从预防树冠火角度确定云南松的最低修枝高度

为确定可以阻止云南松林地表火向树冠火转化的最低修枝高度,测定云南松针叶的着火点,在自行设计的燃烧床上对不同载量的云南松林细小可燃物进行6次燃烧试验,通过分析可燃物地表火过程中燃烧区域垂直方向上的温度变化,将燃烧区域垂直方向上最高温度等于着火点处的高度确定为云南松的最低安全修枝高度.经推算,可燃物载量为2.32 ks/m2.44 ks/m2、61 ks/m2、3.19 kg/m2、3.77 ke/m2、4.06 kg/m2时,云南松的最低安全修枝高度分别为0.83 m、1.14 m、1.21 m、1.51 m、1.62 m、1.86 m.     

昆明地区华山松纯林枯枝的燃烧性研究

【目的】枯枝是在垂直方向上的连续性可燃物,是地表火转化为树冠火的关键,研究华山松纯林枯枝的燃烧性,以评估其可能形成树冠火的危险性。【方法】森林防火期内在云南森林自然中心华山松纯林连续分布区,进行外业调查,采集样品并进行室内燃烧试验,结合野外状态和实验室分析测定,利用含水率、载量、热值、引燃时间、火焰维持时间、无焰燃烧维持时间等指标,研究了华山松纯林枯枝的燃烧性。【结果】在防火期,华山松纯林枯枝的含水率为5.97%～15.66%,载量为0.09～0.57 kg/m~2,热值为17 291～18 812 kJ/kg,引燃时间为3.5～4.1 s,火焰维持时间达到9.2～16.9 min,无焰燃烧维持时间26～36 min。【结论】华山松纯林枯枝的含水率极低,载量不大,灰分含量较高;在防火紧要期,枯枝很易燃,只要有火源就能轻易被引燃,而一旦发生火灾,火焰能顺着枯枝快速蔓延至树冠形成树冠火。     

北京门头沟区主要林分类型地表火行为模拟研究

  目的  地表火是最常见的林火类型，直接影响植被更新和生态系统的养分配置与循环。反映林火行为的常见指标有火蔓延速度、单位面积发热量、火强度和火焰高度。根据实际林分和立地条件进行火行为模拟，可以揭示林火发生条件，并有效判断树冠火发生的可能性，为林火的预防和扑救决策工作提供科学依据。  方法  选取北京市门头沟典型林分（刺槐林、油松林、侧柏林）为调查对象，每个林分设置5块样地，共计15块样地。通过野外调查获取可燃物载量（灌木可燃物、草本可燃物、1时滞可燃物、10时滞可燃物、100时滞可燃物）、林分因子（第一活枝下高、第一死枝下高、树高、胸径、郁闭度）和立地因子（海拔、坡度、坡向、坡位）数据，使用BehavePlus6软件，基于气象参数和可燃物参数，模拟不同燃烧条件下不同林分类型的火行为指标，分别为地表火蔓延速度、单位面积发热量、火线强度和火焰长度；使用R语言进行主成分分析，根据贡献率探讨林分因子、立地因子和可燃物因子对火行为的潜在影响。  结果  侧柏林、刺槐林和油松林的可燃物总载量分别为15.35、17.59、15.28 t/hm2，其中易燃可燃物载量（即上层枯叶、易燃草本、1 时滞可燃物）分别是4.55、4.41、6.18 t/hm2，分别占林分总可燃物载量的29.6%、25.1%、40.4%。防火期内门头沟区的平均风速为2.2 m/s（7.9 km/h），地表火蔓延速度油松林 > 侧柏林 > 刺槐林，速度分别达11.5、11.1、8.0 m/min。单位面积发热量油松林 > 侧柏林 > 刺槐林，分别为23 091、21 155、18 413 kJ/m2；火强度油松林 > 侧柏林 > 刺槐林，分别为4 426、3 882、2 468 kW/m；油松林火焰高度变化范围分别是0.89 ~ 3.40 m、1.34 ~ 2.91 m、1.78 ~ 3.88 m，同等条件下火焰高度油松林 > 侧柏林 > 刺槐林；8级大风天气下（风速17.9 m/s，64.4 km/h），地表火行为的模拟结果会略有改变，侧柏林的火蔓延速度更快、火强度更高，油松林、刺槐林次之。根据主成分分析的因子贡献度，分别得出影响3种林分火行为的主成分，侧柏林、刺槐林与油松林的第1与第2主成分分别为可燃物构成（可燃物载量及影响其分布的地形因素）与林分因子、可燃物构成与可燃物含水率、林分因子与可燃物含水率。  结论  （1）易燃可燃物载量是影响林分火行为的关键因子。（2）可燃物含水率对火行为指标的数值起决定作用，可燃物含水率的临界值影响林火发生类型。可燃物湿润时无论风速大小，林地难以起火；可燃物干燥时处于易燃状态，大风天气时容易发生蔓延快、强度高的地表火。（3）可燃物连续性是决定地表火发展成为树冠火的关键因素，火焰高度大于第一活/死枝下高，极有可能从地表火发展成为树冠火，扑救难度极大。建议需定期修枝割灌，清理林下可燃物，降低火险。      

北京市十三陵林场油松林地表火行为模拟

目的油松林是华北地区典型针叶林分,易发生森林火灾。通过对油松林地表火行为模拟研究可以为森林可燃物管理,林火预防及扑救提供科学依据。方法本研究以北京市十三陵林场油松林为研究对象,通过野外调查地表枯死可燃物(1、10、100 h时滞)和灌层可燃物,记录林分因子(第1枝下高、树高、林龄和胸径)和环境因子(坡度、坡向和海拔)。结合内业实验测可燃物含水率和热值,利用火行为模拟软件BehavePlus5.0,对1 h时滞可燃物设定不同含水率和风速值,模拟所研究林分地表火蔓延速度、火线强度、火焰高度以及单位面积发热量4个重要的火行为指标。结果1、10、100 h时滞和灌层可燃物占总可燃物载量比分别为78%、5%、4%和13%。基于实测可燃物载量和含水率,油松林地表火蔓延速度平均值为2.1 m/min,火线强度平均值为270 kW/m,火焰高度平均值为0.95 m单位面积发热量平均值为7 139 kJ/m2。油松林1 h时滞可燃物载量显著高于10 h时滞和灌层可燃物载量。在1 h时滞可燃物含水率为6%,风速为40 km/h的强风和干旱天气条件下,油松林地表火蔓延速度平均值为15.1 m/min,火线强度平均值为3 278.5 kW/m,火焰高度平均值为3.1 m,单位面积发热量平均值为12 337.5 kJ/m2。结论油松林内1 h时滞细小可燃物载量高于其他类型可燃物载量。地表火蔓延速度慢,火强度低,火焰高度低于第一枝下高,在正常天气条件下容易被扑灭。模拟结果表明油松林在低含水率的条件下,风速会显著增加地表火蔓延速度,难以人为扑灭,需清理地表可燃物,降低火险。      

计划烧除对云南松林地表可燃物火行为的影响

  目的  明确周期性（烧除周期为1年）计划烧除条件下云南松纯林地表可燃物状态,以及这类可燃物相应的火行为特征,探究计划烧除对云南松地表可燃物火行为的影响,为合理评估计划烧除的生态意义以及林火管理与扑救提供科学依据。  方法  运用野外调查采样与实验室模拟燃烧法,并结合SPSS 23.0软件,对数据进行处理与分析,探究云南省新平县照壁山云南松纯林样地内,计划烧除林分下的可燃物种类、载量、含水率等特征对室内模拟火场温度、火焰高度、热辐射、蔓延速率、烧除率、火强度等火行为的影响。  结果  （1）云南松纯林地表可燃物主要是凋落的松针,外加少量枯落的松枝和球果以及枯死的蕨类,种类较单一且林下可燃物大多为细小可燃物。（2）2018—2020年间,云南松纯林林下地表枯死可燃物含水率的平均值分别为9.39%、8.04%、9.89%,平均载量分别为（0.937 ± 0.303） kg/m2、（0.926 ± 0.253） kg/m2、（0.669 ± 0.248） kg/m2。（3）实验室内模拟火行为包括:火强度为（245.95 ± 130.51） kW/m,火焰高度（0.92 ± 0.22） m,火场温度达（437.5 ± 171.6） ℃,热辐射（6.3 ± 0.9） kW/m2,蔓延速率为（1.1 ± 0.3） m/min,可燃物点着时间为1 s,烧除率为62%左右。（4）自然状态下的云南松的死亡率约为1.33%,在2018、2020年外业调查时,计划烧除下的云南松死亡率分别为0.93%、1.27%,云南松具有一定的抗火性和耐火性。  结论  （1）周期性计划烧除下的云南松纯林:林分郁闭度较大,林下易燃植被较少,以松针凋落物和草类为主。(2)计划烧除可有效减少地表可燃物负荷量,地表可燃物的平均载量不到1 kg/m2。防火期内,云南松林地表枯死可燃物的含水率低于10%,极易被引燃,但火焰高度在0.5 ~ 1.5 m范围内,火强度不高于750 kW/m,属于低强度地表火;火场温度高,热辐射强,火蔓延速度一般,火场可人工控制;实验室模拟烧除率高,燃烧效果好。（3）在易火生境以及对火有一定适应性的林分中,开展周期性计划烧除必要且可行。      

会东县华山松森林质量精准提升对策研究

华山松是中速生针叶果材兼用树种。近年来，会东县依托林业重点工程建设，大力营造华山松林，华山松籽已成为会东县一大特色林业产业，但其林分栽植密度高、林木生长缓慢、林内可燃物载量大等问题，严重制约着华山松在林业发展中的重要作用，因此，会东县华山松森林亟待进入提升质量阶段。全面阐述了四川省会东县华山松森林质量状况，剖析了当前制约其发展的主要问题，提出了华山松森林质量精准提升对策。     

秦岭南坡华山松林潜在火险性影响因子的研究

应用３７块标准地、１８５个样方的调查资料，在地表总易燃可燃物载量，枯落物含水率为１０％时的易燃可燃物总含水量２个因子上，对秦岭南坡华山松林的５个林型进行潜在火险排序；以山坡下部华山松林型为代表，结合测定树无声支易燃可燃物密度，研究了林势混交比对地表火和树冠潜在火险性的影响，对此并进行了数量化趋势描述；文中同时也探讨了林分潜在火险性的研究方法。     

北京地区主要针叶林易燃可燃物垂直分布

为研究易燃可燃物负荷量及空间分布对林火种类、火行为等的影响,该文以北京市八达岭林场4种针叶林型为研究对象,比较4种林分相同垂直层面和不同空间层次上的易燃可燃物负荷量及分布,分析不同林分的火种类、林火行为和森林火险,并基于林分总负荷量评估森林燃烧性。结果表明:侧柏林易发生高强度林火,由于冠层易燃可燃物较少,可以发生树冠火,但不利于蔓延;油松林不易发生地表火,因为地表可燃物清理迹象严重,但一旦起火,易形成蔓延速度较快的树冠火;华山松林可以发生火灾并形成中强度地表火;华北落叶松林可以发生地表火,但树种本身难燃,在极端环境条件下,可以发生树冠火。4种林分的燃烧性为:侧柏林油松林华北落叶松林华山松林。      

丰林保护区地表森林死可燃物载量与环境因子的关系

依据1、10、100 h时滞可燃物分类标准,对丰林自然保护区不同红松林群落类型内的地表死可燃物载量进行了对比分析,并利用DCCA排序法对其与环境因子的关系进行了定量分析.结果表明:椴树红松林内地表死可燃物载量最高,枫桦红松林内地表死可燃物载量最低;DCCA排序揭示了该地区地表死可燃物载量分布与海拔、坡度、坡向、坡位、郁...     

山东半岛昆嵛山地区主要森林类型可燃物垂直分布及影响因子

为探讨林火种类、火行为等对不同森林类型可燃物负荷量空间分布的响应,围绕山东半岛昆嵛山地区主要森林类型的地表可燃物和冠层可燃物负荷量、3个地形因子（坡度、坡位与海拔）、3个林分因子（平均树高、平均胸径与郁闭度）,比较不同林分不同空间层次上的可燃物负荷量等级分布特征和林火行为趋势,分析不同层次可燃物的负荷量与环境因子之间的相关性。结果表明,不同林分之间可燃物垂直分布呈显著性差异,各林分地表火形成树冠火的概率存在差异,表现为赤松-刺衫林>赤松纯林>赤松-华山松林>赤松-火炬松林>华山松纯林>火炬松纯林>赤松-麻栎林>麻栎纯林;枯落物层负荷量与郁闭度、胸径呈显著正相关,与海拔呈显著负相关;草本层和灌木层负荷量均分别与坡位、郁闭度呈显著或极显著负相关性,草本层负荷量还与树高、胸径有显著负相关关系。     

滇中云南松和华山松林林窗与林缘主要易燃植物的调查

在分析滇中地区云南松和华山松林火灾危险的基础上,提出了林窗、林缘易燃植物的辨识标准,调查和记录了云南松和华山松林林窗主要易燃植物28种,分属于12科,25属,提出了在林窗和林缘种植难燃植物、封山育林、修枝和可燃物的安全利用等森林防火措施。     

紫茎泽兰茎叶的燃烧性

为全面了解紫茎泽兰Eupatorium adenophorum的燃烧性,在防火戒严期内,对紫茎泽兰和对比植物的老活叶片、新叶片分别进行了100%氧气氛下的燃烧试验、垂直燃烧试验,计算了各种植物活叶片的燃烧速率、损毁程度;对紫茎泽兰活茎与旱冬瓜Alnus nepalensis活枝进行了点燃试验,测定了点燃时间和温度;对紫茎泽兰干枯茎与华山松Pinus armandii干枯枝进行了50%氧气氛下燃烧和105℃恒温条件下干燥试验,计算了燃烧速率,绘制了样品干燥过程质量变化曲线。分析表明:①紫茎泽兰老活叶片的燃烧性与中华常春藤Hedera nepalensis var.sinensis,常春油麻藤Mucuna sempervirens和大叶女贞Ligustrum lucidum相近,但损毁程度远低于滇青冈Cyclobalanopsis glaucoides和滇润楠Machilus yunnanensis;②在6种植物的垂直燃烧试验中,紫茎泽兰新叶片的燃烧速率最大而损毁程度各项指标均居中;③在质量或尺寸相近的情况下,紫茎泽兰活茎较旱冬瓜活枝难燃;④在直径相近的情况下,紫茎泽兰干枯茎较华山松干枯枝失水快,燃烧速率大于华山松干枯枝。     

紫茎泽兰的燃烧火行为特征

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng)是一种外来入侵物种,干枯的紫茎泽兰植株具有较好的易燃性,并且紫茎泽兰植株枯死期正是昆明地区的森林防火期,对森林防火具有重要的影响。在昆明周边的林区内进行外业调查、采集紫茎泽兰样品,并在可控条件的实验室内利用热电偶等测定紫茎泽兰的燃烧火行为特征(包括点燃时间、辐射热、火焰高度和蔓延时间等)。结果表明:(1)垂直燃烧的平均点燃时间、蔓延时间和火焰最大高度都大于水平燃烧(31、1 s;3.50、1.67 min;300、120 cm)。(2)水平燃烧的平均火焰最高温度大于垂直燃烧(761、611℃);(3)水平燃烧和垂直燃烧的平均热辐射没有明显差异。紫茎泽兰水平燃烧和垂直燃烧时的温度高,释放能量大,热辐射强,是地表火垂直转换为树冠火的重要介质,也是地表火水平快速蔓延的通道。紫茎泽兰垂直燃烧的火灾危险性较大,且燃烧后具有较大发生复燃的可能性。应在防火期来临前对紫茎泽兰进行清除,以减少森林火灾发生的频率和强度。     

北京地区主要乔木树种的抗火性分析

以北京地区的17种主要乔木树种为研究对象,利用主成分分析法对影响树种抗火性的4项理化性质指标(绝对含水率、热值、灰分含量、抽提物含量)和9项生物学及生态学指标(物候期、树冠浓密度、叶子特征、树皮状况、萌芽力、幼年生长速度、自然整枝度、地被物结构和林分卫生状况)进行了分析,并对各树种抗火性进行了综合评价。结果表明:17种乔木的抗火性能由强到弱依次是榆树、栾树、暴马丁香、柳树、核桃楸、刺槐、杨树、糠椴、黑桦、小叶朴、山杏、元宝枫、辽东栎、白梨、华山松、华北落叶松、油松。其中,榆树、栾树、暴马丁香、柳树和核桃楸的抗火性较强;油松、华北落叶松、华山松、白梨、辽东栎和元宝枫的抗火性较弱;而刺槐、杨树、糠椴、黑桦、小叶朴和山杏的抗火性居中。     

修枝对复合农林系统内小气候及作物生长的影响

对复合农林系统内的杨树进行4种不同强度的修枝处理,分别为修掉树冠高度的1/6、2/6、3/6、4/6,以CK(不修枝)为对照,对复合农林系统内的小气候和林下作物生长情况进行了研究。结果表明:修枝能有效增加林下光合有效辐射39.7%～98.9%,随之引起其他气候因子变动,包括增高林下气温及叶温、降低空气相对湿度并减少浅层土壤的含水量。修枝强度越大,这种增温和减湿的作用越明显。就林下玉米生长情况而言,修枝能有效增加玉米的净光合速率和蒸腾速率,并显著促进玉米植株增高、增粗、增重,且越到后期修枝对玉米生长的促进作用越明显。修枝能有效增加林下玉米产量,并主要通过增加玉米穗数增产。说明修枝在保证林冠功能的前提下,作为复合农林系统优化措施是可行的。      

3种针叶树种树皮的阻燃性研究

在火烧迹地调查的基础上，分析了滇中云南油杉Keteleeria evelyniana，华山松Pinus armandii．云南松Pinus yunnanensis等3种树种在不同林火行为下的耐火性差异，确定了从树皮的阻燃性角度分析林木耐火性的研究方法。对3种树种的树皮的结构进行了调查，对树皮的平均厚度、含水率、导热系数、氧指数和热辐射作用下的质量损失过程和树皮内表面温度变化过程6个阻燃性相关因子进行了测定和分析。结果表明：①云南油杉树皮内皮层结构完整不开裂，外皮层疏松，平均厚度是云南松和华山松树皮的1．38和3．07倍，导热系数为云南松树皮和华山松树皮的67．66％和54．85％，氧指数是云南松和华山松树皮的1．25和1。33倍。在热辐射作用下，云南油杉树皮内表面升温速率低，热分解缓慢，阻燃性最强，云南松树皮的阻燃性次之，华山松树皮的阻燃性最差。②树皮阻燃性的不同造成了云南油杉、云南松和华山松树种间耐火性差异。根据3种树种树皮的阻燃性和林木耐火性差异提出了相应的森林消防措施。图3表3参11     

两种截冠处理对种子园樟子松幼龄母树生长的影响

【目的】樟子松是我国北方干旱和半干旱沙区防风固沙和水土保持的重要树种。研究两种截冠处理对种子园幼龄樟子松母树生长的影响,以期为樟子松种子园母树科学管理提供理论基础。【方法】本研究樟子松幼龄母树为研究对象,研究截冠矮化处理L2和L3对樟子松幼龄母树树高、地径、冠幅、枝下高、一年生小枝、二年生小枝、萌芽数量7个生长指标的影响。【结果】结果表明,截冠处理L2和L3均抑制了樟子松幼龄母树树高的生长,对母树的地径和冠幅的生长有明显的促进作用;截冠处理L2和L3和对照组一年生小枝和二年生小枝的平均长度的大小顺序均为L3 ＞L2 ＞ 对照,说明截冠处理对小枝的长度有一定影响,截冠处理L2对樟子松幼龄母树一年生小枝与二年生小枝的长度无显著影响,截冠处理L3对樟子松幼龄母树一年生小枝长度无显著影响,但对二年生小枝长度有显著影响。两种截冠处理对樟子松幼龄母树的枝下高和萌芽数量无明显影响。【结论】两种截冠处理对幼龄母树生长均有不同程度的影响,L3更适合樟子松幼龄母树管理。本研究为樟子松种子园幼龄母树的科学管理提供了基础数据和理论依据。     

防火树种着火特性的研究

对木荷、火力楠、阿丁枫等树种着火特性的研究结果表明：防火树种的着火温度均高于针叶树，其中以木荷鲜叶的着火温度为最高，分别比杉木和马尾松高５８．２℃和７４．７℃；树叶的着火感应周期与炉温的关系可用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程拟合；影响树叶着火温度的主要内在因子为含水率、苯－乙醇抽取物含量及挥发份发热量等．     

妙峰山林场主要针叶林冠层特征及潜在火行为

目的树冠火是一类对森林生态系统特别是针叶林造成严重损害的森林火灾。了解针叶林冠层特征, 探究树冠火发生、蔓延机制, 估测潜在冠层火行为是预防和扑救树冠火的关键。方法本研究以妙峰山地区主要的针叶林, 油松林和侧柏林作为研究对象, 调查灌木、草本和地表枯落物负荷量, 采用分段标准枝法对冠层可燃物负荷量进行了分层调查与测算, 研究冠层特征(冠层密度、冠层可燃物负荷量)的垂直分布规律; 并利用树冠火发生和蔓延模型以及火焰高度和强度模型, 按照树冠火类型划分标准, 研究针叶林树冠火发生的概率、类型和潜在火行为。结果油松林平均冠层密度为0.192kg/m3, 侧柏林为0.127kg/m3, 油松林冠层平均有效可燃物载量为1.21kg/m2, 侧柏林为0.619kg/m2; 油松林和侧柏林的下层(0~3m)垂直分布差异性较大, 油松林下层可燃物负荷量占整体负荷量10.5%, 而侧柏林则高达21.1%;在中等和高的燃烧情况下, 2种林分均表现出较高的潜在火行为指标, 油松林最高蔓延速度、火线强度和火焰高度分别为:91m/min、45281kW/m、23m, 侧柏林为85m/min、19911kW/m、16m。结论冠层密度和冠层可燃物负荷量随树高变化趋势相似; 林分树冠火发生概率和类型与林分冠层可燃物和冠层密度的垂直分布关系密切; 2种林分的连续型树冠火的潜在火行为估算指标具有蔓延速度快, 火焰强度大, 火焰高度高的特点, 一旦发生树冠火, 人为处置困难。      

云南3种乔木防火期内含水率变化及预测模型

乔木是森林可燃物重要部分,乔木叶片含水率预测是森林火险预报和火行为预报系统的重要任务之一。为了探究乔木叶片含水率变化规律及影响因子,对云南昆明3种典型乔木叶片的含水率变化进行研究。在侧柏(Platycladus orientalis)、云南松(Pinus yunnanensis)和华山松(Pinus armandii)林分内设置样地,于2014年2月19至5月29日进行为期100d的连续野外含水率观测,并同步监测样地内气象因子,分析了昆明地区3种主要乔木叶片在防火期内含水率的动态变化及影响因子,并建立了每种乔木可燃物类型的含水率变化预测模型。结果表明:1)防火期内3种乔木活可燃物的最低含水率都<130%,有发生树冠火的潜力。3种乔木的燃烧性由大到小依次为:侧柏、云南松、华山松。2)日平均湿度、降雨量及前5日降雨量对3种乔木活可燃物含水率都有显著影响。3)3种乔木可燃物含水率预测模型的平均绝对误差及平均相对误差的范围分别为8.4%～15.9%、6.3%～10.3%。研究结果为我国林火预测预报系统研究提供基础资料和科学依据。