国内森林地下火研究进展

森林地下火多发生于高温干燥且生物量充足的枯落物底层,枯落物与泥炭混合后在缺氧环境下持续阴燃。森林地下火燃烧不明显,但其破坏森林根系与土壤、产生大量有害气体,对森林生态系统和生态安全产生重大影响。长时间的地底燃烧形成的大量灰烬可随风传送至其他森林区域,导致更大的火灾。从理论与应用2个研究方向总结阐述森林地下火的研究进展,包括森林地下火燃烧特性、森林地下火影响因子、森林地下火预防扑救技术和识别森林地下火的技术装备。对上述研究进展进行梳理与综述,对未来地下火的防控手段、扑救应对及灾后管理恢复工作给予有价值的参考,为森林地下火研究提供新的思路与方向。

大兴安岭森林草原地下火阴燃特征研究

在历史火灾数据资料的基础上,通过野外设置样地,实地调研黑龙江大兴安岭森林草原地下火火烧迹地,分类采集可燃物样品,测定可燃物含水率、热值等因子特性,并进行了模拟点烧实验,对森林草原地下火的阴燃特性进行了分析。结果表明:森林草原地下火过火区域可燃物的平均载量为37.3 t/ha,其中草本层、半分解层和腐殖层载量平均所占比例分别为18.50%、28.95%和52.55%;半分解物和腐殖质的点着温度分别为405、525℃,阴燃最高温度值可以达到690℃,腐殖质阴燃产生的温度和持续性远高于其他可燃物类型,燃烧性排序为:腐殖质层>半分解层>草本层;可燃物含水量同地表可燃物阴燃下温度上升速度是成反比;随着可燃物物载量的增加,燃烧释放的热量增加,而达到最高温度的时间缩短。本研究可为森林草原防火研究和防火管理人员提供参考依据。

呼中国家级自然保护区主要可燃物类型地下火燃烧特征

通过室内模拟点烧试验,研究呼中国家级自然保护区主要可燃物类型地下火燃烧特征以及不同含水率和可燃物类型对燃烧峰值温度和蔓延速率的影响.结果表明:主要可燃物类型的地下火燃烧温度较高,最高可达713.99℃,蔓延速率缓慢,最快仅为25.45 cm/h,且随深度的波动较大;不同可燃物类型和含水率的交互作用对地下火燃烧峰值温度和蔓延速率的影响都存在显著差异(P<0.05);杜香-兴安落叶松林和偃松-兴安落叶松林的燃烧温度高;在含水率10%下,杜香-兴安落叶松林蔓延速率最快;杜鹃-兴安落叶松林燃烧温度低,燃烧过程缓慢;草类-兴安落叶松林在较高含水率下蔓延速率加快.

基于模拟点烧不同加热时间和腐殖质粒径对森林地下火垂直燃烧的影响

【目的】森林地下火是一种缓慢、无焰、持续时间长的阴燃,对森林危害极大。大兴安岭地区是我国森林地下火频发区域,研究不同加热时间和腐殖质粒径对地下火垂直燃烧的影响,旨在为该地区森林地下火的预防、监测、扑救提供参考。【方法】以大兴安岭地区典型林型兴安落叶松林为研究对象,根据室内控制模拟点烧实验数据,使用SPSS进行双因素方差分析,Origin软件绘图,研究3种加热时间和5种腐殖质粒径对地下火垂直燃烧过程中蔓延速度和不同深度最高温度的影响。【结果】森林地下火垂直燃烧过程中,深度3 cm处燃烧最高温度只受加热时间的影响且差异显著(P<0.05),而腐殖质粒径对其的影响则差异不显著(P>0.05);深度6 cm处的燃烧最高温度分别受加热时间(P<0.05)和腐殖质粒径(P<0.05)的影响;当深度大于6 cm后燃烧的最高温度则只受腐殖质粒径的影响并且差异显著(P<0.05)。森林地下火垂直燃烧过程中的蔓延速度则只受腐殖质粒径的影响,不同腐殖质粒径之间的蔓延速度存在显著差异(P<0.05)。【结论】森林地下火垂直燃烧3和6 cm处的最高温度随着加热时间的增加而升高,加热2 h时的燃烧温度最高;垂直燃烧深度9~21 cm时,腐殖质粒径40目的燃烧温度最高;不同腐殖质粒径对森林地下火垂直燃烧蔓延速度的影响中,腐殖质粒径20目的蔓延速度是最快的;腐殖质粒径60目时,是地下火燃烧过程中的临界,燃烧的最高温度和蔓延速度都较低。

腐殖质粒径和燃烧深度对兴安落叶松人工林地下火燃烧温度的影响

地下火是森林中难以控制的一种燃烧现象,对森林危害极大,燃烧所释放的温度影响着地下火蔓延。以我国地下火频发区域之一的大兴安岭地区兴安落叶松(Larix gmelinii)人工林为研究对象,通过室内控制模拟点烧实验的方法,研究腐殖质粒径和燃烧深度对地下火燃烧温度的影响。结果表明:在不同地类条件下,不同粒径腐殖质和深度对燃烧最高温度的影响存在显著差异(P<0.05);在不同深度条件下,不同地类和腐殖质粒径以及二者的交互作用对燃烧最高温度的影响均存在显著差异(P<0.05);在5种地类的腐殖质中都以粒径≤80目和深度12cm处的燃烧温度最高;塔头甸子和水湿地条件下的地下火燃烧温度较高,尤其是塔头甸子;深度、距离和腐殖质粒径可作为有坡山地、水湿地和农用地条件下预测模型自变量,深度和腐殖质粒径可作为塔头甸子和无坡山地条件下预测模型自变量,且模型均通过了显著性检验(P<0.05)。相关研究成果可以为该地区地下火的防控和扑火装备的研发提供科学依据。

Carbon isotopic composition and its implications on paleoclimate of the underground ancient forest ecosystem in Sihui,Guangdong

We present the carbon isotopic composition of the total organic carbon (TOC) and fine roots in the sedimentary profile from the underground ancient forest in Sihui to study the climatic and environmental changes from 4.5 ka BP to 0.6 ka BP. Results show t

森林地下火探测仪的研制

FHD型森林地下火探测仪为最新研制的一种光机电一体化的便携式探测设备,采用红外探测技术原理,借助红外焦平面成像器件、可见光摄像器件采集目标图像,利用图像处理技术完成对目标视频图像的获取、显示、温度分析处理及存储过程。它集成了红外与可见光两种模式,两种模型的简单切换有利于辨识目标并可对热像的中心区域进行测温显示。该设备操作界面简单快捷,图片存储方便、容量大,可用于户外多热源连续监测作业。

森林地下火特征及防控措施

森林地下火在燃烧时观测不到火焰,传播速度较慢,燃烧时间长,难以察觉,但在燃烧过程中会产生大量颗粒物和大气污染物,严重危害生态环境和人体健康,造成严重的经济损失。结合国内外研究成果,文中阐述了森林地下火产生的原因、地下火特征及其对环境的危害,并将森林地下火防控先进技术设备与实际工作相结合,提出了构建'空中-地面-地下'多重监测系统和保障消防水源与重视火后管理的森林地下火综合防控措施,旨在为森林防火部门的地下火预防、监测、扑救等工作提供技术支持。