滇中地区地盘松林地表凋落物的潜在能量研究

在昆明西山国家森林公园地盘松林连续分布区内设置样地,并将样地内的地表凋落物分成枯枝、凋落物上层和凋落物下层3层,通过外业调查采集样品,在实验室测定载量、热值等相关燃烧能量参数,以单位面积热量为关键指标研究地盘松林地表凋落物的潜在能量。结果表明,在地盘松林地表凋落物中,凋落物上层、下层和枯枝的单位面积热量最大值差异不大,分别为51 866.3 k J/m2、48 942.13 k J/m2和42 611.53 k J/m2;平均值的差异也不大,分别为38 688.5 k J/m2、39 716.63 k J/m2和25 796.23 k J/m2。但最低值的差异却非常明显,凋落物上层的为25 510.8 k J/m2,枯枝的为8 980.93 k J/m2,凋落物下层的为30 491.1 k J/m2。     

昆明地区冲天柏林地表可燃物特征及火行为研究

通过外业调查取样、实验室燃烧测试,观察和测定火行为,研究滇中地区冲天柏人工林的可燃物特征及相应的火行为。结果表明,防火期内冲天柏林的地表可燃物种类单调、结构简单,灌草高度差别不大,形成梯状可燃物有利于火灾的蔓延,地表可燃物绝对含水率为35.07%,易被引燃,载量较大,平均为2.0 kg/m~2。无论上坡火,还是下坡火,可燃物引燃时间都很短,仅为1~5s,但上坡火阴燃时间明显高于下坡火,热辐射强度差距不大;下坡火的最大平均火焰高度、平均火焰温度明显高于上坡火;上坡火蔓延比较均匀,下坡火蔓延差异较明显;潜在的火强度都低于750 kW/m,为低强度火,总体上火行为符合小坡度的燃烧特征:相对稳定,平缓,火蔓延速度慢,火焰高度较小。     

华山松纯林地表可燃物的潜在燃烧火行为研究

在实验室内模拟近似无风状态下华山松纯林地表可燃物的燃烧火行为,掌握潜在火行为相关特征,为安全扑救、避免人员伤亡提供参考依据。在昆明周边的云南森林自然中心华山松纯林内设置样地,通过外业调查、采样,在实验室燃烧床内模拟火行为,包括引燃时间、熄灭时间、辐射热、火焰高度、蔓延速率等,并计算火强度。华山松纯林地表可燃物的潜在火行为:点烧的可燃物含水率为5.71%～18.79%,接近野外的8.99%～14.96%,都很干燥、极易引燃;上坡火和下坡火的引燃时间很短,仅为1～2 s,遇到火源就被引燃,产生明亮火焰;下坡火的最大平均火焰高度达56.4 cm,明显高于上坡火的26.8 cm,前者的平均火焰温度最高为530℃,后者不到450℃;上坡火和下坡火的平均热辐射((4.1±0.9)～(7.2±1.0) kW/m~2和(4.2±0.7)～(6.9±1.0) kW/m~2)、蔓延速率(0.14～0.35 m/min和0.12～0.26 m/min)、烧损率(23.81%～51.40%和22.79%～58.33%)以及火强度(102.4～293.7 kW/m和116.0～322.9 kW/m),差距不明显。华山松纯林地表可燃物潜在燃烧火行为是低强度火,小坡度燃烧特征明显:燃烧相对稳定、平缓、火蔓延慢,火焰高度和火强度较小。但在野外,、地表可燃物里有部分半分解、分解的树桩和大枝条,一旦着火,即使地表明火扑灭,在适宜条件下,也能死灰复燃,危险性高。     

滇中地区地盘松林凋落物燃烧特征

在滇中地区昆明西山国家森林公园内地盘松林连续分布区设置样地,通过外业调查、采集样品,并在实验室测定相关燃烧性指标,包括地表枯枝、凋落物上下层的含水率、灰分含量、点着温度和热值等.结果表明,在地盘松林地表可燃物中,最难燃的是凋落物下层,含水率最高,达(70.00±30.73)％,点着温度最大,为(288.9±5.3)o℃,载量最大,达到(2.54±0.59) kg/m2,灰分含量也最高,为(15.00±3.80)％,但热值最低,仅(15 636.44±1 090.05) kJ/kg;枯枝最易燃,含水率最低,只有(18.67±1.15)％,点着温度最低,为(273.0±4.4)℃,灰分含量也是最低,只有(2.78±1.30)％,非常容易被引燃.尽管枯枝载量最小,只有(1.35±0.88) kg/m2,但热值最高,达到了(19 108.30±1 410.48)kJ/kg.     

栖霞山老龄枫香林凋落物载荷量及潜在燃烧性分析

以栖霞山老龄枫香林为研究对象,通过野外地表凋落物分层采集及室内分析测定,研究了老龄枫香林地表凋落物载量特征和热值为参数的燃烧特征。结果表明,老龄枫香林地表凋落物含水率阴坡高于阳坡、下层高于上层;凋落物载荷量阳坡高于阴坡,且中层下层上层;不同分层的热值上层中层下层,凋落物总潜在能量阳坡比阴坡高出32.7%,中层潜在能量高于上层和下层。老龄林枫香林凋落物热值低于不同气候区的其他植物干叶片,但地表凋落物总载荷量较高,具有一定的火灾风险。定期清理或计划烧除是有效降低地表火灾风险的有效途径。     

应用线性方程确定林火强度

森林火灾作为燃烧系统,和森林可燃物的数量,含水量以及分布状态有关,也和当时的蔓延速度和可燃物的燃烧速率有关。按照不同的要素,包括初始燃烧速率,蔓延速度和地表杂草枯枝落叶层单位面积上的负荷量,以确定林火强度。火爬坡时,蔓延速度增加,火强度相应地增加;相反,下坡火的蔓延速度减缓,火强度也相应地变小。根据计算结果,林火强度不超过1×10~3千瓦/米~2是低强度,这时1立方米内的可燃物被烧掉的数量不超过3公斤,地表杂草枯枝落叶层的可燃物数量(W_0)不超过2.5公斤。即便地表可燃物保持在2.5公斤以下,蔓延速度大于3米/分时,火强度均将超过1×10~3千瓦/米~2。地被物数量大,火蔓延速度也大的林型中将产生最大的火强度,这和过去的经验是完全符合的。     

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.     

塞罕坝机械林场针叶林不同林分类型可燃物载量差异探讨

为找到最佳的林火预防与扑救方法,以塞罕坝机械林场落叶松、樟子松林为研究对象,通过调查测定林内凋落物、灌木、草本数量,对针叶林不同年龄阶段林分可燃物载量进行分析研究。结果表明,华北落叶松和樟子松的成熟林中可燃物载量最高,分别达到40.42t/hm2、21.57t/hm2,极易引发森林火灾。其次是幼龄林,可燃物载量分别达到29.63t/hm2、19.09t/hm2;中龄林的可燃物载量相对偏低,分别为16.30t/hm2、20.82t/hm2。因此,对不同林龄的地表枯落物需采取不同的管理方式,以有效遏制森林火灾的发生。     

天山中部天山云杉林地表可燃物载量及其影响因素

【目的】对天山中部天山云杉林地表可燃物载量进行系统调查,分析地表可燃物载量与地形和林分因子的关系,比较不同郁闭度林分可燃物载量差异,为制定科学合理的天山云杉林可燃物管理措施提供科学依据。【方法】在天山中部沿海拔梯度设置48个样地,调查和测定天山云杉林林分的1、10和100 h时滞地表可燃物载量以及地形和林分因子,采用相关分析方法分析地表可燃物载量与林分和地形因子的关系,利用多元线性回归方法建立可燃物载量估测模型。【结果】天山云杉林1、10和100 h时滞及总地表可燃物载量平均分别为1.49±1.00、2.69±1.05、2.06±0.29和6.24±1.21 t·hm~(-2)。高、中和低郁闭度天山云杉林地表总可燃物载量分别为12.09±3.13、4.29±2.35和2.34±0.83 t·hm~(-2)。1 h时滞地表可燃物载量与海拔呈显著负相关(P0.05),与坡度和郁闭度呈显著正相关(P0.05);10 h时滞地表可燃物载量与海拔呈显著负相关(P0.05),与树高和郁闭度呈极显著正相关(P0.05);100 h时滞地表可燃物载量与郁闭度呈极显著正相关(P0.01),与树高呈显著正相关(P0.05);总地表可燃物载量与郁闭度呈极显著正相关(P0.05),与树高和坡度呈显著正相关(P0.05)。【结论】海拔、坡度、树高和郁闭度对天山中部天山云杉林可燃物载量均有一定影响,其中郁闭度影响最显著。林分郁闭度与地表可燃物载量呈正相关。地表可燃物载量在高郁闭度林分最大,在中郁闭度林分次之。由于林内较干燥,凋落物不易分解,导致地表可燃物大量堆积,林内较高的1 h时滞地表可燃物载量使得林分发生林火的可能性增加;从地表可燃物载量的数量和构成来看,天山中部天山云杉林已具备发生森林大火的物质基础。     

昆明西山国家森林公园主要林型地表可燃物的特征

通过外业调查和实验室测定,利用绝对含水率和载量2个关键指标,研究了持续干旱背景下昆明西山国家森林公园的华山松、云南油杉、滇青冈、地盘松、麻栎和旱冬瓜等6种主要林型的可燃物特征。结果表明:地表可燃物、粗死木质残体的含水率最高的都为云南油杉林,分别为55.36%,40.95%,最低都为滇青冈林,分别为10.26%,10.58%,差异显著,最高与最低分别相差约5.4倍、3.9倍;载量都达到较高水平,地表可燃物载量最大为华山松林(4.53±1.11)kg/m2,最低为旱冬瓜林(2.08±0.19)kg/m2,相差约2.2倍,粗死木质残体载量最高为地盘松林为(0.94±0.16)kg/m2,最低为旱冬瓜为(0.07±0.03)kg/m2,相差约13.4倍。     

油松辽东栎凋落叶可燃物载量对火行为的影响

林地可燃物火行为的研究是林火管理、林火预报、火灾扑救的理论基础,森林可燃物类型及特性对可燃物的火行为具有非常重要的影响。通过室内点烧试验,分析油松辽东栎凋落叶可燃物载量对火行为的影响。结果表明:载量对蔓延速度有显著影响,载量越大,蔓延速度越快;可燃物载量对蔓延速度、火线强度、火面强度、火焰高度都有显著影响,均呈正相关,对火线强度、火面强度、火焰高度有极显著影响。降低地表可燃物载量能够有效降低发生地表火的潜在危险性。     

秦岭森林潜在火行为数量分类及划分指标研究

根据秦岭林区 4 5块标准地和 2 2 5个样方的冠层易燃物最大密度 (D)、地表可燃物载量 (W )及地表可燃物绝对含水率 ( μ) 3个实测值的 1 35个数据 ,运用Dissimilarityanalysis计算认为 ,调查的 4 5块标准地明显地可聚为 6类。据类间差异性将秦岭森林潜在树冠火行为分为强度树冠火、弱度树冠火和无树冠火 3种类型 ,划分依据为冠层易燃物最大密度 ,区分指标分别为 0 1 1kg/m3 和 0 37kg/m3;地表火强度划分应用μ和W 双因素判断法 ,并将其划分为强度地表火、中度地表火和弱度地表火 3种类型 ,其区分指标分别为地表可燃物载量 1 4 0kg/m2 和地表可燃物绝对含水率 4 0 %。据此 ,秦岭林区潜在火行为共划分为 9种类型 ,分别为强度树冠火强度地表火类型 (D >0 37kg/m3,W≥ 1 4 0kg/m2 ,μ<4 0 % )、强度树冠火中度地表火类型 (D >0 37kg/m3,W≥ 1 4 0kg/m2 ,μ≥ 4 0 %或W <1 .4 0kg/m2 ,μ<4 0 % )、强度树冠火弱度地表火类型 (D >0 37kg/m3,W <1 4 0kg/m2 ,μ≥ 4 0 % )、弱度树冠火 ( 0 1 1kg/m3≤D≤ 0 37kg/m3)强度地表火类型、弱度树冠火中度地表火类型、弱度树冠火弱度地表火类型、无树冠火 (D <0 1 1kg/m3)强度地表火类型、无树冠火中度地表火类型和无树冠火弱度地表火类型     

昆明西山森林公园地表可燃物类型划分与载量研究

分析森林能否被引燃、如何蔓延以及整个火行为的过程中,森林可燃物比任何其他因素都重要。而可燃物载量的大小直接决定了森林火灾燃烧的强度,同时不同的可燃物类型会形成不同的燃烧特性。通过对昆明西山森林公园8个林分类型的地表可燃物载量、类型进行调查后发现,华山松林内地表可燃物载量最高,农田-果园最低。并利用植物群落分类法将可燃物划分为5个类型组共6个类型。     

冰雪灾害对南方森林可燃物及火行为的影响

冰雪灾害后,实地调查湖南省娄底市、长沙市、湘潭市、株洲市等受冰雪灾害影响的马尾松、杉木、枫香、樟树和毛竹林及新发生的森林火烧迹地,设置野外样地,采集样品.室内测定分析含水率、可燃物载量等因子,计算火蔓延速度等火行为参数.结果表明:冰雪灾害造成森林内大面积灌木和草类冻枯冻死,森林中有效可燃物负荷量在短期内成倍地增长,可燃物厚度增加,连续性变强.在调查的7个样地中,最低载量为12.23 t·hm-2,最高达到了50.26 t·hm-2.森林火烧迹地火行为非常复杂,火强度在1 500～9 000 kW·m-1之间,平均火强度超过3 500 kW·m-1,具有高强度火灾的特征;蔓延速度为111.67～972.71 m2·min-1;火烈度都超过50%,具备大火的特征.     

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。     

塞罕坝机械林场地表可燃物类型划分与载量研究

对塞罕坝机械林场8个林分类型108个林班的地表森林可燃物组成、载量、含水率等进行了调查。结果表明落叶松成林和幼林、樟子松成林和幼林、针叶混交林、桦次生林等林分地表可燃物以枯落物为主,栎次生林和灌木林地表可燃物由枯落物与灌木组成,未成林地与草地可燃物以草本植物为主;地表可燃物载量依次为落叶松成林〉落叶松幼林〉针叶混交林〉樟子松成林〉樟子松未成林〉针阔混交林〉桦次生林〉樟子松幼林〉落叶松未成林〉灌木林〉栎次生林〉草地;草地与栎次生林的含水率最低,着火点也最低,火险危险程度最高;将现有林分按燃烧类型划分为5个类型20个亚类,全场地表可燃物总载量约为2．5×10^6t。     

滇中地区紫茎泽兰的燃烧性研究

在滇中昆明西山国家森林公园紫茎泽兰连续分布区设置样地,进行外业调查、采集样品,并在实验室测定燃烧性参数,包括活紫茎泽兰(带枝条和叶)、枯死紫茎泽兰和紫茎泽兰凋落物的点着温度、热值、灰分含量等。结果表明:枯死、活紫茎泽兰的载量不到为0.5kg/m2,凋落物的载量为(0.97±0.06)kg/m2,载量不大;枯死和活紫茎泽兰的点着温度分别为(236.7±4.8)℃,(243.4±4.8)℃,凋落物的为(281.7±1.9)℃,点着温度都很低,很容易着火;枯死、活紫茎泽兰的热值为分别为(21 075.2±8 627.2)kJ/kg和(18 527.9±913.7)kJ/kg,凋落物的热值为(16 223.2±1 257.6)kJ/kg,处于较高水平;枯死紫茎泽兰的灰分含量为(9.89±0.33)%,活紫茎泽兰的灰分含量为(4.44±1.01)%,凋落物的灰分含量则高达(17.22±5.93)%。     

大兴安岭火烧迹地凋落物分解动态变化研究

利用网袋法在大兴安岭不同年限的火烧样地和对照样地中监测当年凋落物1年内分解动态变化,探究火对凋落物分解的影响。结果表明:对照样地中针叶、阔叶、小枝平均分解速率分别为每年23.56%、29.36%、14.54%。火干扰后29 a内,随着火干扰年限的增加,针叶和阔叶凋落物分解系数(K值)与对照样地相比先降低后增高;小枝凋落物分解系数与对照样地相比持续增高,且随着火干扰年限的增加,分解系数增加幅度逐渐降低。火干扰对针叶和阔叶凋落物分解先抑制后促进,对小枝凋落物分解始终起促进作用。火后人工造林样地中,针叶置于地表、针叶贴近土壤和小枝处理下,分解系数分别比火后自然更新大0.041、0.088、0.077。火后人工造林样地中凋落物分解速率大于自然更新样地,对过火林分的修复,使用人工造林更合适。     

滇中地区入侵紫茎泽兰的潜在火行为

在滇中昆明西山国家森林公园内紫茎泽兰连续、致密分布区设置样地,进行外业调查、采集样品,在燃烧床内测定和计算枯死紫茎泽兰、凋落物的潜在火行为:点着时间、熄灭时间,辐射热,火焰高度和火强度等。结果表明:枯死紫茎泽兰、凋落物的点燃时间都很短,仅为2 s、3 s,非常易燃;着火后维持燃烧都超过7 min;最大火焰高度都不到1 m;消耗率分别为86.5%、77.0%;火强度分别为2351.2 k W·m-1、2303.9 k W·m-1,均为中强度火。     

红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物质量及影响因素

【目的】基于燃烧风洞实验室进行室内点烧试验，定量揭示红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物粒径分布及变化特征，为森林火灾释放的颗粒物提供参考。【方法】选取东北东部山区红松人工林为对象，构造不同风速、可燃物载量、可燃物含水率的可燃物床层。基于燃烧风洞实验室进行108次点烧试验，利用溶气胶监测仪（美国TSI Dust Trak 8533）进行实时监测，通过随机森林算法建立不同粒径颗粒物预测模型。【结果】风速是影响4种粒径颗粒物质量最主要因素之一，PM₁受风速（37.207%）和温度（25.651%）影响最大，受可燃物含水率影响最小（8.304%）; PM_2.5受风速（43.293%）和可燃物载量（22.855%）影响最大，受燃烧效率（7.509%）影响最小；PM₄受风速（43.552%）和可燃物载量（21.225%）影响最大，受可燃物含水率（6.841%）影响最小；PM₁₀受风速（40.832%）和可燃物载量（23.337%）影响最大，受可燃物含水率（6.946%）影响最小。基于随机森林算法构建的PM