广西三门江松栎公益林可燃物处理前后的树冠火风险

广西三门江森林公园的松栎异龄林有着大量的地表可燃物和梯状可燃物,树冠呈连续分布,易发生树冠火。设计了5种方案来处理该区域5个样地的可燃物。处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ主要是砍除灌木和修剪小树,提升冠基高;处理Ⅳ除砍灌之外,去除了2/3的1、10h时滞可燃物;处理Ⅴ为处理Ⅰ+处理Ⅳ。针对桂中地区的气候和物候特点,设置了低、中、高3种燃烧条件。利用FCCS计算各种处理的火行为参数,参照Van Wagner树冠火模型,分析可燃物处理前后可能发生的林火的类型、强度,比较了几种可燃物处理方案在减少树冠火风险上的有效性。结果表明,就减少树冠火发生的有效性而言,处理Ⅴ>处理Ⅳ>处理Ⅲ>处理Ⅱ>处理Ⅰ。在低燃烧条件下,4种可燃物处理方案都可以将火行为降减为地表火。随着燃烧条件的提高,可燃物处理有效性下降。在高燃烧条件下,虽然可燃物处理可以降低火强度,但是,5种可燃物处理方案都不能避免树冠火的发生。

可燃物处理对大兴安岭地区主要林型火行为的影响

【目的】模拟研究不同强度的可燃物处理对大兴安岭地区典型森林的火行为影响,为开展可燃物管理提供科学依据。【方法】在2019年火险期,分别对大兴安岭地区兴安落叶松林、白桦林、兴安落叶松白桦混交林等天然林和兴安落叶松与樟子松人工林进行可燃物调查和清理。每种林型分别设置3块样地(20 m×20 m),每块样地再分别设置4块小样地(10 m×10 m)。对每块样地进行林分结构调查,然后对4块小样地分别进行可燃物处理,包括割除枯死灌木和草本、清理枯枝和地表凋落物等。按可燃物处理程度分为未处理、低、中和高强度处理4个等级。低强度处理后林内无易燃及枯死灌草、地表无大型可燃物(>10 h),可燃物梯最小高度为3 m,中强度处理后倒木、灌木及小乔木全部清除,高强度处理后地表存留可燃物不会支持火的持续燃烧和蔓延。调查可燃物处理后的可燃物空间分布。利用可燃物特征分类系统(FCCS)分别模拟各林分在火险期内一般天气情景和干旱情景下的火行为。一般天气情景下,模型输出的指数包括地表火蔓延速度、火焰高度和火强度指标;干旱情景下,模型输出指数为潜在地表火(火强度、火焰高度和蔓延速度)及潜在树冠火行为(树冠火发生指数、蔓延指数和蔓延速度指数)。【结果】模拟结果显示,低强度可燃物处理后,兴安落叶松天然林和人工林地表火蔓延速度分别降低51.6%和42.8%,火焰高度分别降低33.6%和39.4%,平均火强度分别降低22.8%和34%;而兴安落叶松白桦天然混交林、白桦林和樟子松人工林的火行为变化不明显。中强度可燃物处理后,兴安落叶松白桦混交林、白桦林、兴安落叶松天然林、兴安落叶松人工林和樟子松人工林的地表火蔓延速度分别降低29.4%、37.1%、79.1%、83.3%和19.7%,火焰高度分别降低33.3%、29.8%、67.2%、69.7%和38.1%。高强度可燃物处理后,兴安落叶松天然林、兴安落叶松人工林、兴安落叶松白桦天然混交林、白桦林和樟子松人工林平均蔓延速度分别降低95.3%、97.6%、85.7%、88.9%和77.6%,平均火焰高度分别降低93.1%、93.9%、92.6%、87.6%和87.3%。干旱情景下,5种林型地表火行为指标随着可燃物处理强度的增大而明显降低(P<0.01),白桦林无树冠火发生,其他4种林型树冠火发生可能性及蔓延速度随可燃物处理强度的增大而明显降低(P<0.01)。【结论】在一般天气情景和干旱情景下,中强度可燃物处理后,兴安落叶松白桦混交林、白桦林、兴安落叶松天然林和樟子松人工林的地表火蔓延速度均低于1 m·min^(-1),火焰高度低于1 m,兴安落叶松人工林的地表火蔓延速度和火焰高度分别低于人工0.1 m·min^(-1)和0.1 m;各林型地表火焰高度低,蔓延速度慢,易于直接扑灭;兴安落叶松白桦混交林和樟子松人工的树冠火发生降幅超过20%,兴安落叶松天然林和人工林地表火蔓延速度减少40%以上,树冠火发生可能降低30%。而高强度可燃物处理后,会影响森林结构及其功能,因此,针对当前主要林型进行中强度的可燃物清理,清理地表未分解的枯落物和易燃灌木草本以及树冠下空间易燃可燃物,就可以有效降低地表火蔓延速度和避免树冠火发生。

不同火控制政策下森林可燃物处理对大兴安岭林火情势的影响

随着气候变暖,近年来灾难性森林火灾频发,给森林资源和人们的生命财产造成重大威胁,如何降低森林火险是森林管理中需要面对的热点问题。本研究利用空间直观森林景观模型LANDIS模拟大兴安岭森林可燃物处理对林火情势的影响。根据两种火控制政策(现行灭火和不灭火)下是否进行可燃物处理,设计了4种模拟预案,其中可燃物处理预案包含9种可燃物处理方案,对应不同的可燃物处理方法(粗可燃物物去除、计划火烧、粗可燃物去除+计划火烧)、处理频率(低、中、高)和处理面积(大、中、小)。通过对火烧面积、不同强度火烧面积等进行评价,最终确定适合大兴安岭地区的森林管理方案。结果表明:长期灭火,使森林可燃物大量堆积,发生高强度火灾概率增加;在两种火控制政策下进行森林可燃物处理都可以减少高强度林火的面积,从而降低森林火险,但是,由于两种火控制政策下粗、细可燃物累积情况不同,在自然火情景下,频发的森林火灾导致细可燃物累积量少,每20年对10%的面积进行粗可燃物去除即可有效降低森林火险,但此处理方案在灭火情景下效果较差;最终确定适合于大兴安岭地区的森林管理方案为每20年对10%的面积进行一次粗可燃物去除+计划火烧处理,并继续实施灭火政策。本研究可以为大兴安岭地区的林火管理提供科学依据。

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。

林间可燃物的不同处理方式对土壤微生物的影响

由于防火林带的建立、可燃物的处理是人为干扰自然生态系统,这必将引起生态环境的响应,尤其是土壤环境。通过研究可燃物的不同处理方式前后土壤微生物量指标的变化,来综合评价可燃物不同处理方式对防火林带土壤环境的影响情况。

2008年中国南方冰雪灾害对夏季森林火灾的影响

分析了2008年初中国南方冰雪灾害对森林可燃物、火源、火环境和潜在火行为的影响,认为这场冰雪灾害使得夏季森林火灾发生的充分必要条件更加完备,近期和中长期的夏季均存在着非常大的火灾隐患,甚至存在着发生重大森林火灾和特大森林火灾的隐患。提出了提高认识、做好森林可燃物处理、严控火源、人工干预火环境、促进林分健康生长等建议,特别提出了与森林可燃物清理截然不同"森林可燃物处理"的技术措施,希望这一新的技术手段在实践中不断完善,尽量降低冰雪灾害所导致的夏季森林火灾这个"次生灾害"的危害。