昆明市林火驱动因子及火险区划研究

  目的  对昆明市2000—2015年的火点数据进行分析,确定主要林火驱动因子,建立昆明市林火预报模型并进行火险区划,为昆明市林火预防提供参考。  方法  基于林火数据,选取气象、地形、植被、人为等17个林火驱动因子构建Logistic回归林火概率模型,并划分5个中间模型选取全样本的显著变量因子,用受试者工作特征曲线(ROC)进行模型检验与评价,基于全样本的模型结果分析昆明市主要林火驱动因子,并计算得到林火发生概率的最佳阈值,根据Logistic模型结果划分五级火险区。  结果  海拔、距居民点距离、距铁路距离、归一化植被指数(NDVI)值、月均地表温度、月均气压、月均相对湿度、月均风速、人均国内生产总值(GDP)等9个因子与昆明市林火发生概率存在显著关系;Logistic模型的预测准确率高达81.7%;ROC曲线下面积(AUC)的值为0.905;划分的最佳阈值为0.342;火险区划的五级火险区面积比率分别为48.82%、35.17%、11.26%、2.55%、2.20%。  结论  昆明市林火主要驱动因子是气象因子;昆明市高火险区集中分布在五华区、盘龙区、官渡区、呈贡区、西山区、安宁市等西南部地区。图4表3参22     

福建西部地区林火发生格局及驱动因子分析

福建省西部地区森林覆盖率高,且是中国的林火高发区之一,但关于该地区的林火发生格局和预测预报的研究还不完善。以2000—2010年福建林火数据为基础,运用Ripley's K-function和逻辑斯蒂回归模型,综合考虑地形、气象条件、植被条件及人口密度4类因素,对福建西部地区林火分布格局及主要影响因子进行综合分析并建立预测模型。结果表明:福建西部地区2000—2010年间林火发生主要为聚集分布;海拔、日平均气温、日平均相对湿度、日降水、植被覆盖度、人口密度6个因子是福建西部地区林火发生的主要驱动因子;模型预测准确率接近70%且模型内自变量均显著。林火风险概率和火险等级显示,福建西部地区林火发生主要集中在西北部和中部地区。     

小兴安岭伊春地区林火发生自然影响因子及其影响力

以1980—2009年伊春地区林火发生数据为基础,综合考虑高程、植被类型、基础设施和气象条件等因素,运用随机森林算法对伊春地区的林火发生影响因子及其影响力进行分析。结果显示:当日平均相对湿度小于30%时,火灾发生的概率最大;日最高地表温度在15℃的范围内对林火发生的影响最小,大于15℃之后对林火发生的影响逐渐增大。伊春林火主要集中在海拔0~400 m及距离居民区15~30 km的范围内。相对湿度对林火发生的影响最大,地表温度对林火发生的影响次之,距居民区距离对林火发生的影响最小。此外,随机森林算法对伊春地区森林火灾具有较高的预测精度,达80%。林火发生概率插值图和火险区划图显示,伊春地区林火发生主要集中在中部、东南和最北部地区,西南、东北地区也存在高火险地区。     

四川省林火次数与气象因子的相关性研究

以四川省2012-2015年的森林火灾发生与相关气象因子(温度、相对湿度、风速、降水量和大气压)历史数据,将每月林火发生次数与当月和前月的气象因子做相关性分析并建立模型,对四川省南部地区和西昌气象站周围200km范围内的地区进行研究。结果表明,气象因子的前期积累与森林火灾的发生有一定关系;因不同地区的地形地貌和植被类型等环境因素的不同,气象因子对林火的影响程度不尽相同;影响森林火灾发生次数的主要气象因子为前月相对湿度和前月风速,林火发生次数随湿度的下降和风速的上升而增加,以四川省南部地区为研究区域时,二者之间的相关系数分别为-0.130和4.599,而以西昌气象站周围200km范围内地区为研究区域时,相关系数则为-0.156和6.679。     

八达岭森林健康示范区森林火险等级区划的研究

针对八达岭森林健康示范区森林火灾发生特点与规律,选取海拔高度、郁闭度、经营措施、距旅游点的距离、优势树种、林道距离6个影响林火发生较大的因子,运用聚类分析的方法,对八达岭森林健康示范区的121个小班进行了森林火险等级区划,把森林健康示范区分成3个火险等级区,通过实际调查,分类小班和实际情况较一致,为林业部门进行森林火灾管理提供有价值的参考,从而达到防灾减灾,保护森林资源的目的。     

滇中地区林火发生预报模型构建研究

林火发生预报模型因为全面考虑气象、地形、可燃物、人为活动等影响林火发生的因素,故可得出更为准确的火险预报结果。因此,利用滇中地区的历史天气、地形、植被分布、VIIRS热异常数据集等数据,构建该地区的火发生预报模型,并利用历史林火资料进行精度分析。结果表明,针对历史火点进行模拟预报,高于火险二级的预报,该模型比常见火险气象预报模型高23.9%;针对历史未过火点进行模拟预报,低于火险三级的预报,该模型比常见火险气象预报模型高14%。可以看出,所构建的林火发生预报模型的预报精度明显高于火险气象预报模型,可以更好地反映客观森林环境的真实火险。     

喀纳斯泰加林林火烈度分析

【目的】 在喀纳斯自然保护区泰加林中,寻找火干扰林分并设置样地进行火干扰调查,利用耐火树种西伯利亚落叶松(Larix sibirica Ledeb.)的火疤外。在属性因子量化喀纳斯自然保护区泰加林的林火烈度,可作为该自然保护区林火烈度划分的依据。【方法】 采用调查结合聚类分析,对喀纳斯自然保护区的林火烈度进行可量化划分等级。得到烈度各个等级的表征因子范围值。【结果】 喀纳斯自然保护区的林火烈度可量化为高、中、低3个等级,高烈度火烧样地占总数的37.4%;中度火烧的样地占总数30.7%,低烈度火烧占总数的31.8%。喀纳斯自然保护区火干扰史归属于1880~2000年的63个年份,1990以前的年份发生的林火烈度等级不均,1990年后发生自然火烧的次数减少,且以中、低等级的火干扰为主。【结论】 该保护区发生的自然火烧以高烈度和中度干扰为主;林火烈度受地形因子、火前林分组成和林火管理的影响。     

黑龙江省夏季林火与气象环境条件的相关分析

利用2001-2007年黑龙江省所辖林区的夏季林火火场资料以及相应地区的降水、气温、相对湿度、风速、日照等气象资料,分析黑龙江省夏季林火特征以及夏季林火与气象条件的相关关系.结果表明:黑龙江省夏季林火集中期为7月25日-8月16日,且夏季林火日变化明显,主要发生在15:00-17:00时,多发生在大兴安岭和黑河林区(50°44′～53°24′N,121°34′～126°40′E),此地区是黑龙江省夏季林火防御的重点区域,其中雷击火是引起森林火灾的主要原因;雨日里,出现林火的概率较低,75%以上林火当日无降水;日最小相对湿度＜40%时易发生林火,40%的林火当日最小相对湿度＜30%;日平均气温在15～25 ℃、日最高气温25～35 ℃是夏季林火发生的关键温度区间;在日照时数超过6 h易发生夏季林火.经过方差分析发现:降水量、最小相对湿度与林火具有显著的负相关,气温、地温、日照时数、风速均与林火具有显著的正相关.     

基于神经网络的森林火灾危害程度预测研究

以可燃物分布、可燃物含水量、可燃物载量、可燃物种类、平均月发生次数、距居民点距离、坡度、温度、湿度等因素为输入变量,危害程度为输出变量,采用BP神经网络建立了林火危害程度预测模型,定量分析这些指标对林火危害程度的影响规律。结果表明:模型具有较高的预测精度,输出结果的误差小于3%。     

基于树轮化学元素分析的林火历史信号初探

【目的】分析森林火灾对柳杉（Cryptomeria fortunei）树轮中化学元素含量的影响，揭示林火发生与树轮中化学元素含量变化的相关规律，为林火历史的研究探索新方法。【方法】以福建周宁县2015年发生林火的过火区域、距离火场<500 m区域和距离火场>1 500 m区域柳杉2010-2019年树轮为研究对象，采用电感耦合等离子体质谱法（ICP MS）检测树轮中P、K、Ca、Mg、B、Cu、Fe、Mn、Zn、Na、Al、Ni共12种化学元素的含量，分析其在林火发生前后的变化与相关性。【结果】大部分元素 (B、Mn、Ca、Cu、Zn和Ni)含量最大值出现在火灾发生后第1年，或最小值出现在火灾发生后第2年。过火区域中林火对于B和Mn元素影响较为明显，主要表现在:B和Mn含量在林火前后具有显著差异性；Mn含量在火灾发生前与火灾发生当年呈负相关，但与火灾发生后第1年呈正相关；B与Mn元素间含量在火灾发生当年呈强相关性。此外，采样点距离火场区域的距离对Ca、Fe、Ni、Cu和Zn元素含量有显著影响，主要表现在：距离火场区域越远，Fe、Ni、Cu、Zn元素含量在林火前后的差异性越显著，Cu和Zn元素含量在火灾发生前与火灾发生当年的相关性越高，Fe、Ni、Cu和Zn元素间含量在火灾发生前与火灾发生后第2年的相关性越高。【结论】树木年轮中的化学元素含量变化可作为林火历史信号示踪器。     

应用地理加权逻辑斯蒂回归模型分析浙江区域野火的相关因子

野火是森林生态系统重要干扰因子,维持生物多样性和生态系统结构关键因子,也是对森林资源、大气环境和人类生命财产安全造成威胁主要因子。以2001—2018年浙江区域MODIS野火数据为研究基础,运用地理加权逻辑斯蒂回归方法,结合气象、植被和地形等自然因素,分析浙江野火时间变化特征及相关因子。结果表明:浙江区域野火时间变化不均匀,导致防火期提前,当年10月至次年4月野火发生占全年总火点的95.28%,其它月份仅占4.72%。防火期对野火的发生影响显著的因子主要有日最高地表气温、日平均风速、日降水量、日平均气压、日最低温度、日最小相对湿度、年平均降水量、海拔、坡度和植被覆盖度;非防火期对野火发生影响显著的因子主要有日最高地表气温、日降水量、日照时间、年平均降水量、年平均气温、海拔、坡向指数和前一年植被覆盖度。防火期和非防火期的高火险区域主要集中在温州中部和东部、温州与丽水市交汇区域、绍兴市与宁波市交汇区域,说明不同时期、不同区域可以采取不同的野火管理政策。     

福建三明地区森林火险区划

根据三明地区2000-2009年的林火数据,选取平均单次火灾过火面积、平均单位面积林火发生次数、平均单位面积损失蓄积量、森林活蓄积量4个因子,运用聚类分析方法对三明地区11个区县(梅列区和三元区统称市区)林火情况进行了划分,最终得到四类区划:一级火险区为大田县,占总面积10％;二级火险区为尤溪县,占总面积15％;三级火险区包括建宁、泰宁、清流、宁化、沙县,占总面积40％;四级火险区包括将乐、明溪、永安、市区,占总面积的35％.根据各类区划结果绘制了森林火险区划图,并分析了不同火险区林火预防和扑救情况,提出了预防和扑救对策.     

基于ITPCAS驱动数据集的黄河源区植被变化及其与气候因子相关分析

【目的】厘清近年来黄河源区植被覆盖变化及其对驱动因子的响应,为黄河源区生态环境可持续发展与科学预估气候变化对植被格局的影响提供理论依据。【方法】基于1999-2015年SPOT VGT-NDVI数据集和中国区域高时空分辨率地面气象要素(ITPCAS)驱动数据集,运用趋势分析、Mann-Kendall非参数统计检验、R/S分析和相关分析等方法,分析了1999-2015年NDVI和气象因子的时空变化特征,并探讨温度、降水量、地表净辐射(R_n)等气象因子以及人类活动对植被覆盖变化的影响。【结果】(1)黄河源区多年平均NDVI空间分布呈东南高、西北低的格局,整体上NDVI呈增加趋势,每10年增速为1.6%,其中上升趋势的区域占研究区78.2%;NDVI在2003年附近存在突变;同时期温度和降水为振荡上升趋势,而R_n为振荡下降趋势,并且未来NDVI和各气象因子将持续这种变化趋势。(2)年平均NDVI与年平均温度呈显著正相关关系,与年平均降水量呈不显著正相关关系,而与年平均R_n呈不显著负相关关系;在偏相关分析中,NDVI与年平均温度的相关性最好。(3)NDVI对温度、降水量变化的响应滞后1个月左右,对R_n变化的响应滞后2个月左右。【结论】ITPCAS驱动数据集在黄河源区有较好的适用性;在年尺度和月尺度上,温度都是黄河源区植被生长影响最大的气象要素;黄河源区植被覆盖的增加主要归因于温度上升以及生态保护"综合性"工程的实施。     

黑河流域参考作物蒸散量与气象因素的相关关系研究

【目的】研究黑河流域参考作物蒸散量(ET_0)与气象因素间及各气象因素间的相关关系,精确估算和预测黑河流域ET_0.【方法】基于黑河流域17个气象站点1960-2014年逐日气象资料,在利用Penman-Monteith公式计算逐日ET_0的基础上,分析ET_0与气象因素的年际变化特征,将通径分析法和主成分分析法相结合,从线性关系和方差贡献2个角度综合探讨ET_0与气象因素间及各气象因素间的相关关系.【结果】近55a间黑河流域年均ET_0、平均温度和降水量呈增加趋势,平均相对湿度、平均风速和日照时数呈递减趋势.平均温度和平均风速间以及平均相对湿度、日照时数和降水量间线性关系显著,平均相对湿度主要受平均温度的主导影响;线性关系和方差贡献分析气象因素影响程度结果基本一致,影响程度排序:平均相对湿度>降水量>平均风速>日照时数>平均温度.【结论】单因素作用方面平均相对湿度为影响ET_0变化的主要因素,平均温度主导平均相对湿度的变化,多因素共同作用方面日照时数与降水量相组合是ET_0波动性变化的主导因素,多方面的共同作用造成黑河流域ET_0呈上下波动式的增加趋势.从不同角度综合分析能更全面探寻ET_0与气象因素间及各气象因素间的相关关系,为ET_0的变化特征提供科学依据.     

甘肃省林区气候特征及其与森林火险的关系

【目的】为保护和发展甘肃省现有森林,改善自然资源匮乏、生态环境脆弱的局面提供参考依据。【方法】利用甘肃林区1971~2003年气象要素、1988~2003年森林火灾及1990~2001年植被指数资料,采用统计分析方法对甘肃11个主要林区的气候特征及变化进行了分析,并对林区气象条件与火险的关系进行了研究。【结果】甘肃林区气温自东南向西北、由盆地向高山逐渐递减,各林区气温在1971~2003年总体呈上升趋势;林区降水量自东南向西北递减,且逐年呈下降的趋势。各林区相对湿度的年变化有春低秋高和冬低秋高2种类型,蒸发量具有明显的季节变化特征;在3~10月植物生长期,干旱现象明显,近十几年来干旱状况较严重。气象要素及干旱指数与森林火险密切相关。【结论】在气温高、湿度大、降水量多、干旱指数高的季节,火灾发生率较低,而在天气寒冷、空气干燥、降水量稀少、干旱指数低的季节,火灾发生率较高。相对湿度、平均气温、最低气温、最高气温、降水量等气象要素及干旱指数,可用于甘肃森林火险的预警工作。     

基于RS和GIS的庐山森林火险区划研究

依据庐山历史森林火灾特点,选取防火期平均最高气温、平均气温、平均降水量、平均最长连旱天数、平均风速、植被类型、海拔、坡度和坡向9个因子作为森林火险区划指标,并按照各区划因子对林火的灵敏度或其对成火的影响分别被赋予不同的权重.通过采用RS和GIS技术,利用Landsat TM影像提取植被信息图层;再利用地形图扫描数字化生成1:5万的数字高程模型(DEM),一方面提取有关地形信息(海拔、坡度、坡向),另一方面结合庐山及周边7个气象站气候资料建立的气候资源数据库和地理推算模型,采用小网格推算方法进行整体插值,生成气候资源分布图;最后采用因子加权叠置法整合所有单因子专题图,生成综合区划图,并将研究区划分为特级、Ⅰ级、Ⅱ级3个森林火险区.     

陕西渭北旱塬“粉红女士”苹果品质与气象因子的关系

【目的】研究"粉红女士"苹果品质与气象因子的关系,为"粉红女士"苹果优质生产、合理区划提供理论依据。【方法】2005-2007年,对陕西渭北旱塬3个生态类型区(由南至北分别为富平、白水、洛川)栽培的"粉红女士"苹果的果实品质进行测定,利用多元统计法研究果实品质与年平均气温、年有效积温、年降水量等气象因子的相关关系,并根据建立的回归方程,求出使"粉红女士"苹果果实品质达到优良的主要气象因子最适值。【结果】3个生态类型区"粉红女士"果实的总糖、总酸和果皮花青苷含量等差异较大,富平产区的果实综合品质表现较优,而洛川产区的较差;4～10月平均降水量、年有效积温、4～10月平均气温日较差、年均日照时数是影响"粉红女士"苹果品质的主要气象因子,其中年有效积温、4～10月平均降水量是主要限制因子;年平均气温12.2℃,年有效积温3210℃,年均日照时数2573h,4～10月日照时数1680h,4～10月平均降水量484mm,4～10月平均气温15.5℃,4～10月平均气温日较差10.8℃,是"粉红女士"苹果果实品质表现优良的适宜气象因子。【结论】建立了"粉红女士"果实优质的主要气象因子评价体系和最适值。     

四川省森林火灾与气象因子的关系

【目的】研究四川省近30年森林火灾重灾区火灾发生与气象因子的关系。【方法】对四川省21个地区的森林火灾发生情况进行统计分析,将其划分为重度火灾、中度火灾和轻度火灾3个火灾区域;基于1979-2008年的森林火灾数据和气象数据,通过相关性分析、主成分分析、回归分析,探讨重灾区火灾发生与各气象因子的关系。【结果】四川的森林火灾主要集中在凉山州、攀枝花市和甘孜州,其年均火灾面积分别为2 866.99,1 141.84和1 129.00hm2,发生火灾次数占到全省的61.6%,火灾面积占到全省的92.4%;在火灾重灾区,风速、日照时数、降水量与林火的发生呈显著相关;各个地区森林火灾的发生都有各自的主导气象因子,并且随时间的发展随机变化,在某些年份火灾的发生可能是某些极端气候所导致。【结论】四川省森林火灾的发生总体上随时间推移呈现下降的趋势,重灾区森林火灾与风速、日照时数、降水量呈显著线性相关。     

吉林省东部地区植被覆盖度变化及影响因子

应用像元二分模型、多元线性回归分析方法,以2000—2010年吉林省东部植被覆盖数据为基础,综合考虑高程、气象因子、林火干扰和社会经济等因素,对吉林省东部植被覆盖度变化及影响因子进行了分析.为减少随机样本的误差,保证数据的稳定性,将原始数据集随机分为建模样本(60%)和校验样本(40%),在划分建模样本和校验样本时分别做5次重复,对5个样本分别进行模型拟合并选择显著出现3次及以上的变量进入最终模型进行拟合.结果表明:2000—2010年,吉林省东部植被覆盖呈上升趋势,但整体变化较小;研究区域植被变化类型以稳定和增加为主,占研究区总面积的91.6%,植被退化类型面积仅占研究区的8%,呈零星分布.吉林省东部的植被覆盖度变化是地形因子、气象因子和社会经济因子综合作用的结果,其影响因子重要性顺序为:"高程""月平均降水""人口密度""坡度""农村居民收入""月平均相对湿度".     

基于MODIS卫星火点数据的浙江省林火时空动态变化特征

  目的  研究森林火灾时空动态变化特征，有助于掌握森林火灾发生规律及变化趋势，为火险期划分和防火资源的合理分配提供科学依据。  方法  本研究基于MODIS卫星火点数据，运用数据统计、Mann-Kendall趋势检验法和滑动t检验，对浙江省2001—2016年森林火灾时空分布特征、变化趋势和防火期的变化进行研究。  结果  （1）2001—2016年浙江省森林火灾整体呈上升趋势，春季、夏季和冬季是林火发生主要季节。其中春、夏两季森林火灾显著增长，秋、冬两季森林火灾呈先上升后下降的变化趋势。浙江省传统定义火险期的林火数量呈下降趋势，而更多的林火在夏季发生，火险期由11月至翌年4月变为1月19日至9月1日，向夏季偏移和延长。（2）浙江省森林火灾空间分布呈现出由西南向东北递减趋势，其中杭州市、衢州市、丽水市和温州市森林火灾发生频率较高，且在防火期、春季和夏季呈上升趋势。  结论  研究建议浙江省加强西南地区及春、夏两季森林火灾监测和防火宣传，适当调整火险期和防火资源时空分配，将有助于抑制浙江省森林火灾的增长趋势。