江苏省林地细小可燃物载量分布图的研建

地表细小可燃物是引发林火,影响林火蔓延速度、火强度、火焰长度以及能量释放的重要因素,研建细小可燃物载量分布图,对森林防火预测预报、可燃物清理、护林巡护、林火蔓延模型的组建具有重要意义。以江苏省森林资源管理“一张图”图斑作为本底数据,利用第一次全国自然灾害综合风险普查构建的模型参数,采用模型测算、归一化处理、聚类和加权平均等方法。建立了图斑、重点区域、行政村、行政乡镇等四种类型的细小可燃物载量等级分布图。分布图以矢量图形式呈现,包含了行政单位、地理位置、载量、指数、等级等各种属性因子,成为江苏省森林防火数据底座的基础参考图层。

地表细小可燃物含水率实测值与自动测量仪器值的比较和校正

为检验可燃物含水率自动测量仪器的准确性,利用仪器所得含水率数据和人工实测含水率数据,结合环境因子和仪器的工作原理分析造成误差的原因,找寻校正方法,提高仪器的准确性。该研究以哈尔滨市3种典型林分地表死可燃物作为研究对象,布设新一代含水率自动测量仪器获取含水率数据和气象数据,结合野外人工实测含水率数据进行对比分析。通过建立线性与非线性回归模型的方法对仪器数据进行校正,最后检验模型的外推性,确定校正方法。结果表明,(1)仪器数据与实测数据之间的差异主要来自系统误差,造成的原因是网兜上所附着的水分等杂质。这主要与林内复杂的环境和仪器的工作原理有关,需要通过模型进行校正;(2)气象因子对仪器测量含水率数据与人工实测数据之间的显著差异也产生一定影响;(3)2种校正模型中,只有线性回归模型具有良好的校正效果和外推性,可以对仪器测量含水率数据进行校正,校正后的数据满足精度要求。可燃物含水率自动测量仪器存在一定的误差,导致其与人工实测数据存在显著差异。可以通过线性回归模型进行校正,校正后的仪器数据满足测量的精度要求,提高了仪器测量含水率数据的准确性。该研究可以为今后进行快速和准确的火险预测预报提供重要的技术支撑。

内蒙古大兴安岭根河林业局主要可燃物类型地表细小可燃物特征及其影响因素

【目的】细小可燃物是森林地表可燃物的重要组成部分,对地表细小可燃物开展研究,对预防林火发生和森林可燃物管理工作具有重要的现实意义。以内蒙古大兴安岭根河林业局主要可燃物类型为研究对象,对该林业局地表细小可燃物特征及其影响因素进行研究。【方法】基于不同细小可燃物的载量、表面体积比、含水率、热值、灰分特征,使用方差分析、冗余分析方法分析该林业局主要可燃物类型的地表细小可燃物特征及其与环境因子之间的关系;通过随机森林和聚类分析方法,对不同可燃物类型的燃烧性进行排序。【结果】根河林业局主要可燃物类型凋落物层可燃物的表面积体积比、载量、含水率之间存在显著差异(P<0.05)、草本可燃物的热值之间存在极显著差异(P<0.01)、杂乱物1 h时滞可燃物的表面积体积比、载量、热值、含水率之间存在显著差异(P<0.05);草本可燃物的载量、热值、含水率受环境因子影响较大,凋落物层和杂乱物1h时滞可燃物的载量和热值受环境因子影响较大;根河林业局主要可燃物类型的燃烧性从高到底依次为:山杨林、草类-兴安落叶松林、柴桦-兴安落叶松林、杜鹃-白桦兴安落叶松混交林、樟子松人工林、杜香-兴安落叶松林、白桦林。【结论】根河林业局主要可燃物类型的地表细小可燃物特征之间绝大多数都存在显著差异(P<0.05);凋落层的可燃物载量最高,草本可燃物的载量较低,杂乱物1 h时滞可燃物的含水率较低;环境因子对细小可燃物的载量和热值的影响较大;山杨林、草类-兴安落叶松林、柴桦-兴安落叶松林的细小可燃物燃烧性最高,杜鹃-白桦兴安落叶松混交林的燃烧性较高,樟子松人工林、杜香-兴安落叶松林、白桦林的燃烧性一般。

3种天然混交林林下细小可燃物负荷量调查与分析

以松江河林业有限公司3种天然混交林为研究对象,对不同龄组林下地表细小可燃物负荷量进行调查与分析。结果表明:3种森林类型林下地表细小可燃物总质量138.5万t,森林火灾发生风险依次为针叶混交林>阔叶混交林>针阔混交林,森林火灾蔓延风险依次为阔叶混交林>针阔混交林>针叶混交林;5个龄组中森林火灾发生风险依次为中龄林>成熟林>过熟林>近熟林>幼龄林,森林火灾蔓延风险依次为成熟林>中龄林>近熟林>过熟林>幼龄林。对不同森林类型、不同龄组内林下地表细小可燃物分区施策,可有效降低森林火灾的发生风险。

温度对细小可燃物平衡含水率和时滞的影响

采用预处理法,对棋盘山2个常见树种油松、蒙古栎林下细小可燃物的失水过程进行了研究。通过回归分析,建立了相关的模型。结果表明:在75%湿度、不同温度梯度(15、20、25、30、35℃)下,各细小可燃物的平衡含水率和时滞都不同程度受到温度的影响。表现为:平衡含水率与时滞随温度的升高而降低,温度与枯枝和树皮的平衡含水率、时滞分别为二次函数和三次函数关系;与油松落针的平衡含水率和时滞分别为三次函数和四次函数关系。

几种细小可燃物失水过程中含水率的变化规律

对樟子松落叶、水曲柳落叶、水曲柳细、粗枝在Z0℃、78％相对湿度条件下的失水过程进行测定．获取相应过程动态方程所需参数——平衡含水率和水份交换导度。据此建立了相应条件下4种可燃物含水率时间动态方程。介绍了有关计算方法。并对平衡含水率Mc及比例系数片进行了讨论.为林火预测预报提供了理论基础。

不同距离气象数据对细小可燃物含水率预测模型精度的影响

为研究不同距离气象数据对细小可燃物含水率预测模型精度的影响,对2010年春、秋季防火期大兴安岭地区塔河县盘古林场的樟子松Pinus sylvestris var.mongolica林、兴安落叶松Larix gmelinii林和白桦Betula platyphylla林等3种林分下细小可燃物含水率进行连续的观测,同时采集试验期内的气象数据构建细小可燃物含水率预测模型。结果表明:利用盘古气象站数据构建的气象因子中,日降水量(R)和前n d降水量之和(Ran),以及前n d平均相对湿度(Han)(n=1~2)显著正相关,春季和秋季分别与日最高气温(Tmax)和连旱天数(d)显著负相关;利用距离实验地较近的盘古气象站的气象数据所建模型精度优于距离较远的塔河模型,模型的平均绝对误差(EMA)和平均相对误差(EMR)分别降低了2.7%和22.6%(P<0.01)。从细小可燃物的异质性和模型的精度来看,在建模气象数据的采集中,应重视气象因子时间和空间尺度的选取,以确保模型精度。

云南松林细小可燃物层燃烧初始蔓延速度的初步研究

为研究云南松林细小可燃物含水率、载量对燃烧初始蔓延速度的影响,用自行设计的燃烧床对不同含水率的可燃物进行了7次燃烧试验,通过分析试验过程中各测定的温度变化曲线,提出了可燃物层燃烧初始蔓延速度的计算方法,即试验台水平方向上两热电偶的距离除以两热电偶测到最高温的时间差,计算和分析表明,云南松林细小可燃物层燃烧的初始蔓延速度随可燃物含水率的增加而下降,可燃物的载量对初始蔓延速度影响不大,含水率为7.64%的云南松林细小可燃物的初始蔓延速度为0.020 0～0.023 1 m/s,平均为0.021 6 m/s,该速度接近云南松林细小可燃物层在森林防火期的最大初始蔓延速度。

华山松林细小可燃物层燃烧初始蔓延速度的初步研究

用自行设计的燃烧床研究了华山松林细小可燃物含水率、载量对燃烧初始蔓延速度的影响,通过分析试验过程中各测点的温度变化曲线,提出了可燃物层燃烧的初始蔓延速度的计算方法,即试验台水平方向上两热电偶的距离除以两热电偶测定到最高温的时间差;华山松林细小可燃物层燃烧的初始蔓延速度随可燃物含水率的增加而下降,载量是影响华山松林细小可燃物燃烧初始蔓延速度的一个重要因素,含水率为5.68%的华山松林细小可燃物的平均初始蔓延速度为0.0227m.s-1,该速度接近华山松林细小可燃物层在森林防火期燃烧的最大初始蔓延速度。

云南松林凋落物表层细小可燃物含水率预测模型研建

在2008年防火期2-5级火险天气条件下，在云南松纯林测定了137组林内气温（X1）、相对湿度（X2）、凋落物层表面温度（x3）、腐殖质层表面温度（x4）、凋落物层厚度（x5）、凋落物表层细小可燃物含水率（y）数据。分析表明，影响云南松林凋落物上层细小可燃物含水率的因子依次为：X3〉X2〉X4〉X1，凋落物层厚度与含水率相关性很小，可以不参与模型的建立。用多元回归方法建立了云南松林细小可燃物含水率预测模型。新落叶的含水率对火环境因子的响应滞后是造成模型误差的主要原因。

一种快速测定云南松和华山松林下细小可燃物负荷量的方法

在野外测定云南松和华山松纯林细小可燃物层平均厚度和负荷量的基础上,建立了细小可燃物层的平均厚度与负荷量的关系模型。经验证,云南松和华山松林下细小可燃物负荷量模型的平均误差分别为8.11%和10.43%。根据细小可燃物层的平均厚度推算可燃物负荷量的方法具有数据容易采集、操作简便的优点,适用于凋落物层被人为破坏的林分和灭火指挥员急需数据的紧急情况下进行可燃物负荷量的推算。

5种林型地表细小可燃物组成对平衡含水率和时滞的影响

采用抽样调查法和室内测定法,研究分析了5个不同林型的地表细小可燃物的种类组成和径级分布对平衡含水率及时滞的影响。结果表明:树枝的比例与细小可燃物的平衡含水率和时滞成正比,树叶的面积、自身性质也对平衡含水率和时滞有较大影响,树叶面积越大,细小可燃物的含水率和时滞越小,树叶的吸水性越差,细小可燃物的平衡含水率和时滞越小。0.2 cm≤d<0.4 cm径级内可燃物比例与平衡含水率和时滞成正比,0.4 cm≤d<0.6 cm径级内可燃物比例对平衡含水率和时滞的影响都比较小。

地表细小可燃物含水率野外自动记录监测系统设计与试验

为获得野外地表细小可燃物含水率数据开展林火预测预报工作,设计一套可在野外长期、自动获取地表细小可燃物含水率的监测系统。含水率监测系统中太阳能供电装置负责电力输出,利用单片机控制带动称重传感器,进行可燃物质量数据获取,北斗模块将数据传输至计算机终端,或者通过蓝牙传送数据至手机终端,通过终端内置含水率算法即可获取可燃物含水率数据。该含水率监测系统经历极端环境测试、长期监测测试和跨区域验证测试,在长期监测中表现良好,决定系数R^(2)为0.98,跨区域验证中平均绝对误差最大值为10.8%。经与人工测量含水率对照,该含水率监测系统在野外含水率获取方面具有节约人力和降低误差等优势,可有效提高森林火险预报的精确度。

森林火灾中细小可燃物含水量的计算机模拟

为了减少、避免火灾的损失,我们必须对森林火灾中的主要因子及火行为进行深入研究,正确预测火灾的发生、发展及其变化规律,尽可能地减少火灾的发生,对一旦发生的火灾,采取有效的措施进行扑救。美国北方林火实验室根据R.C Rothermal的林火模型,编制了用于计算火行为的Behave系统软件。根据我国森林防火现已取得的实际进展,已经将林火行为、火险预报技术列入森林防火灭火预测研究科技发展的五年规划。同时,二十世纪的最后一个十年又是“国际减灾十年”这一形势对研究森林火灾的课题十分有利,我们应不失时机地开展研究。一、细小可燃物含水量计算的基本思想及数学模型计算程序采用了加拿大提供的细小可燃物含水量码(FFMC)计算含水量。包括Daily

季节和降雨对细小可燃物含水率预测模型精度的影响

观察大兴安岭盘古地区的典型林分樟子松、白桦、兴安落叶松林的地表细小死可燃物含水率随不同季节变化的动态变化,应用气象要素回归法,分别使用无降雨数据、无降雨和有降雨混合数据及降雨数据,分春季、秋季和混合季节,建立了该地区森林地表可燃物含水率的统计预测模型,并研究了季节以及降雨对该类模型精度的影响。结果表明:季节和降雨对模型精度具有显著的影响,对于3种林型整体而言,混合模型的误差最大,可高达30%以上;秋季误差小于混合模型,大于春季预测模型;春季含水率预测模型精度最高,误差小于10%。无降雨模型预测效果最好,模型误差控制在3%以内,有降雨时段误差也可超过30%。如果采用区分季节和降雨时段建立可燃物含水率预测模型,据此做出的森林火险等级预报不会产生实质的影响,有助于提高火险等级预报的准确性。

细小可燃物含水率与气象因子关系的研究

应用防火期(128d)的观测资料,对细小可燃物含水率与气象因子的关系进行分析,结果表明:细小可燃物含水率变化与降水、前期降水、空气湿度、前期空气湿度及当日蒸发量有直接的密切关系;细小可燃物含水率的变化与其本身的基础含水率有关,在含水率小于60％、大于75％的2个区段内有明显分界\呈现不同的变化趋势。依据计算分析所建立的6种线性、非线性预测模型均能较好地反映可燃物含水率随气象因子的变化规律,可为预报火险级提供量化依据。

人工落叶松林凋落物层细小可燃物含水率模型的研究

将人工落叶松林凋落物层细小可燃物含水率作为研究对象,获取了162组观测数据,观测因子包括细小可燃物含水率(y)、凋落物层厚度(x1)、腐殖质层表面温度(x2)、凋落物层表面温度(x3)、林内气温(x4)、相对湿度(x5)。研究结果表明,影响细小可燃物含水率的因子从小到大依次为x4<x3<x5<x2。由于模型因子数据获取容易,因此建立的模型为基层林业部门的森林防火工作提供了有效的方法和重要依据。

细小可燃物易燃性的试验研究

细小可燃物易燃性的试验研究王刚，金晓钟（黑龙江省森林保护研究所）细小可燃物是森林火灾最危险的引燃物。据统计９５％以上的林火都是由地表细小可燃物首先引起的。因此研究不同地表可燃物在不同的天气条件下的引燃概率，对控制火灾发生的引燃机制具有实际意义。１９８...

细小可燃物含水率研究

可燃物是发生森林火灾的三大要素之一,而细小可燃物含水率的高低对林火能否发生影响巨大。通过对其含水率规律的研究,有助于林火预测预报和制定森林防火策略。

大娄山典型林分地表细小死可燃物载量影响因子研究

【目的】森林地表细小死可燃物作为森林火灾的引火物,其载量决定一系列火行为和火灾发生的危险程度,快速准确地获取地表细小死可燃物载量值对于森林火险预报和林火科学管理具有重要意义。【方法】本研究以西南林区大娄山6种典型林分(马尾松林、软阔林、柏木林、杉木林、阔叶混交林和灌木林)地表细小死可燃物为研究对象,通过野外调查和室内烘干,测定林分特征和载量值,得到地表细小可燃物载量的影响因子,并建立预测模型。【结果】1)不同林型地表细小死可燃物载量存在显著差异,马尾松林和阔叶混交林显著高于其他林分。马尾松林和阔叶混交林的不同标准地间载量差异显著,其余林分不同标准地间的载量均无显著差异;2)除杉木林和灌木林外,其他林分的地表细小死可燃物载量与某些林分特征因子(林龄、郁闭度、平均胸径、平均树高、平均地径、坡度和海拔)均有显著相关性,林分密度和平均冠幅对研究区地表细小死可燃物载量无显著影响;3)建立马尾松林、柏木林、软阔林、阔叶混交林的地表细小死可燃物载量预测模型,柏木林预测效果最好,误差仅为3.6%,马尾松林预测误差高达27.4%,不能在实际中应用。【结论】通过本研究可获取大娄山典型林分的地表细小死可燃物载量基础数据,并得到影响因子和预测模型,对于该区域载量研究和林火科学管理具有重要意义。