帽儿山地区典型地表可燃物含水率动态变化及预测模型

【目的】可燃物含水率预测是林火预报研究的重要内容,其中地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质含水率在一定程度影响了林火垂直蔓延的持续性及地下火发生的可能性,含水率变化主要是受天气状态和地形特征的影响,而我国关于半腐殖质和腐殖质含水率动态变化及其预测模型的研究较少,分析红松蒙古栎针阔混交林下的地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质3层可燃物含水率的动态变化,对建立我国林火预报系统有指导作用。【方法】本研究对帽儿山地区红松蒙古栎典型针阔混交林下的地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质含水率进行每日监测,同步监测林分内气象数据,统计分析气象要素和3层可燃物含水率的相关性,选择气象要素回归法建立3层可燃物类型的含水率预测模型。【结果】在整个监测期内,地表细小可燃物含水率波动最大,最小值为10.99%,最大值为253.30%;半腐殖质次之,最小值为19.21%,最大值为238.07%;腐殖质含水率最稳定,最小值为48.45%,最大值为193.83%,波动最小。地表可燃物含水率变化对气象因子的响应最敏感,多与当日或前一日气象因子相关,半腐殖质次之,腐殖质含水率仅与空气温度相关;建立3种可燃物含水率气象要素回归预测模型,其中地表细小可燃物、半腐殖质和腐殖质的含水率预测模型平均绝对误差和平均相对误差分别为22.2%、23.5%、17.1%和7.1%、14.8%和23.4%,以MRE为15%为界限,细小可燃物和半腐殖质含水率预测模型精度均能达到林火预报精度,腐殖质含水率预测模型精度较差。【结论】综合分析可得,3层可燃物在防火期内有被引燃,进而发展为森林火灾的可能,在今后的林火预报工作中,还应该注意地下可燃物,包括半腐殖质和腐殖质含水率的预报。

老爷岭典型林分内地表不同层可燃物含水率动态变化及湿度码预测模型适用性

森林地表不同层可燃物含水率对林火的垂直蔓延和地下火的发生具有重要影响。加拿大火险等级系统是目前使用最广泛的火险等级系统,其中3个湿度码模块分别代表不同层可燃物湿度。研究地表不同层可燃物含水率动态变化,使用湿度码预测不同层可燃物含水率,并对其适用性进行分析,对可燃物含水率预测及火险预报研究有重要意义。以黑龙江省老爷岭生态定位站的蒙古栎-红松针阔混交林和白桦林内凋落物、半腐殖质、腐殖质为研究对象,在春季防火期以日为步长,连续监测3层可燃物含水率动态变化,计算得到3个湿度码:细小可燃物湿度码(FFMC)、腐殖质湿度码(DMC)、干旱码(DC),并进行可燃物含水率预测适用性分析。结果表明:蒙古栎-红松针阔混交林、白桦林内凋落物含水率动态变化与FFMC、DMC呈显著相关;半腐殖质与3个湿度码都呈显著相关;腐殖质仅与DC呈极显著相关。使用湿度码进行凋落物含水率预测时,使用非降雨数据预测效果优于使用全部数据,使用降雨数据预测效果最差;对于半腐殖质,使用湿度码进行预测时,是否区分降雨对预测精度没有显著影响;对于腐殖质,使用降雨数据无法建立与湿度码之间的线性关系。湿度码法预测可燃物含水率精度略低于气象要素回归法,但在含水率较低时,湿度码预测效果更符合实际火险需要。以后研究中,应从湿度码尺度模型、机理对湿度码进行修正。提高地表不同层含水率预测精度,对可燃物含水率研究和火险预报具有重要意义。