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。      

兴安落叶松针叶床层火蔓延的模拟

以黑龙江省帽儿山地区典型森林类型兴安落叶松林地表可燃物为研究对象,分析不同可燃物含水率、可燃物载量、风速和坡度与火蔓延速度之间的关系,共进行4(可燃物载量)×4(可燃物含水率)×3(风速)×3(坡度)=144组点烧试验,并建立适用于兴安落叶松针叶林的火蔓延模型。结果表明:在试验设定范围内,可燃物床层在火蔓延过程中80%为阴燃,火蔓延速度在75%区间内不超过6 m·h^-1,最大值为93.02 m·h^-1、最小值为0.41 m·h^-1;可燃物载量对火蔓延速度影响不显著,3个显著变量对火蔓延速度的影响由大到小的顺序为:风速、可燃物含水率、坡度;4个因子交互作用对火蔓延速度的相对贡献为:可燃物含水率×坡度×风速27.73%、风速17.22%、可燃物含水率×坡度×风速×载量13.01%、可燃物含水率×风速11.01%、坡度×风速9.21%;火蔓延速度预测模型的标准估计误差值为8.56,验证误差值为12.93。因此,在森林火行为预报工作中,应注意可燃物的特征、所处的地理位置及其环境因素。     

北京山区主要针叶林潜在火行为及冠层危险指数研究

目的树冠火作为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, 一旦发生树冠火, 其在林火蔓延过程中起主导作用。通过对针叶林潜在火行为大小和冠层危险指数的探究, 以及其在一天中的变化情况, 了解树冠火危害大小及发生的条件, 为预防及扑救林火提供科学依据。方法本文以北京山区主要的针叶树种油松和侧柏作为研究对象, 通过对2种林分可燃物的载量、理化性质、分布规律的调查, 计算林分潜在火行为随风速变化的趋势, 并利用树冠火发生和发展的气象因子临界指标来建立冠层危险指数。最终, 结合该地区的气象资料, 选取外业调查期间的2 d为例, 计算冠层危险指数, 判断2种林分可能发生树冠火的类型、时间、持续时长以及林分潜在火行为大小。结果2种林分的理化性质差距较小, 但冠基高度上相差较大; 在高风速(40 km/h)天气下, 油松林发生连续型树冠火, 蔓延速度和火线强度分别为17.0 m/min、16079 kW/m, 侧柏林发生间歇型树冠火, 蔓延速度和火线强度分别为11.4 m/min、5290 kW/m, 油松林和侧柏林分别在风速为30、37 km/h时达到高强度火; 油松林的冠层危险指数TI(torching index)和CI(crowning index)值随时间分别在17.1~29.6 km/h和33.9~38.8 km/h范围内波动, 侧柏林的波动范围分别为11.9~21.1 km/h和47.5~54.9 km/h, 油松林在48 h内发生地表火、间歇型树冠火、连续型树冠火的时间占比分别为87%、9%、4%, 其最高速度和火焰最大强度分别为17.5 m/min、8598 kW/m, 而侧柏林只能发生地表火和间歇型树冠火, 其比例为56%、44%, 最大潜在火行为指标分别为14.5 m/min、4506 kW/m。结论2种林分中, 冠基高度是树冠火发生最主要的影响因素之一; 林分整体潜在火行为随风速变化明显, 且能在5级风速下形成高强度森林火灾; 侧柏林更易形成树冠火, 油松林发生极高强度火灾的可能性大。      

抚育间伐对西山林场侧柏林冠层可燃物特征及潜在火行为的影响

  目的  研究不同间伐强度对北京西山试验林场侧柏林冠层可燃物特征及其潜在火行为的影响，为冠层可燃物调控和预防高能量连续型树冠火的发生提供参考。  方法  以北京西山试验林场侧柏为研究对象，设置3种间伐强度（低15%、中35%、高50%，均为株数强度）的处理，并设置对照样地，每种处理设置3块重复样地。基于标准枝法所调查冠层可燃物参数（枝条数量、长度、基径），对冠层可燃物载量建立线性回归模型，进一步计算冠层容积密度。通过单因素方差分析探讨不同间伐强度对冠层可燃物特征（冠层可燃物载量、冠层容积密度）的影响。利用Behave Plus 5.0软件，分别根据样地可燃物含水率和气象条件设置中度湿度条件和10 m高空风速（0 ~ 18 m/s），探讨不同间伐强度对树冠潜在火行为指标（树冠火蔓延速率、火线强度、火焰长度、单位面积发热量等）的影响，并依据树冠火转化模型研究抚育间伐对连续型树冠火发生的影响。  结果  （1）林分冠层可燃物特征在不同间伐强度下存在差异，中度间伐强度下与未间伐样地差异最显著，冠层可燃物载量、冠层容积密度随着间伐强度的增加而减少，冠层可燃物载量由3.280 kg/m2减少到0.540 kg/m2，冠层容积密度由0.478 kg/m3减少到0.056 kg/m3。（2）不同间伐强度下林分冠层可燃物载量、冠层容积密度垂直分布特征为随树高的增加而先增加后减少。（3）树冠潜在火行为指标在中度间伐强度下与未间伐样地差异显著，其中火线强度、火焰长度以及单位面积发热量随间伐强度的增大而减小，树冠火蔓延速率在抚育间伐后小于未间伐样地，但不随间伐强度的变化而变化，临界树冠火蔓延速率随间伐强度的增大而增大。在未间伐、低度间伐强度下样地将发生连续型树冠火，中度、高度间伐强度样地不发生；随着间伐强度增大，发生连续型树冠火时所需10 m高空风速由6 m/s逐渐增大到8 m/s，火线强度由6 930 kW/m减少到5 829 kW/m，火焰长度由9.7 m减少到8.6 m，单位面积发热量由47 817 kJ/m2减少到40 667 kJ/m2，树冠火蔓延速率由8.7 m/s增加到8.9 m/s。  结论  抚育间伐影响冠层可燃物特征、树冠潜在火行为指标。中度间伐强度对冠层可燃物特征和树冠潜在火行为指标影响显著，通过减少冠层容积密度，可以有效降低树冠潜在火行为，避免连续型树冠火的发生。综合考虑经济效益和生态效益，在对侧柏林进行冠层可燃物调控时建议采取中度间伐处理。      

疏伐对北京西山油松林可燃物特征及潜在火行为影响

本研究在北京西山林场选择不同疏伐强度油松林,疏伐强度分别是未疏伐林分(CK)、低强度疏伐15%(L)、中强度疏伐35%(M)、高强度疏伐50%(H)。通过野外样地调查和室内试验,研究不同疏伐强度对林分可燃物载量及分布特征影响;应用BehavePlus林火软件,研究不同林分潜在火行为特征。结果表明:1)油松林地表可燃物载量随疏伐强度加大而增加,即H>M>L>CK;2)各林分可燃物负荷量垂直分布均以0~2 m层最大,随着高度的增加呈现减少的趋势;3)不同疏伐强度对林分潜在火行为指标(火蔓延速率、火线强度、火焰高度及单位面积发热量)影响显著,趋势为L>CK>M>H。研究结果可为研究地区的森林可燃物管理提供科学依据。      

北京妙峰山林场地表潜在火行为及燃烧性分析

目的森林燃烧性是森林被引燃的难易程度和着火后的火行为特征,分析可燃物火行为及燃烧性为妙峰山林场地表可燃物管理、火险区划及森林防火提供依据。方法利用林场内12种主要森林类型调查数据和二类清查资料,选择地表潜在火行为、火环境、可燃物理化性质及床层结构4大类指标,采用主成分分析和聚类分析法计算104个小班地表可燃物燃烧性并对地表可燃物燃烧性指数CI进行了排序。结果（1）无风条件下104个小班中,各优势树种小班地表潜在火行为有以下规律:针叶林普遍较大且地表火强度达到2 000 kW/m以上、蔓延速度3 m/min以上、火焰高度1.5 m以上,灌木林次之地表火强度700 ~ 2 000 kW/m、蔓延速度1.5 ~ 3 m/min、火焰高度1 ~ 1.5 m,阔叶林较小地表火强度700 kW/m以下、蔓延速度1.5 m/min以下、火焰高度1 m以下。（2）主成分分析表明,地表可燃物燃烧性与火行为指数正相关,与海拔因素负相关,与含水率负相关,与有效负荷量和床层高度正相关。（3）聚类分析表明,小班地表可燃物燃烧性指数CI分为5个等级:高燃烧性（Ⅰ）、较高燃烧性（Ⅱ）、可燃烧性（Ⅲ）、较低燃烧性（Ⅳ）、低燃烧性（Ⅴ）。各燃烧性等级的小班优势树种分别为:油松、落叶松、侧柏等针叶林,位于林场东南、西北部;油松、落叶松、侧柏与栓皮栎、五角枫等针阔混交林,主要位于林场西北部;栓皮栎、黄波罗、五角枫等阔叶纯林,集中于林场东南、西北部;山桃、荆条等灌木林及少数栓皮栎林、黄波罗等阔叶混交林,分布在林场东北部;荆条、山杏、鼠李、绣线菊等灌木,主要位于林场西南和中部。结论以油松、落叶松等针叶林为主的小班地表潜在火行为普遍较大,极易形成高强度地表火,易发生树冠火;燃烧性受到火环境、火行为和可燃物的影响,特别是可燃物有效负荷量、床层高度、海拔和含水率因子;高燃烧性和较高燃烧性小班多数位于林场北部、西北部,要注重对不同燃烧等级小班分类管理、科学巡护。      

北京山区主要针叶林可燃物空间连续性研究——可燃物水平连续性与树冠火蔓延

以北京市山区主要针叶林(侧柏林和油松林)为研究对象,通过对林分树冠可燃物的负荷量、结构、理化性质及火行为特征进行分析,建立了树冠可燃物水平连续性指数D和评估等级,并对侧柏林和油松林的可燃物水平连续性进行评估与分析。研究结果显示:可燃物负荷量对火蔓延速度的影响显著,随可燃物负荷量增大,火蔓延速度增加,增加幅度受到可燃物紧密度的影响;风速对火蔓延速度的影响十分明显,对可燃物水平连续性的影响程度大于坡度;相同风速下,油松林树冠火的蔓延速度大于侧柏林;侧柏林D的平均值为1.470(高度连续),油松林D的平均值为0.933(中度连续),侧柏林树冠火蔓延的危险性大于油松林,一旦发生火灾,侧柏林比油松林更容易形成大面积高强度树冠火;D的主要影响因素是针叶树种树冠负荷量及其空间分布,以及风速和坡度及其协同作用。     

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。      

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。      

基于Rothermel模型的北京鹫峰国家森林公园潜在火行为

Rothermel模型以燃烧物理学为理论基础,基于能量守恒定律,属于物理机理模型。基于Rothermel模型,利用BehavePlus 5.0 5软件,采用自定义可燃物参数模型,通过输入不同的可燃物模型参数,包括不同时滞的地表枯枝负荷量、可燃物床层厚度、含水率、热值、风速、坡度等,研究计算了不同可燃物湿度条件下北京鹫峰国家森林公园潜在地表火行为状况,即蔓延速率、单位面积发热量、火线强度和火焰高度等。结果表明:4种林型火行为指标均随可燃物湿度、坡度增大而降低,油松Pinus tabuliformis林极易发生高强度地表火,侧柏Platycladus orientalis林易发生中强度地表火,华北落叶松Larix principis-rupprechtii因本身难燃,仅可能发生低强度地表火,栓皮栎Quercus variabilis林因地表凋落物累积较多,且林分通风条件好,在低湿度、干旱条件下易发生中等强度地表火,对林分结构造成破坏。因此,在护林防火工作中,我们要以油松、侧柏林防火为主,及时清理林下有效可燃物,减少可燃物累积,防止林火的发生与蔓延,最大程度减少森林资源损失。图5表3参19     

兴安落叶松人工林采伐迹地的燃烧特性

经实地勘查后布置燃烧床,以风速、表层可燃物含水率、现场温度、坡度为因素,温度变化、燃烧蔓延速度、火线强度为特性指标设计L9(34)正交试验。结果表明:风速对火蔓延速度及火线强度具有明显影响,随着风速的增大,火蔓延速度与火线强度明显增加;表层含水率对最高温度、火蔓延速度及火线强度的影响较明显,随着表层含水率增加,最高温度、火蔓延速度及火线强度均降低;现场温度对最高温度有明显影响,随现场温度升高,最高温度增加;坡度对最高温度、火蔓延速度及火线强度均有影响,随坡度的增加,最高温度增加,火蔓延速度加快,火线强度加强;风速及表层含水率是影响剩余物燃烧的主要因素,当风速为5 m·s-1、表层含水率为10%时,影响剩余物燃烧的权重最大。     

兴安落叶松人工林采伐迹地的燃烧特性1）

经实地勘查后布置燃烧床，以风速、表层可燃物含水率、现场温度、坡度为因素，温度变化、燃烧蔓延速度、火线强度为特性指标设计L9（34）正交试验。结果表明：风速对火蔓延速度及火线强度具有明显影响，随着风速的增大，火蔓延速度与火线强度明显增加；表层含水率对最高温度、火蔓延速度及火线强度的影响较明显，随着表层含水率增加，最高温度、火蔓延速度及火线强度均降低；现场温度对最高温度有明显影响，随现场温度升高，最高温度增加；坡度对最高温度、火蔓延速度及火线强度均有影响，随坡度的增加，最高温度增加，火蔓延速度加快，火线强度加强；风速及表层含水率是影响剩余物燃烧的主要因素，当风速为5 m· s－1、表层含水率为10％时，影响剩余物燃烧的权重最大。     

八达岭林场油松林冠层可燃物特征及潜在火行为

  目的  研究冠层可燃物特征和树冠火发生条件,模拟潜在火行为特征,对于森林可燃物管理及树冠火有效防控均具有重要意义。  方法  本文以北京市八达岭林场油松林为研究对象,利用破坏性取样方法,选择具有代表性的18株油松样木进行采伐,自第一活枝高始,以1 m为一个层次对油松林冠层由下而上进行划分,不足1 m的按照1 m层次划分,并按照冠层可燃物枝条径阶大小（针叶;大枝直径 ≥ 0.64 cm;小枝直径 < 0.64 cm）调查冠层总可燃物生物量,结合样地面积和油松林平均冠长,计算样地平均冠层可燃物负荷量（CFL）和冠层容积密度（CBD）。基于林分因子,建立与林分结构参数（胸径、第一活枝高、冠长、树高、冠幅）的多元回归模型;根据冠层可燃物负荷量模型可估算样地平均冠层容积密度,结合研究区防火期内月平均最大风速和地表可燃物负荷量,在3种细小可燃物含水率条件下（6%、10%、14%）,利用van Wagner和Cruz的树冠火蔓延模型,预测油松林树冠火的发生,利用Byram模型计算冠层潜在火行为特征（如火线强度和火焰高度）。  结果  （1）油松林平均冠层可燃物负荷量为4.54 t/hm2,冠层容积密度为0.21 kg/m3,可燃物负荷量分布呈现由下而上逐层递减的趋势。林冠底层（0 ~ 1 m）可燃物占冠层总可燃物比例最大,为54.03%,大枝在林冠底层分布比例较大且快速逐层递减,针叶在各层次均有较大比例分布。（2）基于林分因子建立的冠层可燃物负荷量非线性模型具有较高的拟合度,其中胸径和第一活枝高与冠层可燃物负荷量呈极显著相关（P < 0.01）,在不破坏林木的情况下,根据林分易测因子可较好地估测油松林冠层可燃物负荷量。（3）在低燃烧条件下,除4月份外油松林发生间歇型树冠火的概率均低于0.5;在中度燃烧条件下,春季（3—5月份）风速较大,均存在发生连续型树冠火的可能;在极端干燥的高燃烧条件下,2—5月连续型树冠火的潜在火行为指标较高,4月份发生的连续型树冠火,表现出最高的潜在火行为指标,蔓延速度为46 m/min,火线强度为8 062 kW/m,火焰高度为15 m。  结论  冠层可燃物是影响林火发生的重要因素,胸径和第一活枝高为冠层可燃物负荷量的主要影响因子。通过破坏性取样直接获得冠层可燃物实测数据,所构建的冠层可燃物负荷量估测模型具有较高精度。风速、冠层容积密度和细小可燃物含水率与树冠火的发生和蔓延关系密切,油松林春季存在的树冠火发生隐患较大,大风和极端干燥气候条件下易发生高强度树冠火,通过营林抚育措施（抚育间伐,修枝）可有效降低可燃物密度,增大活枝高,以降低树冠火发生概率及危害程度。      

红松人工林地表针叶可燃物燃烧PM2.5排放影响因子

目的为研究森林火灾对大气环境中PM_2.5的贡献量, 分析不同火环境下地表可燃物排放PM_2.5的变化特征, 以期为森林火灾排放颗粒物污染提供依据。方法本实验以帽儿山地区红松人工林地表针叶可燃物为研究对象, 铺设不同可燃物载量和可燃物含水率组合方式的可燃物床层, 基于燃烧风洞实验室进行点烧实验192次, 并利用崂应2050型智能空气/TSP综合采样器定量测量不同风速条件下可燃物燃烧释放烟气中细颗粒污染物(PM_2.5)浓度。结果在可燃物载量、可燃物含水率和风速的共同作用下, PM_2.5质量浓度值有很大的变化区间, 最小值为166.7μg/m3, 最大值为7516μg/m3。各因子对PM_2.5质量浓度的影响差异较明显, 从大到小的顺序为:可燃物载量＞风速＞可燃物含水率。通过多因素方差分析表明, 可燃物含水率与PM_2.5质量浓度没有明显的相关性(P＞0.05), 可燃物载量和风速与PM_2.5质量浓度相关关系显著(P＜0.05), 且可燃物载量与风速存在显著的交互作用(P＜0.05)。以双因素模型拟合PM_2.5质量浓度预测模型, 可燃物载量和风速共同解释77%的PM_2.5质量浓度变差。结论红松针叶燃烧对大气颗粒物污染有明显的贡献作用。PM_2.5质量浓度对可燃物含水率、可燃物载量和风速的响应程度存在明显差异, 与可燃物载量和风速呈显著正相关, 与可燃物含水率关系不明显。本研究以可燃物载量和风速为预报因子构建的PM_2.5质量浓度预测模型具有较高的精准度, 可以为估算森林火灾排放PM_2.5质量浓度提供理论基础。      

北京地区主要针叶林型林火行为

在八达岭林场的侧柏林(Platycladus orientalis)、油松林(Pinus tabuliformis)、华山松林(Pinus arman-dii)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林内设置样地,在样地内设置小样方。采集每个小样方内的死草、活草、凋落物及1、10、100 h的地表枯枝,测定可燃物热值、抽提物质量分数、灰分质量分数及含水量,确定可燃物参数。利用Rothermel模型,对4种林分可燃物火行为的蔓延速率、单位面积发热量、火线强度、火焰长度进行了计算。根据火行为状况,制定了相应的火灾扑救对策。     

兴安落叶松人工林潜在地表火行为特征的影响因素

森林火灾包括地表火、地下火、树冠火,其中地表火发生最为频繁.以大兴安岭地区兴安落叶松人工林为研究对象,通过野外调查数据,应用Behaveplus软件和SPSS三因素方差分析方法,分析不同地类、不同可燃物湿度以及火焰平均风速对各火行为指标的影响.结果表明:地类、可燃物湿度以及火焰平均风速对兴安落叶松人工林地表火的蔓延速率、火线强度、火焰长度、单位面积热量的影响都具有显著差异(P<0.05);火行为指标随可燃物湿度的增加而降低,随火焰平均风速的增加而升高(单位面积热量除外);在所有影响因素下,有坡山地和农用地的火行为指标都相对较高.     

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。      

地表火的辐照度

研究地表火蔓延过程中火线提供给地表面的辐照度,探讨风速、坡度对它的影响。通过火焰特征的分析,建立火线火焰区的热辐射模型,推导火线给地表面的辐照度的计算公式;提出用火焰平均高度作为长度单位,定义火环境的空间参数(ξ、η、ζ)和火环境的辐射场空间属性函数f(ξ,η,ζ),推导火焰覆盖区的辐照度的计算公式。结果表明:火线提供给地表面的辐照度和火焰表面温度、火强度、火焰平均高度、考察点的位置等因素有关,它受风速、坡度因素制约。火线逼近可燃物的暂短时间内,太阳给地表面的辐照度可以忽略不计。     

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.     

预防华山松树冠火的最低修枝高度探讨

为确定可以阻止华山松林地表火向树冠火转化的最低修枝高度,测定了华山松针叶的着火点,在自行设计的燃烧床上对不同载量的华山松林细小可燃物进行了5次燃烧试验.通过分析可燃物地表火过程中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华山松的最低安全修枝高度.经推算,可燃物载量为1.77 kg/m2、2.37 kg/m2、2.96 kg/m2、3.55 kg/m2、3.84 kg/m2时,华山松人工林的最低安全修枝高度分别为0.82 m、0.92 m、1.13 m、1.20 m、1.22 m.讨论了风、可燃物层的密实度、立地条件对最低安全修枝高度的影响,并分析了不同气象和立地条件下最低修枝高度计算方法.