江西南昌活可燃物含水率动态变化和预测模型

【目的】随着全球气候变暖,树冠火和极端火行为频繁发生,森林活可燃物含水率研究越来越受重视。然而,由于活可燃物含水率动态变化要比死可燃物含水率动态变化复杂,除气象要素外,还受本身理化性质的影响严重,因此目前关于活可燃物含水率的研究却很少。江西省森林资源丰富,森林火灾频发,但关于活可燃物含水率的研究几乎没有。【方法】以江西南昌3种典型活可燃物:毛竹、杨梅和油茶为研究对象,在防火期内以日为步长监测其含水率动态变化情况,并同步监测气象要素,分析活可燃物含水率与气象要素、湿度码的相关性,并基于逐步回归,分别建立气象要素预测模型和湿度码预测模型,比较了模型预测精度。【结果】1)监测期内,3种活可燃物被引燃的可能性由高到低依次为毛竹、油茶和杨梅;2)当日和前一日空气温度与杨梅和油茶活可燃物含水率呈极显著正相关,毛竹仅与前一日空气温度呈正相关。3种活可燃物含水率随着当日和前一日相对湿度、当日降水量的增加极显著增加。风速对所有活可燃物含水率动态变化没有显著影响;3)基于气象要素的活可燃物含水率预测模型中当日相对湿度均为预测因子,线性回归模型平均绝对误差和平均相对误差变化范围分别为10.590%~15.745%和7.171%~12.914%,非线性回归模型的平均绝对误差和平均相对误差变化范围分别为为9.844%~12.657%和6.830%~10.370%;对于湿度码预测模型,仅细小可燃物湿度码进入模型,线性回归模型的平均绝对误差和平均相对误差变化范围分别为10.259%~16.732%、6.960%~13.931%;非线性回归模型的平均绝对误差和平均相对误差变化范围分别为10.696%~31.285%、8.040%2~2.010%。【结论】不论预测是因为气象要素还是湿度码,都是线性回归模型更适于预测江西活可燃物含水率,结果可为江西活可燃物含水率研究提供基础数据和借鉴。今后还需要结合土壤含水量、自身理化性质等进行研究,提高活可燃物含水率预测精度。

大兴安岭6种活森林可燃物含水率的测试与研究

采用常规方法对大兴安岭地区６种活可燃物含水率进行测定，得出活可燃物含水率和取样日期的函数关系，建立了活可燃物含水率动态模型．通过模型分析，活可燃物含水率在春季防火期内随着生长日期的增加而增加，因此有逐日降低火险的作用．

云南3种乔木防火期内含水率变化及预测模型

乔木是森林可燃物重要部分,乔木叶片含水率预测是森林火险预报和火行为预报系统的重要任务之一。为了探究乔木叶片含水率变化规律及影响因子,对云南昆明3种典型乔木叶片的含水率变化进行研究。在侧柏(Platycladus orientalis)、云南松(Pinus yunnanensis)和华山松(Pinus armandii)林分内设置样地,于2014年2月19至5月29日进行为期100d的连续野外含水率观测,并同步监测样地内气象因子,分析了昆明地区3种主要乔木叶片在防火期内含水率的动态变化及影响因子,并建立了每种乔木可燃物类型的含水率变化预测模型。结果表明:1)防火期内3种乔木活可燃物的最低含水率都<130%,有发生树冠火的潜力。3种乔木的燃烧性由大到小依次为:侧柏、云南松、华山松。2)日平均湿度、降雨量及前5日降雨量对3种乔木活可燃物含水率都有显著影响。3)3种乔木可燃物含水率预测模型的平均绝对误差及平均相对误差的范围分别为8.4%～15.9%、6.3%～10.3%。研究结果为我国林火预测预报系统研究提供基础资料和科学依据。

黑河地区8种乔木含水率季节变化及影响因素分析

通过对黑河地区落叶松、红松等8种乔木含水率的测定,描述了该8种乔木含水率季节变化,分析含水率与影响因子间的关系。结果表明:(1)活可燃物含水率主要受自身生理机制影响,植物种之间含水率差异较大。水冬瓜、黑桦含水率持续高于250%,属于难燃树种;落叶松、红松含水率持续高于200%,并且最低含水率高于130%,属于不易燃树种;偃松、樟子松、油松和蒙古栎含水率平均值低于200%,属于易燃树种。(2)可燃物含水率与日最高气温、土壤含水率、5天前累加降雨量和日照时数四个因子关系显著。

帽儿山地区10种灌木生长期内含水率变化及预测模型

通过2010—2011年两年的连续观测,研究了帽儿山地区10种典型灌木生长期内含水率的动态变化及其影响因子,并建立了灌木含水率预测模型.结果表明:10种灌木生长期内的最低含水率都高于100%.在展叶期后到落叶期之前,大部分灌木含水率都超过200%.其中,瘤枝卫矛、珍珠梅和接骨木在整个生长期内不易燃;暴马丁香、东北山梅花、乌苏里绣线菊、金银忍冬、长白忍冬、栓翅卫矛和小叶鼠李在萌芽期和落叶期内可燃,在展叶期到落叶前期不易燃.土壤含水率和日最高气温对多数(7种)灌木的含水率有影响,林冠干旱指数则对部分(5种)灌木含水率有影响.所建立的线性预测模型中,9个模型可以解释超过35%的含水率变差.模型的平均绝对误差(MAE)和平均相对误差(MRE)分别为35.9%和13.4%.

植被含水量高光谱遥感监测研究进展

植被含水量是陆地植被重要的生物物理特征,其定量遥感反演有助于植被干旱胁迫的实时监测与诊断评估。该文系统综述了国内外利用高光谱遥感评估植被水分状况的4个常见植被水分指标——冠层含水量、叶片等量水厚度、活体可燃物湿度和相对含水量的概念及其遥感估算方法研究进展,评述了植被含水量高光谱遥感估算各类方法的优缺点,探讨了植被含水量高光谱遥感估算目前存在的问题,并提出进一步的研究任务,即服务于植被干旱胁迫的高光谱遥感监测、预警与评估。

Theory and Applications of Ignition with Variable Activation Energy

The determination of critical conditions for thermal ignition of combustible materials has been traditionally studied by the use of one overall reaction with bounded parameter values for the activation energy and other chemical constants, Significant errors can occur in the values of the threshold parameters for ignition when there are two (or more) simultaneous reactions present with distinct values of the chemical constants. Recent work with simultaneous parallel reactions showed the thresholds for ignition could be lowered in this case. In this paper, motivated by experimental results for forest litter and coal, it is shown that for sequential reactions (different values of parameters in different temperature ranges) that the threshold conditions are changed (safer for lower ambient temperatures and less safe for higher ambient temperatures). The mathematical analysis is summarised and a detailed analysis is given for the forest litter and crushed coal applications. The experimental results show that variable activation energy does occur and that this extension of the classical Frank-Kamenetskii theory is needed. Here the analysis is confined to the slab geometry only but the ideas developed can easily be extended to more general systems, including those involving mass transport, consumption, and phase changes.