通用森林火险系统构型

目前,各国对森林火灾预报都趋向于采用国家统一的通用系统,该通用系统包括若干子系统。考虑各地方的可燃物类型和其它自然地理环境有很大差异,允许随时随地调整子系统,将整体作为系统工程处理。在该系统中,序参量的选择是致关重要的。序参量是一个函数,它必须从实际出发,物理意义明确、容易操作、运算简单。我们的处理方法是把森林地表可燃物初始蔓延速度选为     

根据可燃物、地形和气象数据绘制大区域潜在火险图

地球资源监测系统(EROS)数据中心和北方林火实验室的协作研究已经证实:我们能够应用卫星和地形资料绘制国家火险等级(NFDR)可燃物模型图,并将可燃物模型、地形和气象数据代入林火数学模型,可为林火管理工作提供可靠的信息。实施这个新方法的关键是建立电子计算机程序所能利用的可燃物模型——地形数据库。用电子计算机处理这些可燃物、地形和气象资料,可制成一系列的潜在的火险图。 NFDR可燃物模型的成图方法产生于1980年。1982年的火灾季节,首次应用潜在火险图的绘制技术,建立了蒙大拿州米苏拉西     

平衡含水率法预测死可燃物含水率的研究进展

死可燃物含水率预报是森林火险天气预报的重要内容,准确预测死可燃物含水率是做好森林火险天气预报和火行为预报的关键.平衡含水率法预测死可燃物含水率在物理上十分可靠,若研究对象可精确描述,理论上其含水率的预测是准确的.因此,该方法是重要的可燃物含水率预测方法.本文对该方法的理论基础和应用情况进行综述.结果表明:1)平衡含水率的预测模型主要有4种,其中Simard模型、Van Wagner模型和Anderson模型都是统计模型,其应用具有一定的局限性;而Nelson模型为半物理模型,在预测可燃物含水率上的效果好,应用广.2)可燃物类型影响平衡含水率,但具体机理还没有系统研究.3)对时滞的影响因子研究相对较少.可燃物的种类、物理性质对时滞都有影响.4)现有平衡含水率法中,Catchpole等的方法因采用Nelson的半物理模型而具普适性,有良好的应用前途.5)平衡含水率法在实际预测中得到广泛应用,是美国火险等级系统和加拿大森林火险等级系统及其他类似系统中可燃物含水率预测的主要方法.     

森林地表死可燃物含水率预测模型研究进展

林火是影响森林生态系统的重要因子之一,林火蔓延和发展深受森林可燃物含水率的影响,尤其是林火的发生直接受地表死可燃物含水率的影响。因此,准确预测森林地表死可燃物含水率是预报森林火险和火行为的关键,加强森林死可燃物含水率预测模型研究尤为重要。从森林可燃物含水率的研究方法、研究模型及模型精度3方面综述研究现状,并对比评价现有模型。针对目前研究的诸多问题,提出5点展望:1)加强研究重点火险区野外含水率动态。利用已有的森林火险因子采集站和森林火险监测站获取不同环境因子和可燃物含水率及气象因子监测数据,构建重点火险区基于气象参数的森林可燃物含水率预测模型。2)加强森林可燃物的基础数据监测和收集。这可为全面构建森林火险等级系统奠定坚实的数据基础,同时还应建立精准的森林可燃物类型划分体系。3)加强研究可燃物含水率的空间异质性。应考虑不同影响因子下可燃物含水率动态,特别是了解小尺度内森林可燃物含水率的空间异质性,才能更准确进行林火预测预报。4)结合应用增强回归树(BRT)方法来提高模型精度。在可燃物含水率模型精度影响因子的研究中,运用BRT方法多次随机抽取一定量的数据,量化分析不同因子对模型精度的影响程度。5)结合GIS进行大尺度火险预警研究。综合应用RS和GIS技术,建立可燃物含水率的遥感反演模型,在准确模拟森林可燃物含水率空间分布的基础上,建立基于可燃物含水率的不同火险等级的预测模型。     

数据诊断系统

<正> 我们知道,资源管理信息系统的核心是中心数据库,它包含森林资源的主要信息(如林分信息),它是其它子系统赖以分析(如更新系统)、管理(如经营分析系统)和决策(如投资决策系统)的基础。它的数据尤其是林分数据的准确与否,直接影响着其它子系统的工     

燃烧热的近况

所谓燃烧热,即1摩尔的可燃物完全燃烧时释放出的热量。还有一个相近的名词:热值或发热量,指单位质量的可燃物完全燃烧时释放出的热量。这两个名词是有区别的,但目前常混用。燃烧热在林火管理中是一个极为重要的参数。为了定量地预测林火行为,常常用各种林火蔓延模型,美国国家火险等级系统中广泛应用的林火蔓延模型——罗森美尔(Rothermel,R.C.)模型,在该模型中林火蔓延速度用反应强度(即火头中单位面积上发出的热量)来表示,而后者与可燃物     

加拿大火险天气指标（FWI）计算的初始化方法和解释

加拿大火险天气指标系统(FWI)是加拿大森林火险等级系统(CFFDRS)的重要组成部分[1,2],该指标体系以时滞-平衡含水率理论为基础,将气象条件和可燃物含水率有机地联系起来,通过天气条件的变化计算可燃物含水率的变化,然后再根据不同大小或位置的可燃物含水率确定潜在火险等级。正是由于该系统将火险与可燃物含水率有机结合在一起,使得该系统得到了世界各国森林防火界的普遍认同,许多国家纷纷将其进行本地化后形成了相似的火险天气系统。在上个世纪80年代中期加拿大的Stocks和Lynham(1986)曾对该系统在我国黑龙江省大兴安岭林管局的适用性…     

红花尔基樟子松林细小可燃物载量与林分因子关系研究

主要对红花尔基樟子松林地表细小可燃物与林分因子之间的关系进行研究.红花尔基地区位于中国北方森林草原交错带,主要为樟子松绝对优势的森林及森林草原群落.在对红花尔基樟子松林的过火林分、未过火林分和森林草原交错群落细小可燃物载量大小比较的基础上,通过自由度调整复相关系数值R2以及AIC准则和Cp准则挑选最佳回归模型,建立了该地区森林可燃物载量与林分因子之间的回归模型,并对所建模型都进行了方差分析,主要得出以下结论(1)细小可燃物总载量大小顺序过火林分＞未过火林分＞森林草原交错群落;(2)死可燃物载量大小顺序过火林分＞未过火林分＞森林草原交错群落;(3)地表活可燃物(草本)载量大小顺序森林草原交错群落＞未过火林分＞过火林分;(4)通过引入林分平均林龄、平均胸径和平均树高三个林分因子建立死可燃物载量和细小可燃物总载量的多元线性模型,取得了最好的拟合效果,预测精度都分别为98.7%和98.64%,(5)通过用林分平均林龄和细小可燃物总载量建立的对数曲线模型,有一定的生物学意义,预测精度为99.45%.     

时滞和平衡含水率直接估计法的有效性分析

通过对不同直径落叶松枯枝含水率和环境条件的室内连续观测,分别使用Nelson模型和Simard模型作为平衡含水率响应模型,估计可燃物时滞和平衡含水率响应函数,然后以参数估计值预测可燃物含水率,分析比较建模样本数和平衡含水率模型不同对参数估计和含水率预测误差的影响。结果表明:1)基于Nelson模型的直接估计法在建模样本数较大时(84个),结果稳健,预测误差小,方法是有效的。2)采用Simard模型直接估计可燃物时滞和平衡含水率时,在建模样本数较少时,其预测效果不如Nelson模型,但当建模样本数较多(超过84)时,2个模型预测效果没有显著差别。     

基于岭回归和人工神经网络估测森林可燃物负荷量

选取东北林业大学帽儿山实验林场为研究区域,以少量野外定位调查数据及与其对应的遥感和GIS信息为基础,利用岭回归和人工神经网络分析方法,对森林可燃物负荷量估测模型及其影响因子进行系统研究。结果表明:对于TM3、TM(4×3)/7、TM4/3、海拔等10个影响可燃物负荷量估测的主要因子,利用岭回归方法可以克服变量间由于存在复共线性关系对求解待定参数所造成的不利影响。建立以像元为单位的岭回归和岭回归与神经网络组合估测模型,模型平均绝对百分比误差分别为17.6%和11.7%,2种方法可用于实现特定林场尺度森林可燃物负荷量的定量估测,其中组合模型效果较好。     

华山松人工林凋落物层细小可燃物含水率预测模型研究

在防火期2~5级火险天气条件下,在华山松人工林测定了153组林内气温(x1)、相对湿度(x2)、凋落物表面温度(x3)、腐殖质层表面温度(x4)、凋落物层厚度(x5)、可燃物含水率(y)数据,建立了华山松林细小可燃物含水率预测的多元线性回归模型。分析表明,影响华山松林凋落物上层易燃可燃物含水率的因子依次为:x3>x2>x4>x1。应用该模型,可以用易于获取的火环境和可燃物因子来预测可燃物的含水率,为合理开展林火预测预报、计划火烧、营林用火等提供依据。     

北京八达岭人工油松林地表枯死可燃物负荷量研究

地表枯死可燃物负荷量多少是森林火灾发生的基础。调查八达岭林场不同地形条件下油松林地表枯死可燃物和林分因子,取得42块样地资料;用线性相关分析法对各因子与地表枯死可燃物负荷量进行分析,平均树高、坡度和海拔与对应负荷量有显著线性关系;应用多元线性回归中的逐步回归剔除法,建立了估测模型,除平均胸径外,平均树高、密度、郁闭度、海拔、坡度被引入,经检验回归显著,该估测模型可用于其它油松林地表可燃物负荷量估测。     

基于Sentinel-2B的油松冠层可燃物含水率反演研究

森林火灾的发生与植被冠层可燃物含水率的大小有着密切联系。利用高精度、大尺度、高效率的遥感影像反演获取植被冠层可燃物含水率对于有效防治森林火灾具有重要意义。油松由于其自身理化性质成为引发森林火灾的主要树种之一，以张家口崇礼区的油松为研究对象，基于Sentinel-2B遥感影像和油松含水率实测数据，建立了多个油松冠层可燃物含水率反演模型：一元线性回归模型、一元非线性回归模型和多元非线性回归模型，并利用决定系数(R²)和均方根误差(RMSE)进行模型精度评价。结果表明，非线性模型总体上要优于线性模型；通过多个自变量因子建立的多元非线性模型能够更好地反映油松冠层可燃物含水率情况，模型反演精度更高，可以为植被冠层可燃物含水率反演模型方法选择提供一定的理论依据。     

直接估计法在帽儿山林场白桦林可燃物含水率的适用性分析

在春季防火期内按林型内凋落物的不同空间位置的分类标准采集白桦林的地表死可燃物,并依此放入由小到大的铁丝网中,在室内进行试验,记录数据,对两种林型分别采用Nelson模型和Simard模型作为平衡含水率对温湿度响应模型,使用直接估计法对地表死可燃物的含水率结果进行了预测。结果表明:(1)基于Nelson模型的可燃物含水率预测误差往往小于基于Simard模型,一般来说基于Nelson模型的含水率预测效果要好于使用Simard模型预测含水率效果。但是,对于白桦林的腐殖质和混合可燃物则两者相差不大,预测效果都比较好,误差要求在3%以内都可以使用;(2)对于白桦林内凋落物及半腐殖质,误差要求在3%以内时,使用Nelson模型预测可燃物含水率的预测精度要更好;(3)白桦林内不同层可燃物含水率的预测精度由高到低依次为:混合可燃物、腐殖质、半腐殖质和凋落物。由于试验在室内进行,尽最大可能减少可外界误差影响,因此可以作为使用直接估计法预测白桦林含水率模型误差的最低值。     

集体林权制度改革促进我国林业现代化协同发展的绩效评价

基于林业统计数据,运用复合系统协同度模型,对新一轮集体林权制度改革在全国范围推行以来我国林业现代化发展的协同度进行实证分析。研究结果表明:(1)林业系统现代化发展的协同度不高,但呈现波动上升演变态势;(2)林业子系统发展的有序度由高到低依次是产业经济子系统、社会文化子系统、建设保障子系统、生态资源子系统;(3)影响林业现代化协同发展方向和程度的关键因素是建设保障子系统。在此基础上提出了促进我国林业现代化协同发展的对策建议。     

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相似文献   

黑龙江省林火规律研究Ⅲ.大尺度水平林火与森林类型之间的关系研究

林火是森林生态系统中重要的生态因子.森林作为可燃物主体对林火的影响具有尺度性.虽然这种影响与尺度之间的关系研究较少,但在具体尺度上的研究却很多.在实验室小尺度上同质可燃物床层与火行为的关系可用Rothemel模型(Rothemel, 1972)来描述.在林分尺度上关于森林对林火的影响的研究,包括森林可燃物含水率的变化及其与林火发生和林火行为的关系等,国内外研究都很多.在景观斑块尺度上(GCTE 1990年定义)的研究较多,尤其是关于火作为一个扰动因子与景观格局的相互影响.在景观尺度(100km2,GCTE 1990年定义)上,特别是对景观之间的火系统(fire regime)关系研究较少.在景观以上尺度的研究国内尚未进行.介于景观和区域之间的尺度(100～10000km2)与我国的各省区内由不同森林类型形成的异质区的尺度相近.在该尺度上主要是对林火统计特征与区域可燃物、气候等属性之间的关系进行研究,采用自上而下的方法 ,注重统计规律,较少考虑自下而上的机理.它与区域尺度上的研究是进行大尺度规划,如国家火险等级区划的基础.     

马尾松人工林地表可燃物负荷量动态模型的研究

设立64块标准地,应用回归分析,建立马尾松(Pinus massonianaLamb)林分地表可燃物载量与主要林分因子动态关系的数学模型。检验结果表明,林分因子对马尾松林分地表可燃物载量变化有极显著的影响,林分郁闭度主要影响地表1h时滞可燃物载量变化,林分平均年龄主要影响地表10 h时滞可燃物载量的变化。在实际中拟合效果良好,可用于预测马尾松人工林地表可燃物载量的动态规律,为地表可燃物管理提供科学的依据。     

樟子松针叶床层结构对失水过程中含水率参数的影响

以樟子松针叶床层为例,初步研究可燃物结构床层结构特征对其失水过程中时滞和平衡含水率参数(基于Nelson模型)的影响。通过对15个不同厚度、载量、密度的樟子松可燃物床层的失水过程的分析,估计这些床层的时滞和平衡含水率参数,利用这些参数进行可燃物含水率模拟的平均绝对误差和均方根误差均不超过0.01,所估计的可燃物含水率参数有效。对可燃物床层结构特征对这些参数的影响的研究表明,可燃物床层厚度和载量对时滞和平衡含水率的2个参数a、b具有有显著影响,与时滞和平衡含水率参数b正相关,与平衡含水率参数a负相关,据此建立可燃物含水率参数的预测模型。该模型高估了时滞和平衡含水率参数b,低估了平衡含水率参数a。所得结果还有一些不确定性,特别是可燃物结构特征对平衡含水率参数的影响,需要在更宽的温湿度范围内、针对其他平衡含水率模型和在失水吸水2个过程上进一步研究。     

林火蔓延速率风因子模型适用性的研究

以红松人工林地表可燃物为材料,在实验室内的各级风速条件下,对火行为预测中争议较大的风因子预测模型进行了点烧实验及适用性分析,结果表明,风速在0.9~4.6 m/s时,现有风因子模型对红松林下可燃物而言,只有个别较为适用,其中含可燃物属性的复杂模型(Rothermel模型)适用性较强。