>0.05);K-聚类划分森林火灾形势为Ⅰ级(轻度)、Ⅱ级(一般)、Ⅲ级(中度)、Ⅳ级(高度)、Ⅴ级(极高度)5个等级,Ⅰ、Ⅱ级相互转移的概率约占全部转移事件的78%,Ⅰ~Ⅲ级相互转移的概率高于90%。2023-2027年云南省森林火灾形势等级为Ⅰ~Ⅴ级的概率分别在0.683~0.702、0.251~0.253、0.036~0.048、0.003~0.006和0.007~0.012,云南省未来5年森林火灾形势总体平稳,发生Ⅰ~Ⅱ级的概率高于93%,Ⅳ~Ⅴ级的概率低于2%。该结论可为气候变化下森林火灾管理及防控提供理论支撑。

森林火灾烟气蔓延及成分研究进展

森林火灾中的烟气蔓延是一种极其复杂多变的过程,受多种环境因素影响,具有突发性和多变性等特点,会加剧林火发展的不确定性,降低逃生机率、造成人员伤亡,加大林火扑救工作的困难程度。选取风速、地形、温度等影响指标,分析森林火灾烟气蔓延及各指标对森林火灾烟气蔓延的影响,综合各评价各指标的影响。结合目前火灾烟气监测的科学技术装备,提出加强烟气监测、被困人员逃生等应对策略。

交错区可燃物和火行为研究进展

我国年均森林火灾次数多、受害面积大、扑救困难,严重影响着我国生态安全和林业发展。林灌交错区是森林火灾蔓延的快速通道,它也是导致飞火次数和火强度增加、火灾范围扩大的重要因素。研究林火交错区内可燃物载量和含水率计算、预测方法,林火蔓延机制,交错区蔓延路径和火行为模型原理,可为延缓森林火灾蔓延和森林火灾防控提供科学有效的技术支持。

基于缓冲区分析的云南省文山州森林火灾分布研究

为研究文山州森林火灾分布特征,选取2012-2019年文山州森林火灾数据,采用ArcGIS的缓冲区分析与叠加分析方法探究居民点、道路、水系、GDP与森林火灾的关系,绘制火点分布图,建立居民点缓冲区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区,道路缓冲区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区,水系缓冲区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区,和4个GDP缓冲区,剖析云南省文山州森林火灾分布特征。结果表明:文山州道路缓冲区Ⅱ区、居民点缓冲区Ⅱ区、水系缓冲区Ⅲ区、GDP缓冲区Ⅰ区发生森林火灾的次数最多,火灾风险等级最高;2012-2015年和2016-2019年森林火灾次数在居民点、道路和水系缓冲区内均服从正态分布,道路、居民缓冲区Ⅱ区森林火灾次数分别占60.28%、62.30%,53.73%、59.01%,缓冲区Ⅰ、Ⅲ区均在28%以下;水系缓冲区Ⅲ区分别占37.85%、39.34%,其他区域呈阶梯式下降,2012-2015年文山州水系缓冲区林火次数Ⅱ区>Ⅳ区>Ⅰ区,2016-2019年Ⅳ区>Ⅱ区>Ⅰ区。2012-2019年平均火灾下降率排序为GDP缓冲区>水系缓冲区>居民点缓冲区>道路缓冲区。GDP缓冲区Ⅱ区、居民点缓冲区Ⅲ区、水系缓冲区Ⅰ区森林火灾数量下降率最高,分别是89.74%、83.67%、80%。因此,森林火灾防控管理优先级为道路缓冲区>居民点缓冲区>水系缓冲区>GDP缓冲区;可优先考虑道路缓冲区Ⅱ区、居民点缓冲区Ⅱ区、水系缓冲区Ⅲ区、GDP缓冲区Ⅰ区的森林火灾防控。研究可为文山州及云南省森林火灾防范提供技术支持。

云南省森林火灾时空聚集性研究

基于云南省1990-2017年的火灾数据和气象数据,应用SaTScan 9.4进行林火空间聚集性分析,并通过ARMA模型预测研究区内2020-2025年森林火灾发生次数。结论表明:时间尺度上云南省林火次数随年份增加而逐渐减少,云南省林火主要集中在1-5月;空间尺度上云南省森林火灾主要聚集在中部、西北部、西南部地区;ARMA预测模型得出2020-2025年云南省森林火灾多于2017年火灾次数,但总体呈下降趋势。通过该研究可以更好地掌握林火聚集性规律,为森林管理部门防控工作提供一定的理论支持。

柞木燃烧蔓延规律及释烟特性研究

【目的】灌木林内植被生长连续、多藤蔓附生,在垂直、水平方向分布紧密,可燃物负荷量大,燃烧蔓延速率快、火强度高。柞木是云南省典型灌木林植物代表,开展燃烧蔓延及释烟特征研究可为灌木林火防治提供科学依据,减少灌木林火发生频率,保护森林资源。【方法】以云南省局部山地地形、柞木植被数据为基础,利用Fire Dynamics Simulator(FDS)建立微观山体柞木林模型,设置5种坡度(0°、15°、25°、35°、45°)、2个火源位置(火源1、2分别位于坡度15°、0°),分别模拟4种风速(0 m/s、1.5 m/s、2.5 m/s、3.5 m/s)条件下柞木林火燃烧,研究柞木林火燃烧蔓延规律、温度变化趋势、CO浓度、CO_(2)浓度、烟气流速、烟气热辐射。【结果】微观柞木林模型燃烧约100 s趋于稳定,风速≤2.5 m/s的初始燃烧阶段,坡度15°与25°、35°与45°区域燃烧温度几乎同时达到反应温度300℃,柞木林火在以上连续坡度范围内蔓延速度更快;火源1为起火点时,25 s内,3.5 m/s风速时坡度15°区域为主要蔓延位置;平地内燃烧温度可达2000℃、烟气热辐射量为1500~1700 kW/m^(2)、烟气流速约15 m/s,均高于其它坡度;下山火受逆风影响蔓延较为困难,风速3.5 m/s时下山火发生概率较小;在柞木林火模拟过程中,烟气流速与坡度呈负相关,坡度增加风速降低,烟气流速越小;烟气热辐射的初始上升速率较为缓慢,150 s左右数值变化趋于稳定。【结论】FDS软件模拟微观柞木林模型燃烧与实际火灾发生蔓延状况大致相同,可作为森林火灾燃烧蔓延规律及烟气释放特征研究的有力工具。模拟结果可为柞木林火预防、扑救提供科学指导,有效提高森林防火的工作效率。

基于自适应模糊神经网络的滇中灌木林火灾发生预测研究

滇中地区原植被破坏严重,易燃灌木连片生长。全球气候变暖加剧,以灌木林为主的森林火灾频发,因此预测灌木林火对保护滇中地区森林资源有着重要作用。以云南省滇中地区1999—2019年灌木林火发生及其对应的气象数据为基础,选择自适应模糊神经网络推理系统(Adaptive Neuro Fuzzy Inference System,ANFIS)、逻辑斯蒂回归模型(Logistic Regression,LR),利用MATLAB、SPSS 25等软件,建立基于气象因子的滇中地区灌木林火发生预测模型,其中70%数据用于建立模型,30%用于模型检验。研究结果表明:通过主成分分析,将9个气象因子形成3个主成分作为ANFIS模型输入因子,3个主成分能解释9个气象因子77.663%的信息;LR模型经过多重共线性检验,依据VIF<10,得出24小时降水量、平均2分钟风速、日平均相对湿度、日最小相对湿度为LR模型的自变量输入。由2种模型的气象因子筛选结果可知,影响滇中地区灌木林火发生的主要影响因子为温度、风速、湿度。对比ANFIS,LR模型拟合结果,ANFIS模型训练集准确率大于LR模型12%,测试集准确率高于LR模型10%。ANFIS模型训练集、测试集AUC值分别为0.961,0.884;LR模型训练集、测试集AUC值分别为0.875,0.816。对比2种模型拟合结果,利用ANFIS模型建立滇中地区气象因子与灌木林火发生模型具有更好的适应性。研究结果能可为滇中地区灌木林火灾预测提供一定的科学依据。

微型消防站在民族村落中的应用

民族村落是历史文化遗产,村落中人员素质、火灾荷载、火源复杂等问题导致火灾频发、损失严重。微型消防站是消防灭火救援机构的有效延伸,能够及时快速的扑救初期火灾。从微型消防站在民族村落的应用现状和设置必要性,提出两大意识重要性、科学规划各项制度、完善站内设备和人员设置,以及增加村民收入,提高居民防护意识和消防装备使用能力等措施。探讨微型消防站在民族村落火灾防范中应用和普及,并体现火灾防范作用以保护村落。

森林火灾烟气监测装备研究进展

森林火灾释放大量成分复杂、有害物质含量极高的烟气,加速了全球变暖,影响了大气成分变化,破坏了生态环境以及威胁了人类健康。高新技术的发展及其被应用于森林火灾烟气监测装备,使得林火烟气监测精度逐步提高。以天-空-地一体化监测体系为基础,结合国内外研究从航天监测、航空巡护、近地面监测3个层面分析卫星、载人飞机、无人机、摄像头、雷达以及多传感器融合技术的应用及研究进展,进一步提出优化监测体系、改进烟雾相关算法。

互联网技术在微消防宣传的应用

网络发达的当今时代,传统消防宣传方式已经无法满足新时代需求,消防知识宣传方式急需顺应时代潮流应用互联网技术进行创新和改革。在新时代背景下阐明互联网平台的优势,以一种全新的方式将消防知识融入到生活、工作的方方面面,使人们在生活、工作中学习消防知识,提高消防安全意识,掌握火灾自救逃生能力,以减少火灾发生及其带来的危害和损失。

名山景区微型消防站配备与选址研究综述

名山景区内人流量大、火种监管难,导致景区火险增高、火灾损失严重。微型消防站具备消防基本功能,且安装便利,可在早期消灭火灾或缓解火势蔓延。根据调查情况和相关规范,依据火险等级、景区知名度、水源距离、人口活动密度、交通便利度等指标构建微型消防站装备等级配备标准,并结合各项指标和微型消防站装备等级,应用模糊综合评判法遴选出最佳放置微型消防站的地址及分布密度,实现灭火救援范围全覆盖,达到防火控火的目的,为景区可持续发展提供一定科学支撑。

不同添加剂对聚氨酯泡沫材料阻燃性能的影响

为研究不同添加剂对聚氨酯泡沫材料阻燃性能的影响,对磷酸、硼酸、杨梅单宁阻燃剂3种添加剂处理后的聚氨酯泡沫材料与标准样分别测定氧指数、热值、烟密度等级和热稳定性,并以层次分析法评价阻燃性能优劣。结果表明:4种材料PUF STD、PUF PA、PUF BA、PUF FR的OI、CV依次分别为34.71%、38.59%、35.88%、37.86%,17.4023、16.7037、15.3197、15.0397kJ/g,燃烧时均少烟,热稳定性排序为:TS PA>TS STD>TS FR>TS BA;采用层次分析法分析3种添加剂对聚氨酯泡沫材料阻燃性能的影响顺序由优到劣为:PUF PA>PUF FR>PUF BA>PUF STD。该结论可为聚氨酯材料阻燃添加剂的选择提供参考方向。

基于互联网+的继续教育交互式翻转微课体系构建

在“互联网+”时代,单一的教学方式不足以支撑继续教育。将“互联网+”、交互式翻转微课交叉融合构建综合性、多元化的教学体系,基于360°绩效法的模糊综合评价法、“OBE”理论,分别从教师和学生两个维度探索西南林业大学继续教育的教学评价体系。

新工科背景下的实践教学多元精细化考核体系构建

为有效提升高等教育教学质量,实现培养应用型技术人才的目标,必须建立科学合理、切实可行的实践教学考核评价体系。通过分析传统实践教学考核方法的弊端,从课前准备、“双师型”教师、合作培养、教学考核、综合考核等方面构建多元精细化发展性评价体系,以提升实践教学质量,培养更多的应用型高素质创新人才。

新工科背景下高校实践育人路径的多元协同与联动融合研究

新时代背景下传统教学模式无法为社会主义现代化建设提供多数量、高质量的人才。从新工科背景下高校实践育人的重要性出发,分析传统教学模式存在的问题,提出实践育人新体系的多元协同和联动融合的优化路径,构建协动链、协动网,从体系重构、评价体系优化、保障机制、动力机制、共享机制5各方面研究,为新工科背景下高校实践育人提供新路径,以满足新工科背景下的人才需求。

滇中云南松林地表可燃物含水率预测模型

云南松针叶富含油脂,防火期含水率低,是滇中地区林火主要地表可燃物。在2020年防火期持续采集滇中地区云南松林地表可燃物含水率数据,使用相关性分析、公因子方差、膨胀系数和多重预测回归模型,探究地形、气象、林分等因子与含水率的关系,利用离差标准化法调整模型系数及完成模型精度评价。结果表明:云南松林地表可燃物含水率影响因子排序为温度>湿度>风速>坡向>郁闭度>坡度>海拔>风向,坡向、林分郁闭度指标方差膨胀系数VIF>10,存在共线性;因此选择温度、湿度、风速、坡度、海拔构建含水率预测回归模型E_(1),k、s、g代表云南松枯枝、松针和小灌枯枝-枯草,Y_(k1)、Y_(s1)、Y_(g1)平均拟合度为74.35%,平均误差率为32.06%,误差率偏高。以强相关(r>0.70)因子温度、湿度、风速为自变量重构含水率预测增强回归模型E_(2),其Y_(k2)、Y_(s2)、Y_(g2)平均拟合度为83.99%,平均误差率为17.09%,其拟合度、误差率均优于E1。在E2基础上选择具有现实意义的弱相关性因子坡向、坡度、海拔、郁闭度为调整因子,并运用离差标准化法转化为系数,构建含水率预测系数校正回归模型E_(3),其Y_(k3)、Y_(s3)、Y_(g3)平均拟合度89.72%,平均误差率为8.48%。E_(3)精度优于E_(1)、E_(2),其Y_(k3)、Y_(s3)、Y_(g3)拟合优度分别提升9.69%、2.11%,4.84%、10.77%,8.41%、4.33%,误差率降低15.65%、6.89%,11.24%、13.69%,18.01%、5.24%。增加校正系数可提高模型预测精度,同时模型因子易获取,便于林火管理者野外快捷、精准、实时预测滇中云南松林地表可燃物含水率,为林火防控提供技术支持。

森林火灾产物影响植物种子萌发响应机制研究

全球极端气候变化显著,高温干旱天气增加,导致森林火灾频发,影响生态环境稳定。林火及火后产物作为外源刺激会促进或抑制植物种子的萌发,不同萌发状态影响火后生境质量恢复。文中梳理森林火灾产物与种子萌发实验研究,阐述林火产物组成及物化作用,分析热激、烟熏和火烧灰刺激下不同科属种子发芽率的变化,探究森林火灾产物对植物种子萌发机制的影响及其作用,总结不同条件下种子萌发的响应状态,以期为制定森林火后生境恢复及树种更新策略提供参考。